CN107628684A - 一种改良mbbr工艺处理低碳氮比污水的装置与方法 - Google Patents
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Abstract
一种改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置及方法，该装置包括反应器，所述的反应器设有撇渣装置，反应器内侧设过滤膜，反应器底部内外侧分设曝气管和排泥管，反应器内设出水管连接过滤膜。方法步骤为1)驯化培养反硝化除磷污泥；2)固体碳源的制备及预处理：取固体碳源处理后备用；3)按相应投加比，将固体碳源投入装置中，进行接种挂膜；4)控制相应参数进行污水处理，并经过滤膜进行泥水分离后排出，撇渣装置用于去除浮渣。本发明采用固体碳源进行脱氮，有效提高对低碳氮比污水脱氮能力，通过接种反硝化除磷污泥能够获得较好的脱氮除磷效果，撇渣装置定期排除碳源残渣，过滤膜能有效控制碳源残渣和生物量溢出，具有极高应用价值。
Description
技术领域：
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置与方法。
背景技术：
随着社会发展，人们的饮食结构和生活方式的改变，进入污水厂的生活污水中氮的含量不断增高，而COD浓度不断降低，我国的生活污水低碳氮比趋势日益严重。原水的低碳氮比导致污水处理中硝化和反硝化反应难以达到平衡，影响总氮去除效果，脱氮和除磷过程存在碳源竞争，进而影响除磷效果。
移动床生物膜反应器(MBBR)是在生物膜技术的基础上，以悬浮填料载体上附着生长的生物膜代替活性污泥而形成的一种复合式膜生物废水处理装置。其生物膜作为一种特殊的微生物聚集形式，可在生物膜上形成稳定的好氧区、缺氧区/厌氧区，从而实现在生物膜表面硝化，内部反硝化的同步硝化反硝化(SND)过程。
瑞典Siolunda污水处理厂将MBBR作为反硝化反应池，并持续投加液体碳源乙醇和甲醇，在水温为16℃时，乙醇的反硝化速率约为2.5gN/m2·d，甲醇的最大硝化率约为2.0gN/m2·d(见文献Water Science&Technology，1998，38(1)：31-38)。由此可见，MBBR工艺对于低碳氮比的污水的处理需投加外加碳源。
外加碳源一般会优先选择乙醇、甲醇、乙酸钠、葡萄糖等液体碳源。然而这些液体碳源在投加中投加量不易控制，极易影响出水的水质，造成二次污染(见文献，Appliedmicrobiology and Biotechnology.1996，46(1)：92-97.)。固体碳源与液体碳源相比，既可以提供碳源，又可以作为生物附着的载体。具有使用寿命长，不需多次投加，可避免快速释碳而引起的二次污染的优势。
目前研究最多的固体碳源主要有两种，可生物降解聚合物材料，如PLA、PBS、PCL等(见文献Polymer degradation and Stability.2002，76(2)：321-327.)，和天然纤维素材料，如稻草，花生壳，玉米芯等(见文献，中国环境科学，2011，31(5)：748-754.)。李秀艳等人发明一种可生物降解缓释碳材料及其制备方法，在发明中利用可生物降解聚合物(BDPS)作为外加固体碳源，提高率脱氮效率(见专利CN2016101603753，2016.03.21)。郝瑞霞等人发明的一种以淀粉和聚乙烯醇(PVA)作为基材的缓释碳源滤料的制备方法，在对于低碳氮比污水处理中，缓释碳源滤料的反硝化脱氮效果较好，同时出水COD能够达到再生水回用的要求(见专利CN1039644565A，2014.8.6)。可生物降解聚合物材料虽然反硝化速率较高，但是其使用成本偏高，严重限制了其在实际工程中的使用范围。
天然纤维素材料具有来源广泛，易获取，价格低廉，易生物降解，无毒等优点。采用天然纤维素类材料酒糟作为外加固体碳源，通过木薯酒糟在污水处理中缓慢释放有机碳作为微生物反硝化的碳源，不仅实现了高效脱氮也避免了资源浪费，减轻了对环境的污染。(见专利CN102826649，2012.07.24)。以芦苇作为填料以及生物载体，在生物流化床或固定床中进行有机废水处理，由于其比表面积大，比重接近于水，其表面附着的微生物量大，使得出水中总氮，总磷，有机物及氨氮含量均满足国家一级排放标准。(见专利CN103214106A，2013.7.24)。采用以稻壳粉末、玉米芯粉末、秸秆粉末、稻草粉末和米糠复合而成的固体碳源为外加碳源处理低碳氮比的生活污水，污水从流入预脱硝池到流出沉淀池仅需2～5h，即可使出水的总氮含量≤10mg/L，总磷含量≤5mg/L。(见专利CN104003520A，2014.8.27)。采用荔枝核粉末与天然多糖物质葡甘聚糖制备的复合固体碳源处理养殖废水，硝酸盐氮去除率即可达100％，且无亚硝酸盐积累(见专利CN105502650A，2016.4.20)。
以上发明通过添加固体碳源的方式弥补低碳氮比进水中碳源不足的缺陷，从而提高了脱氮效率。但未考虑水处理过程中固体碳源残渣对出水水质的影响，也未考虑对磷的同步去除问题。
发明内容：
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置与方法。该方法用固体碳源替代MBBR工艺中的悬浮填料，兼具碳源和生物载体两种功能，强化工艺对低碳氮比污水的脱氮能力；出水采用平板膜或中空纤维膜等膜过滤方式能够有效控制碳源残渣和生物量溢出，并设置撇渣装置排除上浮的碳源残渣，培养驯化反硝化除磷污泥接种于反应器，可使系统获得较好的脱氮除磷功能。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，该装置包括反应器，所述的反应器设有撇渣装置，其中：
所述的反应器侧壁下方设有进水管，所述的反应器底部外侧设有排泥管，所述的反应器底部内侧设有曝气管；
所述的反应器内一侧设有过滤膜，所述的撇渣装置设置在反应器上方；
所述的反应器内设有出水管，所述的出水管在反应器内连接过滤膜。
所述的撇渣装置包括撇渣板和撇渣板滑道，所述的撇渣板设置在撇渣滑道内。
所述的撇渣板滑道端部设有贮渣箱。
所述的撇渣板能够在撇渣板滑道内往复滑动。
所示的过滤膜为平板膜或中空纤维膜。
所述的排泥管上设有阀门。
所述的出水管上分别设有自吸泵和反冲洗泵。
所述的曝气管在反应器底部并排设置。
所述的曝气管连接有鼓风机。
一种采用改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，处理低碳氮比污水的方法，包括以下步骤：
(1)反硝化除磷污泥的驯化与培养：
采用培养液进行污泥培养，将污泥浓度培养至8000mg/L以上，出水TP稳定在0.3～0.7mg/L，且COD、TN、TP去除率稳定在78～82％，完成反硝化除磷污泥的驯化与培养，形成反硝化除磷污泥；
(2)固体碳源的制备及预处理：
取固体碳源，进行处理后，备用；
(3)固体碳源的接种挂膜：
按质量比，固体碳源：反应器内污水＝(1∶50)～(1∶100)，将固体碳源投加到改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中，按体积比，接种反应器内污水体积8～12％的反硝化除磷污泥进行挂膜，挂膜时间为10～15d；
(4)装置的启动和运行：
控制改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中的溶解氧为0.8～2mg/L，温度为20～30℃，pH为6.0～8.0，进行污水处理，处理后经中空纤维膜泥水分离后排出，并定期开启撇渣装置去除浮渣。
所述的步骤(1)中，污泥为污水厂二沉池回流污泥。
所述的步骤(1)中，反硝化除磷污泥的驯化培养过程为：取二沉池回流污泥，闷曝3d后，完成反硝化除磷污泥的驯化培养，所述的反硝化除磷污泥中含有反硝化除磷菌，其中：
所述的培养方式为厌氧-好氧交替的培养方式；
所述的培养液中COD、氮、磷由葡萄糖、硝酸钠、磷酸二氢钾配置而成，其中COD：60～100mg/L，TN：15～25mg/L，TP：2.5～5mg/L，添加量配比为COD：TN：TP＝(4～5)：1∶(0.2～0.4)。
所述的步骤(1)中，厌氧与好氧培养的时间比为1∶2。
所述的步骤(2)中，固体碳源为生物可降解高分子聚合物或天然纤维素材料，其中：
所述的生物可降解高分子聚合物为PLA、PBS或PCL；所述的天然纤维素材料为玉米芯、稻杆或大豆壳；
所述的步骤(2)中，所述的生物可降解高分子聚合物处理方式为：
将生物可降解高分子聚合物处理为直径为0.1～0.3cm，截断长度为1～2cm的小圆柱形颗粒后，不需进行预处理，直接投加到反应器中；
所述的天然纤维素材料处理方式为：
将天然纤维素材料破碎成1～2厘米块状，水洗两次去除浮灰和杂质，烘干备用，使用前采用质量分数为1～3％的NaOH浸泡20～28h进行预处理。
所述的步骤(2)中，NaOH质量分数为1.5％。
所述的步骤(3)中，按质量比，固体碳源：反应器内污水＝1∶80。
所述的步骤(4)中，改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中的溶解氧为1mg/L，温度为25℃，PH为7.5。
所述的步骤(4)中，在污水处理过程中，监测跨膜压差，对过滤膜进行反冲洗或膜清洗，其中：
当跨膜压差大于50kPa时，对过滤膜进行反冲洗，控制过滤膜的膜污染，所示的反冲洗方式为在线空气反冲洗或在线清水反冲洗；
当跨膜压差大于70kPa或运行超过3个月时，对过滤膜进行膜清洗，所示的膜清洗方式为采用化学药剂进行离线浸渍清洗。
采用所述的方式处理后获得的出水，TN去除率为85％以上，TP去除率为83％以上，COD去除率为70％以上。
本发明的工作原理：
纤维素降解菌将固体碳源中的纤维素、半纤维素和木质素降解为糖类；反硝化细菌利用固体碳源缓慢释放的糖类物质，在相关酶的作用下，分别将硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气，达到脱氮的目的；反硝化除磷菌以水中的溶解氧为电子受体吸收污水中的磷，以多聚磷酸盐的形式储存在细胞内，达到除磷的目的。
本发明的有益效果：
(1)本发明的改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的方法，提供了两类优良的外加固体碳源，即可生物降解聚合物和天然纤维素类物质，利用这两类物质作为外加固体碳源，既可以作为碳源释放有机碳，又可以作为生物载体，并且这两类物质释碳性能好，可以保持高效持久的释放有机碳，解决了多次投加外加碳源的问题；另外，经过实验证明，微生物对固体碳源的释碳具有调控能力，不会造成二次污染；
(2)本发明的改良MBBR工艺处理低碳氮比污水装置的出水采用平板膜或中空纤维膜过滤，具有良好的固液分离效果，能够有效控制碳源残渣和生物量溢出；
(3)本发明的改良MBBR工艺处理低碳氮比污水装置中的撇渣装置，刮渣板能够在污水处理过程中撇除上浮的碳源残渣，并通过排渣槽收集浮渣，使用方便；
(4)采用本发明的改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的方法，能够在实现天然纤维素材料(玉米芯、稻杆)的资源利用同时提高脱氮效果。
附图说明：
图1为本发明的改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置主视图；
图2为本发明的改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置俯视图，其中：
1-进水管，2-贮渣箱，3-撇渣板滑道，4-撇渣板，5-出水管，6-自吸泵，7-过滤膜，8-排泥管，9-曝气管，10-鼓风机，11-阀门，12-反冲洗泵，A-反硝化除磷污泥，B-固体碳源。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
以下实施例1～7中：
污水厂二沉池回流污泥的培养过程为：
采用培养液对污水厂二沉池回流污泥进行厌氧-好氧交替培养，厌氧与好氧培养的时间比为1∶2，闷曝3d后，将污水厂二沉池回流污泥浓度培养至8000mg/L以上，出水TP稳定在0.3～0.7mg/L，且COD、TN、TP去除率稳定在78～82％，完成反硝化除磷污泥A的驯化与培养；
采用的培养液中COD、氮、磷由葡萄糖、硝酸钠、磷酸二氢钾配置而成，其中COD：60～100mg/L，TN：15～25mg/L，TP：2.5～5mg/L，添加量配比为COD：TN：TP＝(4～5)∶1∶(0.2～0.4)。
实施例1
一种改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，其主视图如图1所示，俯视图如图2所示，该装置包括反应器，所述的反应器设有撇渣装置，其中：
所述的撇渣装置包括撇渣板4和撇渣板滑道3所述的撇渣板4设置在撇渣板滑道3内，所述的撇渣板4能够在撇渣板滑道3内往复滑动，所述的撇渣板滑道3端部设有贮渣箱2；所述的撇渣装置设置在反应器上方；
所述的反应器侧壁下方设有进水管1，所述的反应器底部外侧设有排泥管8，所述的排泥管8上设有阀门11，所述的反应器底部内侧设有曝气管9，所述的曝气管9在反应器底部并排设置，所述的曝气管9连接有鼓风机10；
所述的反应器内一侧设有过滤膜7，该过滤膜为平板膜；
所述的反应器内设有出水管5，所述的出水管5连接在过滤膜7上，所述的出水管5上设有自吸泵6负压抽吸出水，所述的出水管5上设有反冲洗泵12用于进行在线反冲洗，所述的反冲洗泵12为空气泵。
一种采用改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，处理低碳氮比污水的方法，包括以下步骤：
本实施例中，进水污水水质：COD 90～120mg/L、TN 25～35mg/L、TP 2～4mg/L；
(1)反硝化除磷污泥A的驯化与培养：
采用培养液对污水厂二沉池回流污泥进行培养，形成污泥浓度8000mg/L的反硝化除磷污泥A；
(2)固体碳源B的制备及预处理：
取玉米芯，将玉米芯破碎成1～2厘米块状，水洗两次去除浮灰和杂质，烘干备用，使用前采用质量分数为1.5％的NaOH浸泡20h后作为固体碳源B，备用；
(3)固体碳源B的接种挂膜：
按质量比，固体碳源B：反应器内污水＝(1∶50)，将固体碳源B投加到改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中，按体积比，接种反应器内污水体积12％的反硝化除磷污泥A，挂膜时间为12d；
(4)装置的启动和运行：
调节进水C/N为3，控制改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中的溶解氧为0.8mg/L，温度为20℃，pH为6.0，进行污水处理，改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置运行16d后得到出水和浮渣混合物，经过滤膜7后出水通过出水管5排出，并定期开启撇渣装置，通过撇渣板4在撇渣板滑道3上滑动来去除浮渣，并通过贮渣箱2收集浮渣，并在污水处理过程中，监测跨膜压差，当跨膜压差大于50kPa时，采用空气泵对过滤膜7进行在线空气/清水反冲洗，控制过滤膜的膜污染；当装置运行超过3个月时，对过滤膜7采用化学药剂进行离线浸渍清洗，对出水进行测试，出水TN浓度3.88～4.8mg/L，去除率为85～86％，COD浓度27～30mg/L，去除率为70～75％，出水TP浓度0.3～0.45mg/L，去除率为83～88％。满足城镇污水厂一级A排放标准。
对比例1
本实施例中，采用同实施例1相同装置，不接种反硝化除磷污泥，接种普通活性污泥，添加相同固体碳源，进行污水处理，其余参数同实施例1，污水处理完成后，对出水进行测试，出水TN浓度6.2～7.5mg/L，去除率为75～78.5％，COD浓度60～65mg/L，去除率为33～46％，出水TP浓度为1.5～2.2mg/L，去除率为25％～33.3％。
实施例2
一种改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，其主视图如图1所示，俯视图如图2所示，该装置包括反应器，所述的反应器设有撇渣装置，其中：
所述的撇渣装置包括撇渣板4和撇渣板滑道3，所述的撇渣板4设置在撇渣板滑道3内，所述的撇渣板4能够在撇渣板滑道3内往复滑动，所述的撇渣板滑道3端部设有贮渣箱2，所述的撇渣装置设置在反应器上方；
所述的反应器侧壁下方设有进水管1，所述的反应器底部外侧设有排泥管8，所述的排泥管8上设有阀门11，所述的反应器底部内侧设有曝气管9，所述的曝气管9在反应器底部并排设置，所述的曝气管9连接有鼓风机10；
所述的反应器内一侧设有过滤膜7，所述的过滤膜7为平板膜；
所述的反应器内设有出水管5，所述的出水管5连接在过滤膜7上，所述的出水管5上设有自吸泵6负压抽吸出水，所述的出水管5上设有反冲洗泵12进行在线反冲洗，所述的反冲洗泵12为空气泵。
一种采用改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，处理低碳氮比污水的方法，包括以下步骤：
本实施例中，进水污水水质：COD 90～120mg/L、TN 25～35mg/L，TP 2～4mg/L；
(1)反硝化除磷污泥A的驯化与培养：
采用培养液对污水厂二沉池回流污泥进行培养，形成污泥浓度8000mg/L的反硝化除磷污泥A；
(2)固体碳源B的制备及预处理：
取玉米芯，将玉米芯破碎成1～2厘米块状，水洗两次去除浮灰和杂质，烘干备用，使用前采用质量分数为1.5％的NaOH浸泡24h后作为固体碳源B，备用；
(3)固体碳源B的接种挂膜：
按质量比，固体碳源B：反应器内污水＝(1∶80)，将固体碳源B投加到改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中，按体积比，接种反应器内污水体积10％的反硝化除磷污泥A，挂膜时间为10d；
(4)装置的启动和运行：
调节进水C/N为5，控制改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中的溶解氧为1mg/L，温度为28℃，pH为7，进行污水处理，改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置运行12d后得到出水和浮渣混合物，经过滤膜7后出水通过出水管5排出，并定期开启撇渣装置，通过撇渣板4在撇渣板滑道3上滑动来去除浮渣，并通过贮渣箱2收集浮渣，并在污水处理过程中，监测跨膜压差，当跨膜压差大于50kPa时，采用空气泵对过滤膜7进行在线空气反冲洗，控制过滤膜的膜污染；当跨膜压差大于70kPa时，对过滤膜7采用化学药剂进行离线浸渍清洗，对出水进行测试，出水TN浓度为3.3～3.5mg/L，去除率为86.5～90％，出水COD浓度为23～25mg/L，去除率为74.5～79.2％，出水TP浓度0.35～0.5mg/L，去除率为83～88％。满足城镇污水厂一级A排放标准。
对比例2
本实施例中，采用同实施例1相同装置，不接种反硝化除磷污泥，接种普通活性污泥，添加相同固体碳源，进行污水处理，其余参数同实施例2，污水处理完成后，对出水进行测试，出水TN浓度为5.8～6.3mg/L，去除率为68～76％，出水COD浓度为45～50mg/L，去除率为50～58.3％，出水TP浓度为0.85～1mg/L，去除率为52.5～62.5％。
实施例3
一种改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，其主视图如图1所示，俯视图如图2所示，该装置包括反应器，所述的反应器设有撇渣装置，其中：
所述的撇渣装置包括撇渣板4和撇渣板滑道3，所述的撇渣板4设置在撇渣板滑道3内，所述的撇渣板4能够在撇渣板滑道3内往复滑动，所述的撇渣板滑道3端部设有贮渣箱2，所述的撇渣装置设置在反应器上方；
所述的反应器侧壁下方设有进水管1，所述的反应器底部外侧设有排泥管8，所述的排泥管8上设有阀门11，所述的反应器底部内侧设有曝气管9，所述的曝气管9在反应器底部并排设置，所述的曝气管9连接有鼓风机10；
所述的反应器内一侧设有过滤膜7，所述的过滤膜7为平板膜；
所述的反应器内设有出水管5，所述的出水管5连接在过滤膜7上，所述的出水管5上设有自吸泵6负压抽吸出水，所述的出水管5上设有反冲洗泵12进行在线反冲洗，所述的反冲洗泵12为空气泵。
一种采用改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，处理低碳氮比污水的方法，包括以下步骤：
本实施例中，进水污水水质：COD 90～120mg/L、TN 25～35mg/L，TP 2～4mg/L；
(1)反硝化除磷污泥A的驯化与培养：
采用培养液对污水厂二沉池回流污泥进行培养，形成污泥浓度8000mg/L的反硝化除磷污泥A；
(2)固体碳源B的制备及预处理：
取稻杆，将稻杆破碎成1～2厘米块状，水洗两次去除浮灰和杂质，烘干备用，使用前采用质量分数为1.5％的NaOH浸泡26h后作为固体碳源B，备用；
(3)固体碳源B的接种挂膜：
按质量比，固体碳源B：反应器内污水＝1∶100，将固体碳源B投加到改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中，按体积比，接种反应器内污水体积8％的反硝化除磷污泥A，挂膜时间为10d；
(4)装置的启动和运行：
调节进水C/N为6.5，控制改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中的溶解氧为1.5mg/L，温度为30℃，pH为7.5，进行污水处理，改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置运行20d后得到出水和浮渣混合物，经过滤膜7后出水通过出水管5排出，并定期开启撇渣装置，通过撇渣板4在撇渣板滑道3上滑动来去除浮渣，并通过贮渣箱2收集浮渣，并在污水处理过程中，监测跨膜压差，当跨膜压差大于50kPa时，采用空气泵对过滤膜7进行在线空气反冲洗，控制过滤膜的膜污染；当装置运行超过3个月时，对过滤膜7采用化学药剂进行离线浸渍清洗，对出水进行测试，出水TN浓度为3.5～3.8mg/L，去除率为86～89％，出水COD浓度为25～28mg/L，去除率为72～76.7％，出水TP浓度0.35～0.5mg/L，去除率为83～87.5％。满足城镇污水厂一级A排放标准。
对比例3
本实施例中，采用同实施例1相同装置，不接种反硝化除磷污泥，接种普通活性污泥，添加相同固体碳源，进行污水处理，其余参数同实施例3，污水处理完成后，对出水进行测试，出水TN浓度为7.5～8.2mg/L，去除率为70～76％，出水COD浓度为35～45.5mg/L，去除率为61.1～63％，出水TP浓度为1.37～1.62mg/L，去除率为40.5％～60％。
实施例4
一种改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，其主视图如图1所示，俯视图如图2所示，该装置包括反应器，所述的反应器设有撇渣装置，其中：
所述的撇渣装置包括撇渣板4和撇渣板滑道3，所述的撇渣板4设置在撇渣板滑道3内，所述的撇渣板4能够在撇渣板滑道3内往复滑动，所述的撇渣板滑道3端部设有贮渣箱2，所述的撇渣装置设置在反应器上方；
所述的反应器侧壁下方设有进水管1，所述的反应器底部外侧设有排泥管8，所述的排泥管8上设有阀门11，所述的反应器底部内侧设有曝气管9，所述的曝气管9在反应器底部并排设置，所述的曝气管9连接有鼓风机10；
所述的反应器内一侧设有过滤膜7，所述的过滤膜7为中空纤维膜；
所述的反应器内设有出水管5，所述的出水管5连接在过滤膜7上，所述的出水管5上设有自吸泵6负压抽吸出水，所述的出水管5上设有反冲洗泵12进行在线反冲洗，所述的反冲洗泵12为离心泵。
一种采用改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，处理低碳氮比污水的方法，包括以下步骤：
本实施例中，进水污水水质：COD 120～150mg/L，TN 30～35mg/L，TP 2～3mg/L；
(1)反硝化除磷污泥A的驯化与培养：
采用培养液对污水厂二沉池回流污泥进行培养，形成污泥浓度8000mg/L的反硝化除磷污泥A；
(2)固体碳源B的制备及预处理：
取大豆壳，将大豆壳破碎成1～2厘米块状，水洗两次去除浮灰和杂质，烘干备用，使用前采用质量分数为1.5％的NaOH浸泡20h后作为固体碳源B，备用；
(3)固体碳源B的接种挂膜：
按质量比，固体碳源B：反应器内污水＝1∶80，将固体碳源B投加到改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中，按体积比，接种反应器内污水体积12％的反硝化除磷污泥A进行接种挂膜，挂膜时间为14d；
(4)装置的启动和运行：
控制改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中的溶解氧为1mg/L，温度为25℃，pH为7.5，进行污水处理，改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置运行15d后，出水经过滤膜7后通过出水管5排出，并定期开启撇渣装置，通过撇渣板4在撇渣板滑道3上滑动来去除浮渣，并通过贮渣箱2收集浮渣，并在污水处理过程中，监测跨膜压差，当跨膜压差大于50kPa时，采用离心泵对过滤膜7进行在线清水反冲洗，控制过滤膜的膜污染；当跨膜压差大于70kPa时，对过滤膜7采用化学药剂进行离线浸渍清洗，对出水进行测试，出水COD浓度33.6～36mg/L，TN浓度4.7～4.9mg/L，TP浓度0.4～0.49mg/L，COD、TN、TP去除率分别为72～76％，83～86.4％，80～83.7％，满足城镇污水厂一级A排放标准。
实施例5
一种改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，其主视图如图1所示，俯视图如图2所示，该装置包括反应器，所述的反应器设有撇渣装置，其中：
所述的撇渣装置包括撇渣板4和撇渣板滑道3，所述的撇渣板4设置在撇渣板滑道3内，所述的撇渣板4能够在撇渣板滑道3内往复滑动，所述的撇渣板滑道3端部设有贮渣箱2，所述的撇渣装置设置在反应器上方；
所述的反应器侧壁下方设有进水管1，所述的反应器底部外侧设有排泥管8，所述的排泥管8上设有阀门11，所述的反应器底部内侧设有曝气管9，所述的曝气管9在反应器底部并排设置，所述的曝气管9连接有鼓风机10；
所述的反应器内一侧设有过滤膜7，所述的过滤膜7为中空纤维膜；
所述的反应器内设有出水管5，所述的出水管5连接在过滤膜7上，所述的出水管5上设有自吸泵6负压抽吸出水，所述的出水管5上设有反冲洗泵12进行在线反冲洗，所述的反冲洗泵12为离心泵。
一种采用改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，处理低碳氮比污水的方法，包括以下步骤：
本实施例中，进水污水水质：COD 115～125mg/L，TN 20～25mg/L，TP 3.5～5mg/L；
(1)反硝化除磷污泥A的驯化与培养：
采用培养液对污水厂二沉池回流污泥进行培养，形成污泥浓度8000mg/L的反硝化除磷污泥A；
(2)固体碳源B的制备及预处理：
取PLA，将PLA处理为直径为0.1～0.3cm，截断长度为1～2cm的小圆柱形颗粒后作为固体碳源B，备用；
(3)固体碳源B的接种挂膜：
按质量比，固体碳源B：反应器内污水＝1∶80，将固体碳源B投加到改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中，按体积比，接种反应器内污水体积10％的反硝化除磷污泥A，进行接种挂膜，挂膜时间为15d；
(4)装置的启动和运行：
调节进水C/N为6，控制改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中的溶解氧为2mg/L，温度为25℃，pH为8.0，进行污水处理，改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置运行23d后出水经过滤膜7后通过出水管5排出，并定期开启撇渣装置，通过撇渣板4在撇渣板滑道3上滑动来去除浮渣，并通过贮渣箱2收集浮渣，并在污水处理过程中，监测跨膜压差，当跨膜压差大于50kPa时，采用离心泵对过滤膜7进行在线清水反冲洗，控制过滤膜的膜污染；当装置运行超过3个月时，对过滤膜7采用化学药剂进行离线浸渍清洗，定期对出水进行测试，出水COD浓度31.25～32.2mg/L，TN浓度3.0～4.55mg/L，TP浓度0.4～0.5mg/L，COD、TN、TP去除率分别为72～75％，85～87％，85～90％，满足城镇污水厂一级A排放标准。
实施例6
一种改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，其主视图如图1所示，俯视图如图2所示，该装置包括反应器，所述的反应器设有撇渣装置，其中：
所述的撇渣装置包括撇渣板4和撇渣板滑道3，所述的撇渣板4设置在撇渣板滑道3内，所述的撇渣板4能够在撇渣板滑道3内往复滑动，所述的撇渣板滑道3端部设有贮渣箱2，所述的撇渣装置设置在反应器上方；
所述的反应器侧壁下方设有进水管1，所述的反应器底部外侧设有排泥管8，所述的排泥管8上设有阀门11，所述的反应器底部内侧设有曝气管9，所述的曝气管9在反应器底部并排设置，所述的曝气管9连接有鼓风机10；
所述的反应器内一侧设有过滤膜7，所述的过滤膜7为中空纤维膜；
所述的反应器内设有出水管5，所述的出水管5连接在过滤膜7上，所述的出水管5上设有自吸泵6负压抽吸出水，所述的出水管5上设有反冲洗泵12进行在线反冲洗，所述的反冲洗泵12为离心泵。
一种采用改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，处理低碳氮比污水的方法，包括以下步骤：
本实施例中，进水污水水质：COD 140～150mg/L，TN 15～20mg/L，TP3～4mg/L；
(1)反硝化除磷污泥A的驯化与培养：
采用培养液对污水厂二沉池回流污泥进行培养，形成污泥浓度8000mg/L的反硝化除磷污泥A；
(2)固体碳源B的制备及预处理：
取PBS，将PBS处理为直径为0.1～0.3cm，截断长度为1～2cm的小圆柱形颗粒后作为固体碳源B，备用；
(3)固体碳源B的接种挂膜：
按质量比，固体碳源B：反应器内污水＝1∶80，将固体碳源B投加到改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中，按体积比，接种反应器内污水体积10％的反硝化除磷污泥A，进行接种挂膜，挂膜时间为12d；
(4)装置的启动和运行：
调节进水C/N为7.5，控制改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中的溶解氧为1.5mg/L，温度为25℃，pH为7.5，进行污水处理，改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置运行20d后出水经过滤膜7后通过出水管5排出，并定期开启撇渣装置，通过撇渣板4在撇渣板滑道3上滑动来去除浮渣，并通过贮渣箱2收集浮渣，并在污水处理过程中，监测跨膜压差，当跨膜压差大于50kPa时，采用离心泵对过滤膜7进行在线清水反冲洗，控制过滤膜的膜污染；当装置运行超过3个月时，对过滤膜7采用化学药剂进行离线浸渍清洗，定期对出水进行测试，出水COD浓度30～36.4mg/L，TN浓度2.25～2.4mg/L，TP浓度0.48～0.5mg/L，COD、TN、TP去除率分别为74～80％，85～88％，84～87.5％，满足城镇污水厂一级A排放标准。
实施例7
一种改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，其主视图如图1所示，俯视图如图2所示，该装置包括反应器，所述的反应器设有撇渣装置，其中：
所述的撇渣装置包括撇渣板4和撇渣板滑道3，所述的撇渣板4设置在撇渣板滑道3内，所述的撇渣板4能够在撇渣板滑道3内往复滑动，所述的撇渣板滑道3端部设有贮渣箱2，所述的撇渣装置设置在反应器上方；
所述的反应器侧壁下方设有进水管1，所述的反应器底部外侧设有排泥管8，所述的排泥管8上设有阀门11，所述的反应器底部内侧设有曝气管9，所述的曝气管9在反应器底部并排设置，所述的曝气管9连接有鼓风机10；
所述的反应器内一侧设有过滤膜7，所述的过滤膜7为中空纤维膜；
所述的反应器内设有出水管5，所述的出水管5连接在过滤膜7上，所述的出水管5上设有自吸泵6负压抽吸出水，所述的出水管5上设有反冲洗泵12进行在线反冲洗，所述的反冲洗泵12为离心泵。
一种采用改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，处理低碳氮比污水的方法，包括以下步骤：
本实施例中，进水污水水质：COD为135～150mg/L，氨氮为30～35mg/L，TP为2～4mg/L；
(1)反硝化除磷污泥A的驯化与培养：
采用培养液对污水厂二沉池回流污泥进行培养，形成污泥浓度8000mg/L的反硝化除磷污泥A；
(2)固体碳源B的制备及预处理：
取PCL，将PCL处理为直径为0.1～0.3cm，截断长度为1～2cm的小圆柱形颗粒后作为固体碳源B，备用；
(3)固体碳源B的接种挂膜：
按质量比，固体碳源B：反应器内污水＝1∶100，将固体碳源B投加到改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中，按体积比，接种反应器内污水体积10％的反硝化除磷污泥A，进行接种挂膜，挂膜时间为10d；
(4)装置的启动和运行：
调节进水C/N为4.5，控制改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中的溶解氧为1mg/L，温度为25℃，pH为7.5，进行污水处理，改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置运行15d后出水经过滤膜7后出水通过出水管5排出，并定期开启撇渣装置，通过撇渣板4在撇渣板滑道3上滑动来去除浮渣，并通过贮渣箱2收集浮渣，并在污水处理过程中，监测跨膜压差，当跨膜压差大于50kPa时，采用离心泵对过滤膜7进行在线清水反冲洗，控制过滤膜的膜污染；当跨膜压差大于70kPa时，对过滤膜7采用化学药剂进行离线浸渍清洗，并定期对出水进行测试，出水TN浓度4.0～5.0mg/L，去除率85.9～87％，出水COD浓度为35～40mg/L，去除率为72～74％，出水TP浓度0.38～0.5mg/L，去除率为83～87.5％，满足城镇污水厂一级A排放标准。
对比例7
本实施例中，采用同实施例7相同装置，接种普通活性污泥，添加相同固体碳源，进行污水处理，其余参数同实施例7，污水处理完成后，对出水进行测试，出水TN浓度5.0～5.8mg/L，去除率83～86％，出水COD浓度为53～62.5mg/L，去除率为58.3～60.7％，出水TP浓度为1.35～1.55mg/L，去除率为52～61％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实例限制，保护范围也并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本不脱离本发明的核心的情况下，根据本发明的技术方案及其发明构思所做的简单的变形、修改、简化等等效的替换方式，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，其特征在于，该装置包括反应器，所述的反应器设有撇渣装置，其中：
所述的反应器侧壁下方设有进水管，所述的反应器底部外侧设有排泥管，所述的反应器底部内侧设有曝气管；
所述的反应器内一侧设有过滤膜，所述的撇渣装置设置在反应器上方；
所述的反应器内设有出水管，所述的出水管在反应器内连接过滤膜。
2.根据权利要求1所述的改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，其特征在于，所述的撇渣装置包括撇渣板和撇渣板滑道，所述的撇渣板设置在撇渣滑道内，所述的撇渣板滑道端部设有贮渣箱。
3.根据权利要求1所述的改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，其特征在于，所示的过滤膜为平板膜或中空纤维膜。
4.一种采用权利要求1所述的改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置，处理低碳氮比污水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)反硝化除磷污泥的驯化与培养：
采用培养液进行污泥培养，将污泥浓度培养至8000mg/L以上，出水TP稳定在0.3～0.7mg/L，且COD、TN、TP去除率稳定在78～82％，完成反硝化除磷污泥的驯化与培养，形成反硝化除磷污泥；
(2)固体碳源的制备及预处理：
取固体碳源，进行处理后，备用；
(3)固体碳源的接种挂膜：
按质量比，固体碳源：反应器内污水＝(1：50)～(1：100)，将固体碳源投加到改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中，按体积比，接种反应器内污水体积8～12％的反硝化除磷污泥进行挂膜，挂膜时间为10～15d；
(4)装置的启动和运行：
控制改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中的溶解氧为0.8～2mg/L，温度为20～30℃，pH为6.0～8.0，进行污水处理，处理后经中空纤维膜泥水分离后排出，并定期开启撇渣装置去除浮渣。
5.根据权利要求4所述的处理低碳氮比污水的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，污泥为污水厂二沉池回流污泥，所述的反硝化除磷污泥的驯化培养过程为：取二沉池回流污泥，闷曝3d后，完成反硝化除磷污泥的驯化培养，所述的反硝化除磷污泥中含有反硝化除磷菌。
6.根据权利要求4所述的处理低碳氮比污水的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，固体碳源为生物可降解高分子聚合物或天然纤维素材料，其中：
所述的生物可降解高分子聚合物为PLA、PBS或PCL，处理方式为：将生物可降解高分子聚合物处理为直径为0.1～0.3cm，截断长度为1～2cm的小圆柱形颗粒后，不需进行预处理，直接投加到反应器中；
所述的天然纤维素材料为玉米芯、稻杆或大豆壳，处理方式为：将天然纤维素材料破碎成1～2厘米块状，水洗两次去除浮灰和杂质，烘干备用，使用前采用质量分数为1～3％的NaOH浸泡20～28h进行预处理。
7.根据权利要求4所述的处理低碳氮比污水的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，NaOH质量分数为1.5％。
8.根据权利要求4所述的处理低碳氮比污水的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，按质量比，固体碳源：反应器内污水＝1：80。
9.根据权利要求4所述的处理低碳氮比污水的方法，其特征在于，所述的步骤(4)中，改良MBBR工艺处理低碳氮比污水的装置中的溶解氧为1mg/L，温度为25℃，PH为7.5。
10.根据权利要求4所述的处理低碳氮比污水的方法，其特征在于，采用所述的方式处理后获得的出水，TN去除率为85％以上，TP去除率为83％以上，COD去除率为70％以上。
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