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          低碳氮比生活污水高效脫氮除磷工藝

          發布時間:2019-12-17 13:38:13  中國污水處理工程網

            申請日2019.09.11

            公開(公告)日2019.12.13

            IPC分類號C02F9/14

            摘要

            本發明屬于廢水處理技術領域,具體涉及一種低碳氮比的生活污水高效脫氮除磷工藝。該工藝主要包括以下步驟:S1、對污水進行預處理,并將預處理后的污水分別通入厭氧MBR反應池和好氧MBR反應池;S2、將經過厭氧MBR反應池處理后的污水分別通入厭氧氨氧化反應池和好氧MBR池;S3、將厭氧MBR反應池和好氧MBR反應池產生的污泥排放至污泥消化池,經過污泥消化池處理的污泥的一部分通過回流管道回流到厭氧MBR池中,另一部分回流到好氧MBR池中;S4、將經過處理后的污水通過沉淀池分離后排放。采用本發明的處理方法可有效降解低碳氮比生活污水中的氮和磷,并且無需外加碳源。

            權利要求書

            1.一種低碳氮比的生活污水高效脫氮除磷工藝,其特征在于,包括以下步驟:

            S1、對污水進行預處理,并將預處理后的污水分別通入厭氧MBR反應池和好氧MBR反應池;

            S2、將經過厭氧MBR反應池處理后的污水分別通入厭氧氨氧化反應池和好氧MBR池,在厭氧氨氧化池中以氨為電子供體,亞硝酸鹽為電子受體,產生氮氣;污水在厭氧MBR反應池進行厭氧降解和釋磷,在好氧MBR反應池進行好氧降解和吸磷;

            S3、將厭氧MBR反應池和好氧MBR反應池產生的污泥排放至污泥消化池,經過污泥消化池處理的污泥的一部分通過回流管道回流到厭氧MBR池中,另一部分回流到好氧MBR池中;

            S4、將經過處理后的污水通過沉淀池分離后排放。

            2.如權利要求1所述的一種低碳氮比的生活污水高效脫氮除磷工藝,其特征在于,所述步驟S1中對污水進行預處理的方法包括:用粗格柵、細格柵攔截漂浮物以及旋流式沉砂池對污水中部分無機懸浮顆粒物進行沉淀。

            3.如權利要求1所述的一種低碳氮比的生活污水高效脫氮除磷工藝,其特征在于,所述厭氧氨氧化反應池為分段推流式厭氧氨氧化反應池、循環溝道型厭氧氨氧化反應池或者一體化推流式厭氧氨氧化反應池。

            4.如權利要求1所述的一種低碳氮比的生活污水高效脫氮除磷工藝,其特征在于,所述厭氧MBR反應池溫度為25~35℃,出水內循環,循環比為9;并且在池內設置曝氣頭,通入的氣體為氮氣。

            5.如權利要求1所述的一種低碳氮比的生活污水高效脫氮除磷工藝,其特征在于,所述好氧MBR反應器采用鼓風曝氣,溶解氧濃度為6.0~9.0mg/L,溫度為22~28℃。

            6.如權利要求1所述的一種低碳氮比的生活污水高效脫氮除磷工藝,其特征在于,所述厭氧MBR反應池和好氧MBR反應池的水力停留時間分別為12h、18h;膜組件均每運行30min,停止15min。

            7.如權利要求1所述的一種低碳氮比的生活污水高效脫氮除磷工藝,其特征在于,所述厭氧MBR反應池中加入次氯酸鈉溶液,濃度為40~100mg/L。

            8.如權利要求1所述的一種低碳氮比的生活污水高效脫氮除磷工藝,其特征在于,所述好氧MBR池中污泥回流比為100-160%,厭氧MBR池中污泥回流比為40-100%。

            9.如權利要求1所述的一種低碳氮比的生活污水高效脫氮除磷工藝,其特征在于,所述污泥消化池設置有攪拌器,并通過沼氣管道連接儲氣罐。

            說明書

            一種低碳氮比的生活污水高效脫氮除磷工藝

            技術領域

            本發明屬于污水處理技術領域,具體涉及一種低碳氮比的生活污水高效脫氮除磷工藝。

            背景技術

            生物脫氮是目前污水脫氮處理中最為經濟有效的技術,包括硝化和反硝化2個過程。傳統的硝化反硝化只有在碳源充足和大曝氣量條件下才能實現完全反硝化脫氮過程;在前置反硝化中,進水COD/TKN<15時發生不完全反硝化,而我國水質特點為低碳氮比,碳氮比約為3.3~8.5,由此需投加碳源,不但增加了處理費用,而且會有二氧化碳氣體排出,污染環境。另外,投加碳源的量會影響硝化反硝化過程,當碳氮比低于完全反硝化所需的最小值時,可造成亞硝氮積累,發生不完全硝化,而當碳源過量時,硝化作用會受到抑制,導致出水中有機物含量增加,降低出水水質。另外,磷作為影響水體富營養化的重要因素,也有必要同時去除。因此,針對低碳氮比污水尋求經濟有效的脫氮除磷處理技術,并應用于實際污水處理工程之中,具有重大意義。

            中國發明專利CN105776543A公開了一種低碳氮比城市生活污水的脫氮除磷處理系統及方法,該系統包括厭氧池和缺氧池,其進水口與系統的污水流入管道均相連,其出水口與好氧反應池的進水口通過管道相連;好氧反應池的底部設置有分別與厭氧池和缺氧池的進水口相連的污泥混合液回流管道;好氧反應池的底部設置有壓縮空氣輸入管,好氧反應池內還設置有MBR分離膜,MBR分離膜的出水口與系統的出水管相連。雖然該發明可以實現對低碳氮比污水中氮、磷元素及有機物有效去除。但是需要用到微波反應器和活性炭纖維反應器,設備投入運行成本較高。

            近年來,MBR膜生物反應器由于具有出水水質穩定、剩余污泥產量少、占地面積小、易于自動控制等優點,被越來越多地應用到污水處理工程中。中國發明專利CN110040915A公開了一種含高濃度有機磷廢水處理方法,包括如下步驟:將高濃度廢水投入調節池中,調節水質為中性,溫度控制在20~35℃;將調節池中的廢水泵送至ABR厭氧池,廢水中的有機磷進行分解,有機磷被分離出來生成正磷,大部分有機物被有效分解;將ABR厭氧池中的清液進入MBR膜生物反應器,廢水中的大部分次磷、亞磷被氧化為正磷沉淀,廢水中剩余的少量有機物被有效分解;MBR膜生物反應器內的清液進入結晶除磷器,對磷進行有效分離;結晶除磷器中的清液進入電絮凝除磷器,對水中剩余的少量沒有被氧化的次磷、亞磷進行深度處理,達標后排放。但是,MBR反應器容易出現膜污染特別是污泥膨脹的問題,造成膜組件性能的下降,水處理效果的降低。

            因此,如果能開發一種既不需要外加碳源就可以針對低碳氮比污水實現脫氮除磷,又能有效抑制膜污染的MBR處理工藝,具有十分重要的現實意義。

            發明內容

            為了解決現有技術中存在的缺陷,本發明的目的在于提供一種低碳氮比的生活污水高效脫氮除磷工藝,具體技術方案如下:

            一種低碳氮比的生活污水高效脫氮除磷工藝,包括以下步驟:

            S1、對污水進行預處理,并將預處理后的污水分別通入厭氧MBR反應池和好氧MBR反應池;

            S2、將經過厭氧MBR反應池處理后的污水分別通入厭氧氨氧化反應池和好氧MBR池,以氨為電子供體,亞硝酸鹽為電子受體,產生氮氣;污水在厭氧MBR反應池進行厭氧降解和釋磷,在好氧MBR反應池進行好氧降解和吸磷;

            S3、將厭氧MBR反應池和好氧MBR反應池產生的污泥排放至污泥消化池,經過污泥消化池處理的污泥的一部分通過回流管道回流到厭氧MBR池中,另一部分回流到好氧MBR池中;

            S4、將經過處理后的污水通過沉淀池分離后排放。

            進一步地,步驟S1中對污水進行預處理的方法包括:用粗格柵、細格柵攔截漂浮物以及旋流式沉砂池對污水中部分無機懸浮顆粒物進行沉淀。

            進一步地,厭氧氨氧化反應池為分段推流式厭氧氨氧化反應池、循環溝道型厭氧氨氧化反應池或者一體化推流式厭氧氨氧化反應池。

            進一步地,厭氧MBR反應池溫度為25~35℃,出水內循環,循環比為9;并且在池內設置曝氣頭,通入的氣體為氮氣。

            進一步地,好氧MBR反應器采用鼓風曝氣,溶解氧濃度為6.0~9.0mg/L,溫度為22~28℃。

            進一步地,厭氧MBR反應池和好氧MBR反應池的水力停留時間分別為12h、18h;膜組件均每運行30min,停止15min。

            進一步地,厭氧MBR反應池中加入次氯酸鈉溶液,濃度為40~100mg/L。

            進一步地,好氧MBR池中污泥回流比為100-160%,厭氧MBR池中污泥回流比為40-100%。

            進一步地,污泥消化池設置有攪拌器,并通過沼氣管道連接儲氣罐。

            本發明采用厭氧MBR和好氧MBR膜生物反應器。好氧MBR的使用,不僅具有傳統的好氧生物法的反應速度快、停留時間短、有機物分解效果好等優點,還改善了泥水分離效率低、污泥流失、生物量少等問題。厭氧MBR有機負荷和耐沖擊負荷能力也大大提升,因此常用于各種市政污水和難降解的廢水處理中,但是厭氧反應器存在啟動慢、高有機負荷下膜污染嚴重等問題。絲狀菌的過度繁殖是造成膜污染的主要因素之一,在污泥膨脹階段,污泥絮體的生長速度變慢,致使絲狀菌生長相對過快,并伸出菌膠團外面造成污泥膨脹。在污泥絮體內部存在各種協同作用和拮抗作用,其包括靜電作用、空間位阻、氫鍵、疏水相互作用、絲狀菌架橋。當絲狀菌過度繁殖時,在絲狀菌架橋、胞外聚合物粘結和相對疏水作用下,污泥絮體逐漸變大,但污泥絮體帶電量的增加導致絮體內部靜電排斥力增大,最終使得污泥絮體大而松散。在MBR的運行過程中絲狀菌很容易吸附、纏繞到膜絲表面,形成密實、厚大的膜污染濾餅層。但是,絲狀菌可以起到加固膜表面污染物的作用,污泥絮體中缺乏絲狀菌時,污泥絮體比較細小,同樣會引起嚴重的膜孔堵塞污染。也就是說,絲狀菌過多或過少均會引起膜污染。

            本發明采用次氯酸鈉抑制絲狀菌的生長,從而達到防止膜污染的目的。次氯酸鈉的氧化作用可以截斷微絲菌的菌絲,次氯酸鈉投加量越多,污泥中斷裂的菌絲越多,伸出活性污泥絮體表面的菌絲越短,對絲狀菌的抑制作用越明顯。另一方面,次氯酸鈉的適當投加能夠有效的改善污泥的沉降性能,但是如果投加量過大,由于斷裂的菌絲游離在污泥中,會嚴重的影響污泥沉降性能。本發明的申請人經過大量的實驗研究,得出了次氯酸鈉的最佳投加量。

            本發明先將污水經過厭氧MBR處理,降解一部分有機物,同時實現釋磷,接著通過厭氧氨氧化將氨氮轉化為氮氣,然后通過好氧MBR池將大部分有機物去除,MBR池產生的污泥進入污泥消化池,污泥消化池中的部分污泥回流至MBR池中,作為碳源的補充。

            與現有技術相比,本發明提供的一種低碳氮比的生活污水高效脫氮除磷工藝具有以下有益效果:

            (1)經過MBR膜生物反應器的處理,有機磷絕大部分轉化為無機磷酸鹽,從而使磷的去除率得以大大提高,使得總磷指標能夠穩定達標;

            (2)將消化后的污泥補充有機碳源,一方面可以有效地解決低碳氮比污水因碳源不足而導致的總氮去除率偏低的難題,提高總氮的去除效果,且不會產生二次污染;

            (3)將厭氧氨氧化工藝與MBR工藝有機融合,避免了在大流量且水質水量與環境條件明顯波動的情況下厭氧氨氧化工藝運行不穩定的弊端,發揮了二者的優勢,相互取長補短,工藝流程相對簡單,脫氮除磷效率高。

            (4)可以有效抑制MBR膜生物反應器常見的絲狀菌造成的污泥膨脹問題,可使反應器長時間穩定運行;(發明人彭曉春;蔣樂群)

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