申請日2015.06.11
公開(公告)日2015.09.16
IPC分類號C02F9/14
摘要
本發(fā)明屬于污水處理技術領域，公開了一種MABR和MBR聯(lián)用式污水處理裝置，包括沿污水流動方向依次設置的預處理單元，MABR單元和MBR單元，以及與所述的MBR單元匹配的反沖洗單元。同時公開了其控制方法。本發(fā)明充分結(jié)合了兩種膜反應器的優(yōu)勢，能很好的實現(xiàn)脫氮除磷。這是由于在MABR池采用無泡曝氣，氧的利用率很高，幾乎可達到100%。由于氧的傳質(zhì)范圍很小，水中主要存在反硝化菌和反硝化聚磷菌，完成硝酸鹽反硝化和釋磷過程，強化了下一階段脫氮除磷的性能。進入好氧的MBR池后，好氧菌進一步去除水中殘留的亞硝氮和氨氮，好氧聚磷菌完成除磷工作。通過MABR前期的處理，減少了MBR的容積負荷。
摘要附圖
權利要求書
1.一種MABR和MBR聯(lián)用式污水處理裝置，其特征在于，包括沿污水流 動方向依次設置的預處理單元，MABR單元和MBR單元，以及與所述的MBR 單元匹配的反沖洗單元。
2.如權利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述的預處理單元為 依次設置的格柵、調(diào)節(jié)池和毛發(fā)過濾器，或調(diào)節(jié)池和毛發(fā)過濾器。
3.如權利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述的MABR單元包 括池體，浸沒式固定設置在所述池體內(nèi)的疏水透氣性微孔膜組件或透氣性致密 MABR膜組件，以及與所述的MABR膜組件連通的的曝氣系統(tǒng)。
4.如權利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述的MBR單元包 括池體，浸沒式設置在所述池體內(nèi)的親水性微孔MBR膜組件，設置在所述池體 底部的曝氣部件和排泥管，以及串接在所述的MBR膜組件的產(chǎn)水管上的輸水 泵。
5.如權利要求4所述的污水處理裝置，其特征在于，所述的反沖洗單元包 括與輸水泵出水口連通的用以存儲或緩存產(chǎn)水的水箱，可受控將所述的水箱連 與輸水泵進水口連通的反洗進水支路，以及可受控將輸水泵出水口與產(chǎn)水管連 通的反洗支路。
6.如權利要求3所述的污水處理裝置，其特征在于，所述曝氣系統(tǒng)包括空 壓機、連通所述的空壓機出氣口至所述的MABR膜組件的膜腔一端的進氣管， 串接在所述的進氣管上的氣體流量計、壓力表和進氣電磁閥，以及與膜腔另一 端連通的出氣管和串接在所述的出氣管上的泄壓閥。
7.一種采用如權利要求1所述的污水處理裝置的處理方法，其特征在于， 包括以下步驟：
1)將經(jīng)過預處理單元處理的廢水引入MABR反應池中，通過曝氣系統(tǒng)以無 泡供氧的形式向MABR膜組件的膜腔內(nèi)曝氣，氧在濃度差的驅(qū)動下由內(nèi)向外擴 散，為附著在MABR膜組件的膜壁上的微生物供氧，使MABR膜組件及附近區(qū) 域形成好氧、兼氧、缺氧三個層次，其中，將曝氣氣壓調(diào)節(jié)到所用曝氣膜泡點 以下且接近泡點，PH控制在6.5～8.5、水力停留時間控制在8～15h;
2)經(jīng)過MABR處理的廢水進入MBR反應池，在池體底部進行曝氣，在上 一階段水中的殘余有機碳、硝氮、亞硝氮以及磷酸鹽經(jīng)過活性污泥中好氧菌的 處理進一步去除，最后在MBR膜組件截留作用下，污水得到最終的凈化，在該 階段，通過調(diào)節(jié)曝氣量控制溶解氧使該池內(nèi)溶解氧濃度控制在3.5～5.5mg/L、PH 控制在7～8.5、水力停留時間控制在5～15h，污泥濃度在5000～10000mg/L。
8.如權利要求7所述的的處理方法，其特征在于，所述的污水為生活污水 及生化降解的高氮磷廢水。
說明書
MABR和MBR聯(lián)用式污水處理裝置及處理方法
技術領域
本發(fā)明涉及污水處理技術領域，特別是涉及一種MABR和MBR聯(lián)用式污 水處理裝置及處理方法。
背景技術
如圖1所示，膜曝氣生物反應器(通常簡稱MABR)是膜生物反應器的一 種類型，該反應器是一種通過向疏水透氣性的中空纖維膜腔體100內(nèi)充氧，氧 氣和污染物在生物膜附近形成濃度差，以膜腔為中心，兩者分別由內(nèi)向外和由 外向內(nèi)異向擴散，通過生物膜中微生物的新陳代謝消耗溶解氧并使污水中的有 機污染物得到降解的一種污水處理技術。MABR系統(tǒng)去除污染物的過程可分為 以下四步：首先，水體中的污染物與水流中的厭氧菌反應，使得一部分磷酸鹽 被吸附、含氮有機物降解為氨氮，第二，降解后的污染物隨水流與生物膜碰撞 接觸，在濃度差驅(qū)動下，向生物膜面擴散，同時氧氣由膜腔內(nèi)向外部擴散;第 三，生物膜內(nèi)的好氧菌或兼氧菌通過新陳代謝將污染物進一步降解為硝酸鹽 NO3-、亞硝酸鹽NO2-等;第四，二次降解后的污染物隨水流再次進入?yún)捬鯀^(qū)， 轉(zhuǎn)化后的硝酸鹽、亞硝酸鹽被還原成N2，釋放達到除氮效果。該反應器缺氧與 厭氧環(huán)境的共存還使得反硝化聚磷菌得以富集，在脫氮的同時還可去除部分磷。
無泡曝氣避免了傳統(tǒng)曝氣時污水中易揮發(fā)性物質(zhì)如甲苯、苯酚隨氣泡進入 大氣而對環(huán)境造成污染，同時不會由于表面活性劑的存在而產(chǎn)生泡沫。通過無 泡供氧，傳氧效率得到極大的提高，幾乎能達到100%，運行費用也會降低。同 時，氣液兩相以膜作為分界，曝氣系統(tǒng)的控制可以更加靈活方便。
目前該反應器存在的問題就是MABR單獨使用時，有研究表明反應器雖然 可同時進行硝化和反硝化，但除磷效果不佳。
膜分離生物反應器(MBR)是一種將生物處理技術與膜過濾技術相結(jié)合的 新型高效污水處理工藝。它是以膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的生物處理技術末端二沉池， 使生物反應器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機負荷，通過保持低污 泥負荷減少剩余污泥量。在連續(xù)曝氣條件下，活性污泥中的好氧菌對待處理的 有機污染物一部分用于自身消耗，一部分降解為小分子物質(zhì)進行去除。經(jīng)過膜 生物反應器工藝處理的廢水出水細菌、懸浮物和濁度接近于零，還可以截留糞 大腸菌等生物性污染物，處理后的出水經(jīng)消毒后可以直接回用。
MBR工藝完成對污染物的去除大致分如下：第一，進入MBR反應器的污 水與活性污泥直接接觸，連續(xù)的曝氣不僅持續(xù)為顆粒污泥中好氧菌充氧，也加 大了污染物與細菌的接觸碰撞概率，好氧菌以污染物作為自身代謝所需的營養(yǎng) 物質(zhì)進行消耗與降解;第二，在產(chǎn)水泵的抽吸作用下，處理后的水通過膜組件 上的微孔排出，而顆粒污泥繼續(xù)停留在池內(nèi)進行反應，這可能會造成硝化菌的 積累，使反應器適合處理高氨氮廢水。已經(jīng)有研究表明，在高氨氮廢水處理方 明，MBR反應器可達到較好的處理效果。
但是單獨使用MBR時氧的利用率過低，大部分的氧通過氣泡擴散到空氣中， 曝氣系統(tǒng)能耗高。只有微量的氧被微生物所利用，當廢水中有表面活性劑時容 易產(chǎn)生泡沫，不易去除，而且由于曝氣池內(nèi)污泥濃度的提高，實際運行過程中 又會經(jīng)常存在膜污染的問題，需要經(jīng)常清洗膜組件，因此又會存在膜的壽命短， 維護費用高等缺點。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術中存在的技術缺陷，而提供一種MABR和 MBR聯(lián)用式污水處理裝置及其處理方法。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術方案是：
一種MABR和MBR聯(lián)用式污水處理裝置，包括沿污水流動方向依次設置 的預處理單元，MABR單元和MBR單元，以及與所述的MBR單元匹配的反沖 洗單元。
所述的預處理單元為依次設置的格柵、調(diào)節(jié)池和毛發(fā)過濾器，或調(diào)節(jié)池和 毛發(fā)過濾器。
所述的MABR單元包括池體，浸沒式固定設置在所述池體內(nèi)的疏水透氣性 微孔膜組件或透氣性致密MABR膜組件，以及與所述的MABR膜組件連通的的 曝氣系統(tǒng)。
所述的MBR單元包括池體，浸沒式設置在所述池體內(nèi)的親水性微孔MBR 膜組件，設置在所述池體底部的曝氣部件和排泥管，以及串接在所述的MBR膜 組件的產(chǎn)水管上的輸水泵。
所述的反沖洗單元包括與輸水泵出水口連通的用以存儲或緩存產(chǎn)水的水 箱，可受控將所述的水箱連與輸水泵進水口連通的反洗進水支路，以及可受控 將輸水泵出水口與產(chǎn)水管連通的反洗支路。
所述曝氣系統(tǒng)包括空壓機、連通所述的空壓機出氣口至所述的MABR膜組 件的膜腔一端的進氣管，串接在所述的進氣管上的氣體流量計、壓力表和進氣 電磁閥，以及與膜腔另一端連通的出氣管和串接在所述的出氣管上的泄壓閥。
一種采用污水處理裝置的處理方法，包括以下步驟：
1)將經(jīng)過預處理單元處理的廢水引入MABR反應池中，通過曝氣系統(tǒng)以無 泡供氧的形式向MABR膜組件的膜腔內(nèi)曝氣，氧在濃度差的驅(qū)動下由內(nèi)向外擴 散，為附著在MABR膜組件的膜壁上的微生物供氧，使MABR膜組件及附近區(qū) 域形成好氧、兼氧、缺氧三個層次，實現(xiàn)好氧菌、兼氧菌與厭氧菌以及富集反 硝化聚磷菌共存，在去除有機物和氨氮的同時還可通過反硝化去除部分硝態(tài)氮， 強化了下一階段MBR脫氮除磷性能，在運行時，一般將曝氣壓調(diào)節(jié)到所用曝氣 膜泡點以下且接近泡點，PH控制在6.5～8.5、水力停留時間控制在8～15h左右時， 反應器處理效果達到最佳狀態(tài);
2)經(jīng)過MABR處理的廢水進入MBR反應池，在池底進行曝氣，在上一階 段水中的殘余有機碳、硝氮、亞硝氮以及磷酸鹽經(jīng)過活性污泥中好氧菌的處理 進一步去除，最后在MBR膜組件截留作用下，污水得到最終的凈化。經(jīng)實驗證 明，在該階段，通過調(diào)節(jié)曝氣量控制溶解氧使該池內(nèi)溶解氧濃度控制在 3.5～5.5mg/L、PH控制在7～8.5、水力停留時間控制在5～15h、污泥濃度在 5000～10000mg/L左右時，反應器處理效果達到最佳狀態(tài)。
所述的污水為生活污水及生化降解的高氮磷廢水。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：
1、本發(fā)明充分結(jié)合了兩種膜反應器的優(yōu)勢，能很好的實現(xiàn)脫氮除磷。這是 由于在MABR池采用無泡曝氣，氧的利用率很高，幾乎可達到100%。由于氧 的傳質(zhì)范圍很小，水中主要存在反硝化菌和反硝化聚磷菌，完成硝酸鹽反硝化 和釋磷過程，強化了下一階段脫氮除磷的性能。進入好氧的MBR池后，好氧菌 進一步去除水中殘留的亞硝氮和氨氮，好氧聚磷菌完成除磷工作。通過MABR 前期的處理，減少了MBR的容積負荷，容積負荷減小，相應的能耗、物耗、折 舊等都會相應降低，而且雙膜處理單元充分提高了出水水質(zhì)，處理水可直接作 為非飲用市政雜用水進行回用。
2、MABR與MBR反應器聯(lián)用，可以省去污泥回流的環(huán)節(jié)，這是因為MABR 本身好氧厭氧兼存，可實現(xiàn)同步硝化反硝化，而且MBR高效的截流作用保證了 池內(nèi)高濃度活性污泥的穩(wěn)定存在，污泥濃度可高達12000mg/L，這也使得剩余污 泥的產(chǎn)量很少，節(jié)省了污泥處理費用。
3、省去了多個前置處理單元,節(jié)省了占地面積,節(jié)約了基建費用和處理能耗。
4、可采用自動化控制，操作、管理方便，運行費用低，出水水質(zhì)好。
