CN108341560A - 一种基于厌氧mbr技术的小城镇污水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于厌氧MBR技术的小城镇污水处理工艺,工艺处理步骤为:S1采用生物化学絮凝工艺单元对污水进行前处理,去除污水中有机污染物和悬浮颗粒物,实现污水和污泥的分离;S2对前处理排出的污水和沉淀污泥分别通过厌氧MBR工艺单元和污泥厌氧消化单元进行处理。本污水处理工艺将生物化学絮凝技术、厌氧MBR技术和污泥厌氧消化技术有机耦合,克服了污水厌氧消化能源回收率低的缺陷,保障了污水浓度较低时系统整体的能源回收效率,实现了污水的高效资源化利用和有机物能源的有效回收。
Description
技术领域
本发明属于污水生物处理技术领域,涉及小城镇污水处理技术,尤其涉及一种基于厌氧 MBR技术的小城镇污水处理工艺。
背景技术
传统的污水处理未考虑到水资源的回收利用,并且主要以好氧生物工艺为主,以大量能 源消耗和经济投入为代价。
从可持续发展的角度看,污水本身是一种可以被重复利用的资源,而且还含有大量的有 机物质和氮、磷等资源。有机质可用于产能,污水中的氮和磷可回用为氮肥和磷肥,因此, 资源化、能源化是小城镇和农村生活污水处理的终极目标和最佳选择。
在污水处理和污水资源化领域中经常用到MBR工艺,该工艺出水水质好、运行维护简 单,但是由于曝气而导致的高耗能问题仍未得到有效的解决。针对此,国际上近年来提出了 厌氧MBR工艺,该工艺将厌氧消化和膜分离相结合,由于采用厌氧技术,该工艺能耗较低、 污泥产量也较少,并且集水资源回收与能源回收于一身,出水含有氮、磷,可用于农田灌溉, 比较适合用于小城镇的污水处理。
厌氧MBR工艺最初是被利用于处理工业废水、垃圾渗滤液等进水有机物浓度浓度高的 有机废水,国外学者首先将其用于处理生活污水,厌氧MBR在处理生活污水时面临的最大 问题依旧是膜污染。为了控制膜污染,势必要对其进水有机物浓度进行控制,但同时也限制 了其能源回收率。为了保证系统整体的能源回收率,国外通常在厌氧MBR前增加UASB或 者AFBR,形成两级厌氧消化工艺,UASB/AFBR还可以去除污水中的悬浮物,减缓膜污染。 但是国内污水中悬浮物含量较高,若采用两级厌氧消化,基质的传质效率低,能源回收率将 受到影响。
针对膜污染的控制,国外研究人员将厌氧MBR反应器设计成上升流的厌氧流化床形式, 采用在厌氧MBR反应器内投加颗粒活性炭,通过优化水力条件,使活性炭颗粒形成流化状 态,利用活性炭的吸附和冲刷作用,减轻膜污染。但是活性炭长期运行达到饱和状态后,吸 附作用明显减弱。而且,活性炭密度较大,在上升流反应器内为使其达到流化状态,反应器 需要的能耗也较高,在进水有机物浓度较低时,通过厌氧MBR回收的能量可能远小于设备 消耗的能量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,提供一种运行能耗低、能源回收率高的基 于厌氧MBR技术的小城镇污水处理工艺。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
一种基于厌氧MBR技术的小城镇污水处理工艺,其特征在于,采用如下处理步骤:
S1采用生物化学絮凝工艺单元对污水进行前处理,去除污水中有机污染物和悬浮颗粒 物,实现污水和污泥的分离;
S2对前处理排出的污水和沉淀污泥分别通过厌氧MBR工艺单元和污泥厌氧消化单元进 行处理。
而且的,厌氧MBR工艺单元采用氧化沟池型,池内安装平板膜组件,并投加对膜具有 冲刷作用的悬浮填料;设计或运行控制参数为:HRT为8~16h,进水容积负荷为0.5~2.0kgCOD/ (m3·d),悬浮填料填充比为20%~40%,池内氧化沟水流平均速度为0.3~0.5m/s;反应器为间 歇出水方式,出水抽吸时间和停止时间分别为5min和2min。
而且的,生物化学絮凝单元由絮凝池和沉淀池构成,设计或运行控制参数为:絮凝池污 泥浓度MLSS为2~4g/L,水力停留时间HRT为0.5~1h,泥龄SRT为0.3~1d,DO浓度为0.3~0.5mg/L;絮凝剂为PAC;沉淀池HRT为1.5~2.0h,污泥回流比为20~50%。
而且的,絮凝池中投加PAM,投加浓度为0.1~0.5mg/L。
而且的,污泥厌氧消化单元采用单级中温厌氧消化工艺单元,设计或运行控制参数为: 消化池SRT为10~30d,维持系统温度35±2℃,污泥投配率为3%~10%;厌氧消化工艺单位 VSS产气量达210~255L/KgVSS,产生的沼气用于厌氧消化池的加热保温。
本发明的优点和积极效果是:
1.本污水处理工艺将生物化学絮凝技术、厌氧MBR技术和污泥厌氧消化技术有机耦合, 实现了污水的高效资源化利用和有机物能源的有效回收,具有低碳、绿色的特征,用于小城 镇污水处理,有利于实现生态循环经济。
2.厌氧MBR采用氧化沟的池型,沟道内投加轻质的悬浮填料,填料在水流的推动下对平 板膜形成冲刷作用,工艺以较低的水动力消耗有效控制了膜污染,降低了设备的运行成本。
3.工艺采用的生物化学絮凝池以兼氧方式运行,厌氧MBR池和污泥厌氧消化池以厌氧方 式运行,整个系统具有运行能耗低、维护简单的优点,工艺系统抗冲击负荷能力强,出水满 足《农田灌溉水质标准》(GB 5084-2005)的要求。
4.工艺将污水的厌氧消化和污泥的厌氧消化进行耦合,克服了污水厌氧消化能源回收率 低的缺陷,保障了污水浓度较低时系统整体的能源回收效率。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明厌氧MBR池的结构示意图;
图3是图2的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不 是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
一种基于厌氧MBR技术的小城镇污水处理工艺,请参见图1-3,工艺特点为:先采用生 物化学絮凝工艺单元对污水进行前处理,去除污水中有机污染物和悬浮颗粒物,实现污水和 污泥的分离;然后对前处理排出的污水和沉淀污泥分别通过厌氧MBR工艺单元和污泥厌氧 消化单元进行处理。
具体为:经预处理后的城市污水先进入生物化学絮凝工艺的絮凝池,在絮凝池内投加絮 凝剂对进水有机物和悬浮颗粒物进行化学絮凝,同时来自于沉淀池的回流污泥对进水有机物 和悬浮颗粒物进行生物絮凝,完成絮凝的泥水混合液进入沉淀池进行泥水分离;经沉淀池处 理后的城市污水再进入厌氧MBR池,MBR池出水排出工艺系统,同步的经生物化学絮凝工 艺沉淀池分离的污泥进入厌氧消化池进行厌氧消化。
上述生物化学絮凝工艺单元由絮凝池和沉淀池构成,可以去除污水中60~70%的COD和 70~85%的SS,减轻了后续MBR工艺的负荷,减缓了膜污染。该工艺段采用微曝气的工艺形 式,节省了运行电耗。设计或运行控制参数优选为:絮凝池污泥浓度MLSS为2~4g/L,水力 停留时间HRT为0.5~1h,泥龄SRT为0.3~1d,DO浓度为0.3~0.5mg/L。絮凝剂为PAC,必 要时投加PAM,投加浓度为0.1~0.5mg/L。沉淀池HRT为1.5~2.0h,污泥回流比为20-50%。
上述厌氧MBR工艺设置在最末端,对进水有机物进行厌氧消化,并去除悬浮颗粒物, 工艺不曝气,节省了运行电耗,工艺运行出水COD低于100mg/L,SS低于10mg/L,出水满足《农田灌溉水质标准》(GB 5084-2005)的要求,有利于回用。该工艺采用氧化沟池型,池体1内安装平板膜组件2,在反应器内投加悬浮填料3,利用氧化沟推进器对水流的推动作用带动填料流动,形成对膜的冲刷作用,控制膜污染。设计或运行控制参数优选为:HRT为 8~16h,进水容积负荷为0.5~2.0kgCOD/(m3·d),悬浮填料填充比为20%~40%,池内氧化沟水流平均速度为0.3~0.5m/s;反应器为间歇出水方式,出水抽吸时间和停止时间分别为5min 和2min;膜组件的数量和尺寸依据污水处理规模和厌氧MBR池的尺寸确定。
上述污泥厌氧消化单元是对生物化学絮凝工艺沉淀的污泥进行厌氧消化,优选采用单级 中温厌氧消化工艺。进入消化池的污泥有机质含量最高可达60~80%,进行厌氧消化可获得较 高的产气量,VSS产气量达210~255L/KgVSS,产生的沼气可用于厌氧消化池的加热保温。 设计或运行控制参数优选为:消化池SRT为10~30d,维持系统温度35±2℃,污泥投配率为3%~10%。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图,但是本领域的技术人员可以理解:在不 脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内,各种替换、变化和修改都是可能的,因此,本 发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (5)
1.一种基于厌氧MBR技术的小城镇污水处理工艺,其特征在于,采用如下处理步骤:
S1采用生物化学絮凝工艺单元对污水进行前处理,去除污水中有机污染物和悬浮颗粒物,实现污水和污泥的分离;
S2对前处理排出的污水和沉淀污泥分别通过厌氧MBR工艺单元和污泥厌氧消化单元进行处理。
2.根据权利要求1所述的基于厌氧MBR技术的小城镇污水处理工艺,其特征在于:厌氧MBR工艺单元采用氧化沟池型,池内安装平板膜组件,并投加对膜具有冲刷作用的悬浮填料;设计或运行控制参数为:HRT为8~16h,进水容积负荷为0.5~2.0kgCOD/(m3·d),悬浮填料填充比为20%~40%,池内氧化沟水流平均速度为0.3~0.5m/s;反应器为间歇出水方式,出水抽吸时间和停止时间分别为5min和2min。
3.根据权利要求1所述的基于厌氧MBR技术的小城镇污水处理工艺,其特征在于:生物化学絮凝单元由絮凝池和沉淀池构成,设计或运行控制参数为:絮凝池污泥浓度MLSS为2~4g/L,水力停留时间HRT为0.5~1h,泥龄SRT为0.3~1d,DO浓度为0.3~0.5mg/L;絮凝剂为PAC;沉淀池HRT为1.5~2.0h,污泥回流比为20~50%。
4.根据权利要求3所述的基于厌氧MBR技术的小城镇污水处理工艺,其特征在于:絮凝池中投加PAM,投加浓度为0.1~0.5mg/L。
5.根据权利要求1所述的基于厌氧MBR技术的小城镇污水处理工艺,其特征在于:污泥厌氧消化单元采用单级中温厌氧消化工艺单元,设计或运行控制参数为:消化池SRT为10~30d,维持系统温度35±2℃,污泥投配率为3%~10%;厌氧消化工艺单位VSS产气量达210~255L/KgVSS,产生的沼气用于厌氧消化池的加热保温。
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