專利名稱：A/a-mbr強(qiáng)化脫氮除磷組合裝置及其工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，具體地說涉及一種污水處理中的脫氮除磷強(qiáng)化裝置及 其工藝。
背景技術(shù)：
為實(shí)現(xiàn)各流域水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，重點(diǎn)整治水體富營養(yǎng)化，各級政府均加大了各 地區(qū)的水環(huán)境質(zhì)量管理力度，例如江蘇省頒布了《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行 業(yè)主要水污染物排放限制》(DB32 1072-2007)，要求流域內(nèi)污水處理廠必須滿足《城鎮(zhèn)污水 處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002) —級A標(biāo)準(zhǔn)。重點(diǎn)流域城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造 任務(wù)緊迫。國內(nèi)外針對污水脫氮除磷的工藝形式很多，主要有Bardenpho、A/A/0、UCT、VIP、 氧化溝和SBR等，這些工藝有其各自的特點(diǎn)和適用條件。但城鎮(zhèn)污水水質(zhì)水量變化大，碳氮 比普遍偏低、懸浮固體無機(jī)組分所占比例偏高，有機(jī)碳源不足，導(dǎo)致系統(tǒng)反硝化和吸磷競爭 碳源，反硝化和除磷效能差，總氮和總磷去除率比較低。為了達(dá)到一級A的排放標(biāo)準(zhǔn)，針對 性措施主要是1)在現(xiàn)有工藝上通過投加外加碳源提高反硝化效能，這使得污水處理成本 增加和運(yùn)行復(fù)雜。2)借鑒給水處理方法，在二級生物處理后增設(shè)混凝、沉淀和過濾工藝，即 相當(dāng)于污水處理廠疊加自來水廠，無疑經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高。3)對現(xiàn)有工藝進(jìn)行改良和強(qiáng)化，增強(qiáng)除 磷脫氮效果，如改良Α/Α/0、改良氧化溝、多級UNTANK、改進(jìn)曝氣方式及溶解氧分布等等，已 應(yīng)用的改良工藝仍有個別指標(biāo)難以達(dá)標(biāo)，大多數(shù)還在試驗(yàn)探索階段。因此，進(jìn)一步研發(fā)新技 術(shù)與新工藝，提高處理系統(tǒng)脫氮除磷效率，將為推動城鎮(zhèn)污水處理廠升級改造發(fā)揮重要作 用。膜生物反應(yīng)器(MBR，Membrane bio-reactor)是由膜分離技術(shù)和生物處理技術(shù)相 結(jié)合的一種新型、高效的污水處理技術(shù)。將MBR技術(shù)與Α/Α/0工藝有機(jī)整合，形成Anoxic/ Anaerobic-Membrane bio-reactor (即A/A-MBR)組合工藝，不僅可利用其對懸浮物的高效 去除功能，同時可為反應(yīng)器內(nèi)提供更高的污泥濃度和生物量，通過各項(xiàng)技術(shù)措施的合理配 合將可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化脫氮除磷的功效。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供一種針對城鎮(zhèn)污水特征并能實(shí)現(xiàn)提標(biāo)改造目標(biāo) 的強(qiáng)化脫氮除磷裝置及其工藝。針對城鎮(zhèn)污水特征，優(yōu)選價廉質(zhì)優(yōu)的國產(chǎn)超濾膜，結(jié)合現(xiàn)有 工藝改進(jìn)，在不增設(shè)構(gòu)筑物條件下與MBR聯(lián)用，即在現(xiàn)有Α/Α/0工藝系統(tǒng)中，將好氧區(qū)改造 為 MBR，并加以改進(jìn)形成 Anoxic/Anaerobic-Membrane bio-reactor (即 A/A-MBR)強(qiáng)化生物 脫氮除磷的主體工藝流程，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理廠出水達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，為城鎮(zhèn)污水處理廠 提標(biāo)改造提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。技術(shù)方案A/A_MBR強(qiáng)化脫氮除磷組合裝置，該裝置包括進(jìn)水泵、格柵、調(diào)節(jié)池、 缺氧池、厭氧池、MBR池、膜組件、出水泵、反沖洗泵、反沖洗水箱和鼓風(fēng)機(jī)，進(jìn)水泵、格柵、 調(diào)節(jié)池、缺氧池、厭氧池、MBR池和出水泵依次順序管道連接，調(diào)節(jié)池與缺氧池連接的管道
3內(nèi)，鼓風(fēng)機(jī)與MBR池相連，MBR池設(shè)有一 條回流管道與缺氧池相連，反沖洗水箱經(jīng)反沖洗泵并聯(lián)在MBR池與出水泵的連接管道上， 所述膜組件為浸入式簾式膜，截留分子量15萬道爾頓，濾膜材質(zhì)為PVDF，膜絲內(nèi)/外直徑 1.20/1. 80mm,毛細(xì)管數(shù)量2200根，膜平均孔徑0. 02 μ m，單束膜綁扎后直徑30mm，膜組件曝 氣管孔徑3mm。所述缺氧池的有效容積為4. 0 8. 4m3。所述厭氧池的有效容積為3. 2m3。 所述MBR池的有效容積為12m3。利用A/A-MBR強(qiáng)化脫氮除磷組合裝置處理城鎮(zhèn)污水的工藝，污水由進(jìn)水泵提升 后，經(jīng)格柵過濾后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，再進(jìn)入缺氧池和厭氧池，最后進(jìn)入MBR池，經(jīng)膜分離后出水， 其中缺氧池和厭氧池的進(jìn)水流量設(shè)計(jì)按照1 1的比例分配，同時MBR池內(nèi)混合液按照 回流比200%回流至缺氧池，污泥齡不小于15d;該組合工藝的水力停留時間(h)缺氧池 2. 0 4. 2、厭氧池1. 6、MBR池6. 0 ；混合液懸浮固體濃度(mg/L)缺氧池3000 4000、厭 氧池3000 4000、MBR池7000 8000 ；溶解氧(mg/L)缺氧池0. 5、厭氧池< 0. 2、MBR池 2. 0 ；pH值缺氧池7. 5 8. 0、厭氧池7. 2 7. 5、MBR池7. 2 7. 5。有益效果該技術(shù)解決了常規(guī)工藝脫氮除磷效率不穩(wěn)定，無法滿足一級A排放標(biāo) 準(zhǔn)的問題，研發(fā)了針對城鎮(zhèn)污水特征的工藝及裝置。該方法和裝置將MBR技術(shù)與傳統(tǒng)脫氮 除磷工藝有機(jī)結(jié)合，在不增設(shè)構(gòu)筑物條件下將原有脫氮除磷工藝與MBR聯(lián)用，即在現(xiàn)有A/ A/0工藝系統(tǒng)裝置中，將好氧區(qū)增設(shè)超濾膜形成MBR反應(yīng)區(qū)，并將缺氧區(qū)(Anoxic)設(shè)置于 厭氧區(qū)(Anaerobic)之后，形成A/A-MBR組合工藝。在MBR池內(nèi)不僅可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)Α/Α/0工 藝的降解B0D、硝化的功能，還能利用其中的超濾膜對懸浮物具有良好截留作用，同時實(shí)現(xiàn) 泥水分離功能，另外還可通過合理的回流設(shè)置提高系統(tǒng)污泥濃度，強(qiáng)化組合工藝整體脫氮 除磷功效。實(shí)驗(yàn)證明采用A/A-MBR組合工藝確保出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，是一種有應(yīng)用前景的技術(shù)。 組合工藝缺氧區(qū)和厭氧區(qū)的進(jìn)水流量設(shè)計(jì)宜按照1 1的比例分配，同時MBR區(qū)內(nèi)混合液 按照回流比200%回流至缺氧區(qū)為宜，污泥齡應(yīng)大于15d，MBR區(qū)的溶解氧控制在2mg/L左 右為宜，以減少硝化回流液中高溶解氧對反硝化的抑制作用，穩(wěn)定組合工藝的脫氮功效。組 合工藝運(yùn)行穩(wěn)定，出水滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002) —級A標(biāo)準(zhǔn) 的要求。工藝中，50 %的進(jìn)水和MBR池內(nèi)的硝化混合液回流入缺氧池可有利于缺氧池內(nèi)的 反硝化菌充分利用進(jìn)水碳源進(jìn)行反硝化脫氮，同時經(jīng)硝化后的混合液進(jìn)入?yún)捬醭?，有利?聚磷菌充分利用分配50%進(jìn)水中的有機(jī)碳源實(shí)現(xiàn)充分釋磷，為聚磷菌進(jìn)入MBR池(好氧 區(qū))過量釋磷創(chuàng)造的有利條件，同時強(qiáng)化工藝的除磷功效；工藝末端的MBR池不僅具有常規(guī) 好氧區(qū)進(jìn)一步去除B0D、硝化的功能，還承擔(dān)了傳統(tǒng)工藝中二沉池截留SS、泥水分離和污泥 回流的功能，可進(jìn)一步是實(shí)現(xiàn)工藝對非溶解態(tài)磷及其他污染物的去除，強(qiáng)化了工藝的整體 處理功效，并簡化了工藝流程
四

圖1為本發(fā)明裝置示意圖，圖中進(jìn)水泵1、格柵2、調(diào)節(jié)池3、缺氧池4、厭氧池5、MBR 池6、膜組件7、出水泵8、反沖洗泵9、反沖洗水箱10和鼓風(fēng)機(jī)11 ;A進(jìn)水、B出水、C反沖洗、 D污泥回流誶分配入缺氧池的進(jìn)水流量，Q2 分配入?yún)捬醭氐倪M(jìn)水流量。圖2為A/A-MBR工藝穩(wěn)定運(yùn)行期間的污染物去除功效。A/A-MBR工藝在實(shí)際進(jìn)水
4波動較大的情況下，維持了高效穩(wěn)定的污染物去除能力。當(dāng)進(jìn)水C0D、NH4+-N、TN和TP分別 在 184. 05 650. 00、12. 11 31. 00,21. 06 44. 93 和 1. 73 6. 42mg/L 時，各主要污染 物平均去除率分別為 COD 89. 50% (圖 2A)，NH4+-N 98. 29% (圖 2B),TN 62. 38% (圖 2C)， TP 95. 00% (圖 2D)，出水平均值分別為 COD 35. 36mg/L, NH4+_N 0. 41mg/L, TN 10. 91mg/L, TP 0. 21mg/L，滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002) —級A要求，實(shí)現(xiàn)穩(wěn) 定達(dá)標(biāo)排放。
五具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于對本發(fā)明進(jìn)行 說明，并不構(gòu)成對權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的其他替代手段，均在本 發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)。實(shí)施例1 A/A-MBR強(qiáng)化脫氮除磷組合裝置，該裝置包括進(jìn)水泵1、格柵2、調(diào)節(jié)池3、缺氧池4、 厭氧池5、MBR池6、膜組件7、出水泵8、反沖洗泵9、反沖洗水箱10和鼓風(fēng)機(jī)11，進(jìn)水泵、格 柵、調(diào)節(jié)池、缺氧池、厭氧池、MBR池和出水泵依次順序管道連接，調(diào)節(jié)池與缺氧池連接的管 道上設(shè)有與厭氧池連接的管道，膜組件7設(shè)于MBR池6內(nèi)，鼓風(fēng)機(jī)與MBR池相連，MBR池設(shè) 有一條回流管道與缺氧池相連，反沖洗水箱經(jīng)反沖洗泵并聯(lián)在MBR池與出水泵的連接管道 上，所述膜組件為浸入式簾式膜，截留分子量15萬道爾頓，濾膜材質(zhì)為PVDF，膜絲內(nèi)/外直 徑1. 20/1. 80mm,毛細(xì)管數(shù)量2200根，膜平均孔徑0. 02 μ m,單束膜綁扎后直徑30mm，膜組 件曝氣管孔徑3mm。所述缺氧池的有效容積為4. 0 8. 4m3。所述厭氧池的有效容積為 3.2m3。所述MBR池的有效容積為12m3。實(shí)施例2:污水由進(jìn)水泵提升后，經(jīng)格柵過濾后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，再進(jìn)入缺氧池和厭氧池，最后進(jìn) 入MBR池，經(jīng)膜分離后出水，其中缺氧池和厭氧池的進(jìn)水流量設(shè)計(jì)按照1 1的比例分配， 同時MBR池內(nèi)混合液按照回流比200%回流至缺氧池，污泥齡不小于15d ；該組合工藝的水 力停留時間(h)缺氧池2. 0 4. 2、厭氧池1. 6、MBR池6. 0 ；混合液懸浮固體濃度(mg/L) 缺氧池3000 4000、厭氧池3000 4000、MBR池7000 8000 ；溶解氧(mg/L)缺氧池0. 5、 厭氧池< 0. 2、MBR池2. 0 ；pH值缺氧池7. 5 8. 0、厭氧池7. 2 7. 5、MBR池7. 2 7. 5。實(shí)施例3:研究試驗(yàn)以某城鎮(zhèn)污水處理廠沉砂池出水為進(jìn)水條件，將A/A-MBR工藝技術(shù)為研 究對象，通過控制不同試驗(yàn)條件，最終找到合理有效的強(qiáng)化脫氮除磷技術(shù)。(1)實(shí)驗(yàn)在某城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)行，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并安裝中試規(guī)模裝置(2m3/h，如圖 1)。裝置進(jìn)水為城鎮(zhèn)污水處理廠旋流沉砂池出水，具體水質(zhì)指標(biāo)見表1。實(shí)驗(yàn)工藝流程如 圖1，A/A-MBR組合工藝的運(yùn)行為原水由潛污泵提升后，經(jīng)細(xì)格柵和碟片過濾器后進(jìn)入調(diào) 節(jié)池，再依次進(jìn)入缺氧區(qū)、厭氧區(qū)，最后進(jìn)入MBR池，經(jīng)膜分離后出水，并可根據(jù)工藝運(yùn)行調(diào) 整進(jìn)水分配進(jìn)入缺氧池，MBR池內(nèi)的混合回流至缺氧池。在MBR池中設(shè)有中空纖維超濾膜 組件，其參數(shù)見表2，組合工藝主要運(yùn)行參數(shù)見表3。實(shí)驗(yàn)裝置配備一套PLC自動化控制系 統(tǒng)以及在線監(jiān)測參數(shù)采集系統(tǒng)。表1中試實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)、出水水質(zhì)
*出水為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002) —級A標(biāo)準(zhǔn)。表2膜組件及參數(shù) 表3A/A-MBR組合工藝運(yùn)行參數(shù) (2)組合工藝的穩(wěn)定運(yùn)行情況A/A-MBR工藝穩(wěn)定運(yùn)行期間對污染物的去除高效穩(wěn)定(見圖2)，各主要污染物平 均去除率分別為TP 95. 00%, TN 62. 38%, NH/-N 98. 29%, COD 89. 50%，出水平均值分別 為 ΤΡ0. 21mg/L，TN 10. 91mg/L，NH4+_N 0. 41mg/L, COD 35. 36mg/L，滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污 染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002) —級A要求。
權(quán)利要求
A/A MBR強(qiáng)化脫氮除磷組合裝置，其特征在于該裝置包括進(jìn)水泵(1)、格柵(2)、調(diào)節(jié)池(3)、缺氧池(4)、厭氧池(5)、MBR池(6)、膜組件(7)、出水泵(8)、反沖洗泵(9)、反沖洗水箱(10)和鼓風(fēng)機(jī)(11)，進(jìn)水泵、格柵、調(diào)節(jié)池、缺氧池、厭氧池、MBR池和出水泵依次順序管道連接，調(diào)節(jié)池與缺氧池連接的管道上設(shè)有與厭氧池連接的管道，膜組件(7)設(shè)于MBR池(6)內(nèi)，鼓風(fēng)機(jī)與MBR池相連，MBR池設(shè)有一條回流管道與缺氧池相連，反沖洗水箱經(jīng)反沖洗泵并聯(lián)在MBR池與出水泵的連接管道上，所述膜組件為浸入式簾式膜，截留分子量15萬道爾頓，濾膜材質(zhì)為PVDF，膜絲內(nèi)/外直徑1.20/1.80mm，毛細(xì)管數(shù)量2200根，膜平均孔徑0.02μm，單束膜綁扎后直徑30mm，膜組件曝氣管孔徑3mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的A/A-MBR強(qiáng)化脫氮除磷組合裝置，其特征在于所述缺氧池的 有效容積為4. 0 8. 4m3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的A/A-MBR強(qiáng)化脫氮除磷組合裝置，其特征在于所述厭氧池的 有效容積為3. 2m3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的A/A-MBR強(qiáng)化脫氮除磷組合裝置，其特征在于所述MBR池的 有效容積為12m3。
5.利用A/A-MBR強(qiáng)化脫氮除磷組合裝置處理城鎮(zhèn)污水的工藝，其特征在于污水由進(jìn)水 泵提升后，經(jīng)格柵過濾后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，再進(jìn)入缺氧池和厭氧池，最后進(jìn)入MBR池，經(jīng)膜分離 后出水，其中缺氧池和厭氧池的進(jìn)水流量設(shè)計(jì)按照1 1的比例分配，同時MBR池內(nèi)混合液 按照回流比200%回流至缺氧池，污泥齡不小于15d;該組合工藝的水力停留時間(h)缺氧 池2. 0 4. 2、厭氧池1. 6,MBR池6. 0 ；混合液懸浮固體濃度(mg/L)缺氧池3000 4000、 厭氧池3000 4000、MBR池7000 8000 ；溶解氧(mg/L)缺氧池0. 5、厭氧池< 0. 2、MBR 池2. 0 ；pH值缺氧池7. 5 8. 0、厭氧池7. 2 7. 5、MBR池7. 2 7. 5。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種針對城鎮(zhèn)污水特征并能實(shí)現(xiàn)提標(biāo)改造目標(biāo)的強(qiáng)化脫氮除磷裝置及其工藝。A/A-MBR強(qiáng)化脫氮除磷組合裝置，該裝置包括進(jìn)水泵、格柵、調(diào)節(jié)池、缺氧池、厭氧池、MBR池、膜組件、出水泵、反沖洗泵、反沖洗水箱和鼓風(fēng)機(jī)。利用A/A-MBR強(qiáng)化脫氮除磷組合裝置處理城鎮(zhèn)污水的工藝，污水由進(jìn)水泵提升后，經(jīng)格柵過濾后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，再進(jìn)入缺氧池和厭氧池，最后進(jìn)入MBR池，經(jīng)膜分離后出水。
文檔編號C02F3/30GK101913734SQ20101025283
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者何玉潔, 朱寧偉, 武迪, 王永才, 許旻, 鄭曉英, 陳衛(wèi) 申請人:河海大學(xué)