公布日：2023.04.04
申請日：2023.01.09
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/12(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種多段MBR零碳源污水處理方法，主要涉及四段AO+MBR和五段Bardenpho+MBR的零碳源污水處理方法，通過對各階段的污泥回流比、溶解氧、污泥濃度、污泥齡等參數(shù)進行具體設(shè)置結(jié)合對初沉階段進行除臭污泥回流和內(nèi)部污泥濃度等進行設(shè)置進行碳源開發(fā)，實現(xiàn)了無外加碳源的情況下，而對污水進行處理的技術(shù)效果，處理得到的水體達到一級A的標準，從而大大降低了處理成本，提高了系統(tǒng)的抗沖擊能力，具有良好的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求書
1.一種多段MBR零碳源污水處理方法，其特征在于，采用多段MBR零碳源污水處理裝置，所述多段MBR零碳源污水處理裝置包括進水泵房、粗格柵段、細格柵段、曝氣沉砂池、初沉碳源開發(fā)池、膜格柵段、全過程生物除臭裝置、生物池、MBR膜池、儲泥池和脫水裝置；所述進水泵房、粗格柵段、細格柵段、曝氣沉砂池、初沉碳源開發(fā)池、膜格柵段、生物池和MBR膜池順次相連，全過程生物除臭裝置用于向生物池內(nèi)加入除臭營養(yǎng)劑，初沉碳源開發(fā)池開發(fā)碳源后得到的剩余污泥排入到儲泥池；所述方法包括如下步驟：(1)污水通過進水泵房排入，然后經(jīng)過粗格柵段將大塊雜物進行粗過濾，經(jīng)過細格柵段對中等粒度雜物進行細過濾，然后進入到曝氣沉砂池中將細顆粒雜物排出后與污泥共同排入到初沉碳源開發(fā)池中；(2)將生物池產(chǎn)生的除臭污泥按3～8wt％的回流量回流到初沉碳源開發(fā)池內(nèi)，并設(shè)置初沉碳源開發(fā)池的進水流速為680～1080m3/h，控制初沉碳源開發(fā)池的排泥泵每小時啟動一次，每次啟動運行4～6min后停止，維持初沉碳源開發(fā)池內(nèi)污泥的停留時間為4～5天，維持初沉碳源開發(fā)池水下一米處污泥濃度為7800～8800mg/L，維持初沉碳源開發(fā)池出水混合液中污泥濃度為3000～4000mg/L，將初沉碳源開發(fā)池排出的水體排入至膜格柵段，初沉碳源開發(fā)池產(chǎn)生的剩余污泥排入到儲泥池內(nèi)，初沉碳源開發(fā)池排入儲泥池的排泥量為初沉碳源開發(fā)池進水量的8～16wt‰；(3)膜格柵段的水體排入到生物池內(nèi)，在生物池內(nèi)設(shè)置各好氧段的有機負荷為0.032～0.051kgBOD5/(kgMLVSS·d)；(4)生物池排出的水體通過MBR膜池進一步處理，在MBR膜池中，通過MBR膜池鼓風機進行高強度曝氣，對水體進行超濾級別的過濾，然后，進行紫外消毒；(5)儲泥池內(nèi)的污泥通過脫水裝置脫水之后，形成處理污泥，外運處理；紫外消毒處理后的水體外排，完成污水處理；所述生物池順次包括缺氧一段、好氧一段、缺氧二段、好氧二段、缺氧三段、好氧三段、缺氧四段和好氧四段；且在步驟(3)中，通過膜格柵段的18～22％的水體直接排入到缺氧一段、28～32％的水體直接排入到缺氧二段、28～32％的水體直接排入到缺氧三段以及18～22％的水體直接排入到缺氧四段，通過生物池鼓風機向好氧一段、好氧二段、好氧三段以及好氧四段鼓入空氣，MBR膜池的污泥按回流比300～400％回流至缺氧一段；并且好氧一段、好氧二段、好氧三段和好氧四段的溶解氧設(shè)置為0.8～1.2mg/L；好氧一段的污泥濃度設(shè)置為11800～12050mg/L，好氧四段的污泥濃度設(shè)置為8000～9000mg/L；或者所述生物池順次包括預(yù)缺氧段、厭氧段、缺氧段、好氧一段、好氧二段、好氧三段和后缺氧段；且在步驟(3)中，通過膜格柵段的30～40％的水體直接排入到預(yù)缺氧段、10～20％的水體直接排入到厭氧段、40～60％的水體直接排入到缺氧段，通過生物池鼓風機向好氧一段、好氧二段以及好氧三段鼓入空氣；MBR膜池污泥按回流比380～420％回流至好氧一段、好氧一段的污泥按回流比280～320％回流至缺氧段、缺氧段的污泥按回流比180～220％回流至預(yù)缺氧段；設(shè)置好氧一段的溶解氧為1～1.5mg/L，好氧二段的溶解氧為0.8～1.2mg/L；好氧三段的污泥濃度設(shè)置為7800～8200mg/L；所述多段MBR零碳源污水處理方法的污泥齡為33～36天。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段MBR零碳源污水處理方法，其特征在于，所述污泥齡的天數(shù)通過控制初沉碳源開發(fā)池產(chǎn)生的剩余污泥排入到儲泥池內(nèi)的頻率和排放量而實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段MBR零碳源污水處理方法，其特征在于，步驟(2)中，將生物池產(chǎn)生的除臭污泥按3～8wt％的回流量回流到初沉碳源開發(fā)池內(nèi)，具體為生物池產(chǎn)生的除臭污泥排入到MBR膜池中，將MBR膜池中除臭污泥的3～8％回流至進水泵房，除臭污泥隨著進水泵房的水體流過粗格柵段、細格柵段、曝氣沉砂池后進入到初沉碳源開發(fā)池內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段MBR零碳源污水處理方法，其特征在于，步驟(2)中，將生物池產(chǎn)生的除臭污泥按3～8wt％的回流量回流到初沉碳源開發(fā)池內(nèi)，具體為生物池產(chǎn)生的除臭污泥排入到MBR膜池中，將MBR膜池中除臭污泥的3～8％直接回流至初沉碳源開發(fā)池內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段MBR零碳源污水處理方法，其特征在于，所述MBR膜池設(shè)置有MBR膜池鼓風機，所述MBR膜池鼓風機通過向MBR膜池內(nèi)鼓入空氣，用于對MBR膜池膜組件進行沖刷，減小膜污染，保持MBR膜池膜通量，同時加強對有機物的進一步去除，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達標。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多段MBR零碳源污水處理方法，其特征在于，MBR膜池鼓風機保持MBR膜池內(nèi)氣水比為(10～12):1。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述技術(shù)問題提供了一種多段MBR零碳源污水處理方法。
具體通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種多段MBR零碳源污水處理方法，采用多段MBR零碳源污水處理裝置，所述多段MBR零碳源污水處理裝置包括進水泵房、粗格柵段、細格柵段、曝氣沉砂池、初沉碳源開發(fā)池、膜格柵段、全過程生物除臭裝置、生物池、膜池、儲泥池和脫水裝置；所述進水泵房、粗格柵段、細格柵段、曝氣沉砂池、初沉碳源開發(fā)池、膜格柵段、生物池和膜池順次相連，全過程生物除臭裝置用于向生物池內(nèi)加入除臭營養(yǎng)劑，初沉碳源開發(fā)池開發(fā)碳源后得到的剩余污泥排入到儲泥池。
所述方法包括如下步驟：
(1)污水通過進水泵房排入，然后經(jīng)過粗格柵段將大塊雜物進行粗過濾，經(jīng)過細格柵段對中等粒度雜物進行細過濾，然后進入到曝氣沉砂池中將細顆粒雜物排出后與污泥共同排入到初沉碳源開發(fā)池中。
(2)將生物池產(chǎn)生的除臭污泥按3～8wt％的回流量回流到初沉碳源開發(fā)池內(nèi)，并設(shè)置初沉碳源開發(fā)池的進水流速為680～1080m3/h，控制初沉碳源開發(fā)池的排泥泵每小時啟動一次，每次啟動運行4～6min后停止，維持初沉碳源開發(fā)池內(nèi)污泥的停留時間為4～5天，維持初沉碳源開發(fā)池水下一米處污泥濃度為7800～8800mg/L，維持初沉碳源開發(fā)池出水混合液中污泥濃度為3000～4000mg/L，將初沉碳源開發(fā)池排出的水體排入至膜格柵段，初沉碳源開發(fā)池產(chǎn)生的剩余污泥排入到儲泥池內(nèi)，初沉碳源開發(fā)池排入儲泥池的排泥量為初沉碳源開發(fā)池進水量的8～16wt‰(千分之)。
(3)膜格柵段的水體排入到生物池內(nèi)，在生物池內(nèi)設(shè)置各好氧段的溶解氧為0.3～1.5mg/L、有機負荷為0.032～0.051kgBOD5/(kgMLVSS.d)；設(shè)置好氧末端的污泥濃度為7800～9000mg/L。
(4)生物池排出的水體通過膜池進一步處理，在膜池中，通過膜池鼓風機進行高強度曝氣，對水體進行超濾級別的過濾，然后，進行紫外消毒。
(5)儲泥池內(nèi)的污泥通過脫水裝置脫水之后，形成處理污泥，外運處理；紫外消毒處理后的水體外排，完成污水處理。
作為優(yōu)選，所述生物池順次包括缺氧一段、好氧一段、缺氧二段、好氧二段、缺氧三段、好氧三段、缺氧四段和好氧四段。
步驟(3)中，通過膜格柵段的18～22％的水體直接排入到缺氧一段、28～32％的水體直接排入到缺氧二段、28～32％的水體直接排入到缺氧三段以及18～22％的水體直接排入到缺氧四段，通過生物池鼓風機向好氧一段、好氧二段、好氧三段以及好氧四段鼓入空氣，膜池的污泥按回流比300～400％回流至缺氧一段；并且好氧一段、好氧二段、好氧三段和好氧四段的溶解氧設(shè)置為0.8～1.2mg/L；好氧一段的污泥濃度設(shè)置為11800～12050mg/L，好氧四段的污泥濃度設(shè)置為8000～9000mg/L。
作為優(yōu)選，所述生物池順次包括預(yù)缺氧段、厭氧段、缺氧段、好氧一段、好氧二段、好氧三段和后缺氧段。
步驟(3)中，通過膜格柵段的30～40％的水體直接排入到預(yù)缺氧段、10～20％的水體直接排入到厭氧段、40～60％的水體直接排入到缺氧段，通過生物池鼓風機向好氧一段、好氧二段以及好氧三段鼓入空氣；膜池污泥按回流比380～420％回流至好氧一段、好氧一段的污泥按回流比280～320％回流至缺氧段、缺氧段的污泥按回流比180～220％回流至預(yù)缺氧段；設(shè)置好氧一段的溶解氧為1～1.5mg/L，好氧二段的溶解氧為0.8～1.2mg/L，內(nèi)回流點(好氧二段末端)的溶解氧為0.4～0.6mg/L；好氧三段的污泥濃度設(shè)置為7800～8200mg/L。
回流比在本領(lǐng)域是公知概念，是和生物池進水量的一個比值，生物處理系統(tǒng)(生物池+膜池)的內(nèi)部循環(huán)的外回流(好氧段和缺氧段外部的回流)，該處內(nèi)部循環(huán)的外回流是可以超過100％的，是由于水沒有離開生物處理系統(tǒng)。
作為優(yōu)選，所述多段MBR零碳源污水處理方法的污泥齡為33～36天(優(yōu)選35天)。
作為優(yōu)選，所述污泥齡的天數(shù)通過控制初沉碳源開發(fā)池產(chǎn)生的剩余污泥排入到儲泥池內(nèi)的頻率和排放量而實現(xiàn)。
作為優(yōu)選，步驟(2)中，將生物池產(chǎn)生的除臭污泥按3～8wt％的回流量回流到初沉碳源開發(fā)池內(nèi)，具體為生物池產(chǎn)生的除臭污泥排入到膜池中，將膜池中除臭污泥的3～8％回流至進水泵房，除臭污泥隨著進水泵房的水體流過粗格柵段、細格柵段、曝氣沉砂池后進入到初沉碳源開發(fā)池內(nèi)。
作為優(yōu)選，步驟(2)中，將生物池產(chǎn)生的除臭污泥按3～8wt％的回流量回流到初沉碳源開發(fā)池內(nèi)，具體為生物池產(chǎn)生的除臭污泥排入到膜池中，將膜池中除臭污泥的3～8％直接回流至初沉碳源開發(fā)池內(nèi)。
作為優(yōu)選，所述膜池設(shè)置有膜池鼓風機，所述膜池鼓風機通過向膜池內(nèi)鼓入空氣，用于對膜池膜組件進行沖刷，減小膜污染，保持膜池膜通量，同時加強對有機物的進一步去除，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達標。
作為優(yōu)選，膜池鼓風機保持膜池內(nèi)氣水比為(10～12):1。
作為優(yōu)選，步驟(3)中，通過全過程生物除臭裝置向生物池內(nèi)加入除臭營養(yǎng)劑。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于：
1，本發(fā)明針對多段MBR方法(具體為四段AO+MBR工藝和五段Bardenpho+MBR工藝)，將初沉污泥與剩余除臭污泥混合發(fā)酵通過控制初沉池(初沉碳源開發(fā)池)內(nèi)各位置的污泥濃度、進水流速和排泥泵的排泥時間，從而實現(xiàn)了開發(fā)內(nèi)碳源的效果，提高了對原水碳源的利用率，改善低碳氮比城鎮(zhèn)污水廠進水水質(zhì)。同時通過控制生物池好氧末段的具體高污泥濃度，合理控制外回流比和合適的低溶解氧濃度，以及合適的低有機負荷，配合具體的除臭污泥回流比等具體參數(shù)的設(shè)置，從而促使生化系統(tǒng)發(fā)生同步硝化反硝化、短程硝化反硝化和厭氧氨氧化，大量減少了生物脫氮所需碳源，實現(xiàn)了在不外加碳源的情況下(即在零碳源投加的情況下)，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定脫氮，實際出水水質(zhì)達到并優(yōu)于一級A出水標準、大量降低生產(chǎn)成本，減少碳排放。本發(fā)明不僅節(jié)約了大量藥劑費和設(shè)備運行費用，而且提高了系統(tǒng)的抗沖擊能力，具有良好的應(yīng)用前景。
2，通過合理控制生物池的低溶解氧，實現(xiàn)生物池所需風量遠小于常規(guī)控制方法，大幅度降低了鼓風機電單耗，從而節(jié)約了生產(chǎn)成本；并且控制低溶解氧濃度，減少了內(nèi)回流帶到缺氧段的溶解氧消耗進水碳源，提高了原水碳源利用率；同時控制本發(fā)明合適的低溶解氧，強化了促使生化系統(tǒng)發(fā)生同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化等反應(yīng)，減少異養(yǎng)脫氮所需碳源。
3，通過合理設(shè)置生物池各段的污泥濃度，實現(xiàn)了相對的高污泥濃度，高污泥濃度進一步消耗了回流及缺氧段溶解氧，增大了擴散阻力，從而提高了原水碳源的利用率；并且高污泥濃度提高了反硝化菌的濃度，在缺氧段有效容積一定的條件下，可以更好的利用難降解有機物進行反硝化；高污泥濃度菌膠團直徑相對較大，易發(fā)生同步硝化反硝化；同時高污泥濃度硝化菌濃度高，有利于提高系統(tǒng)硝化能力。
4，不同的菌種世代時間不同，有的繁殖一代5-7天，有的15天，因此污泥齡適當延長，菌種越豐富，系統(tǒng)抗沖擊能力和處理能力都越強，但是如果一味地延長污泥齡，會導(dǎo)致污泥老化，老化就會出現(xiàn)處理效果下降，因此合適的污泥齡需要根據(jù)整個系統(tǒng)合理設(shè)置，本發(fā)明通過控制生物池內(nèi)的相對的具體長污泥齡(通過合理控制初沉污泥的排放量)，富集了更多硝化菌，提高了硝化菌的占比，增強了系統(tǒng)硝化處理能力；生物池內(nèi)菌群豐富，污染物去除效率高；本發(fā)明設(shè)置的污泥齡使污泥絮體沉降速度變快；污泥產(chǎn)泥量極低，在好氧段和缺氧段利用微生物內(nèi)碳源進行了反硝化處理。
5，本發(fā)明通過控制回流比，設(shè)置除臭污泥回流比為5％左右，不僅可以有效去除廠內(nèi)污水臭味，提高了經(jīng)濟性，而且可以借助其進行全過程回流，靈活控制初沉池污泥濃度，調(diào)控初沉池的發(fā)酵效果�？刂莆勰嗤饣亓鞅瓤刂茷�400％左右，維持了膜污染在合理范圍內(nèi)，同時可以有效補充生化系統(tǒng)污泥濃度。
（發(fā)明人：尹建輝;王福浩;宋威;王繼苗;顧瑞環(huán);沈傳浩;劉海山;莊宗桂;朱曉華;遲文浩;孫揚;蔡宏亮;孫賢鵬;陳剛;王曉霞;趙驥）
