申請(qǐng)日2015.09.11

　　公開(公告)日2015.12.09

　　IPC分類號(hào)C02F3/30

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種處理城市污水的MBBR工藝方法，其步驟為：經(jīng)過一級(jí)處理的城市污水去除了污水中的懸浮物和部分有機(jī)物，而后通過進(jìn)水池依次進(jìn)入MBBR系統(tǒng)的厭氧區(qū)、好氧區(qū)和缺氧區(qū)，并由缺氧區(qū)進(jìn)入二沉池;MBBR生物處理系統(tǒng)好氧區(qū)內(nèi)懸浮的載體表面附著著硝化細(xì)菌，利于長(zhǎng)泥齡的硝化菌的生長(zhǎng)，各區(qū)域內(nèi)的活性污泥能夠?qū)τ袡C(jī)物進(jìn)行降解處理，并對(duì)廢水中的磷進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫氮除磷。本發(fā)明的工藝具有脫氮除磷效果好、有機(jī)物利用率高等特點(diǎn)，同時(shí)污泥產(chǎn)量低，無硝化液回流，減少了運(yùn)行費(fèi)用，特別適合于處理低C/N的生活污水。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種處理城市污水的MBBR工藝方法，其特征在所述MBBR工藝方法通過MBBR處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)由厭氧區(qū)、好氧區(qū)和缺氧區(qū)依次連接組成，所述厭氧區(qū)和缺氧區(qū)均設(shè)有攪拌裝置，厭氧區(qū)一端通過管道連接進(jìn)水池，缺氧區(qū)出水進(jìn)入二沉池，二沉池的污泥出口通過污泥回流管道連接厭氧池;好氧區(qū)內(nèi)載體表面附著有硝化細(xì)菌，同時(shí)存在有活性污泥，具體步驟為：

　　(1)經(jīng)過一級(jí)處理的城市污水通過進(jìn)水池進(jìn)入MBBR處理系統(tǒng)的厭氧區(qū)，在厭氧區(qū)通過攪拌裝置的攪拌作用，使城市污泥達(dá)到完全混合狀態(tài);在厭氧區(qū)內(nèi)主要對(duì)城市污泥進(jìn)行反硝化聚磷菌厭氧釋磷，同時(shí)使部分有機(jī)物被活性污泥吸附去除;

　　(2)經(jīng)厭氧區(qū)處理后的污水進(jìn)入好氧區(qū)，污水在好氧區(qū)載體表面附著的硝化細(xì)菌作用下進(jìn)行硝化作用，把氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮，出水;

　　(3)經(jīng)好氧區(qū)處理后的污水進(jìn)入缺氧區(qū)，在攪拌裝置的攪拌作用下達(dá)到完全混合狀態(tài)，反硝化聚磷菌在此階段進(jìn)行反硝化脫氮吸磷，完成脫氮除磷;

　　(4)經(jīng)缺氧區(qū)處理后的污水，進(jìn)入二沉池，經(jīng)靜置沉淀后排放。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理城市污水的MBBR工藝方法，其特征在于控制厭氧區(qū)的HRT為2.5-3h，DO維持在0.2mg/L以下。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理城市污水的MBBR工藝方法，其特征在于控制好氧區(qū)的HRT為8.5-10h，通過鼓風(fēng)曝氣保持DO維持在3-4mg/L。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理城市污水的MBBR工藝方法，其特征在于控制缺氧區(qū)的HRT為2.5-3h，DO控制低于0-0.5mg/L;污水中的有機(jī)污染物為微生物的反硝化脫氮作用和聚磷菌的吸磷過程提供碳源的同時(shí)被降解去除。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理城市污水的MBBR工藝方法，其特征在于控制二沉池的HRT為2.5-3h，二沉池排出的污泥全部回流至厭氧區(qū)，污泥回流比為100%。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理城市污水的MBBR工藝方法，其特征在于經(jīng)過一級(jí)處理的城市污水中的懸浮物和部分有機(jī)物去除。

　　說明書

　　一種處理城市污水的MBBR工藝方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種處理城市污水的MBBR工藝方法。

　　背景技術(shù)

　　在水環(huán)境壓力日益突出的新形勢(shì)下，污水生物處理技術(shù)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，能夠使污水資源化再利用，能夠有效解決我國(guó)目前所面臨的水資源短缺、水環(huán)境污染、水生態(tài)破壞等的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)水的健康可持續(xù)循環(huán)。

　　由于人們生活水平不斷提高，污水量逐漸增大，目前城市生活污水逐漸表現(xiàn)出低C/N的性質(zhì)，導(dǎo)致脫氮過程中有機(jī)碳源相對(duì)不足，脫氮效率低下，與出水TN達(dá)標(biāo)相矛盾;另一方面，傳統(tǒng)的單泥生物脫氮除磷工藝(如A2O)中聚磷菌、反硝化菌、硝化菌等共存于同一活性污泥系統(tǒng)，必然存在硝化菌與聚磷菌的不同泥齡(SRT)之爭(zhēng)，使除磷和硝化相互干擾，同時(shí)因?yàn)橄趸�菌是自養(yǎng)型專性好氧微生物，反硝化菌和聚磷菌是異養(yǎng)型兼性菌，系統(tǒng)的厭氧/缺氧/好氧交替的運(yùn)行工況雖有利于反硝化和除磷，但是對(duì)硝化菌的生長(zhǎng)較為不利。根據(jù)傳統(tǒng)的除磷理論，碳源存在于缺氧段或者硝酸鹽存在于厭氧段都會(huì)導(dǎo)致反硝化菌與DPB對(duì)電子受體硝態(tài)氮或?qū)μ荚吹母?jìng)爭(zhēng)，從而降低DPB的選擇性優(yōu)勢(shì)，影響除磷效果。因此，傳統(tǒng)的生物技術(shù)很難在同一系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)脫氮、除磷的效能平衡。

　　MBBR(MovingBedBio-filmReactor，中文名稱：移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器)工藝是一種由挪威KaldnesMijecpteknogi公司與SINTEF研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合開發(fā)的污水處理工藝，該工藝吸收了傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩種工藝的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的脫氮除磷效果。污水連續(xù)經(jīng)過MBBR反應(yīng)器，生物不僅在活性污泥中繁殖代謝，并逐漸在懸浮填料內(nèi)外表面形成生物膜，通過活性污泥中和生物膜上的微生物群落體系的共同作用，使污水得到凈化。

　　MBBR反應(yīng)器既具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負(fù)荷、泥齡長(zhǎng)、剩余污泥少、水頭損失小、不易堵塞、無需反沖洗、一般不需回流的特點(diǎn)，又具有活性污泥法的高效性和運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性，能有效解決現(xiàn)有工藝的弊端，如固定床生物膜工藝的堵塞和配水不均，生物流化床的流化局限限制等，去除效率高，維護(hù)管理方便，適于城鎮(zhèn)污水廠的改造及新建。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明提供了一種處理城市污水的MBBR工藝方法，是一種對(duì)城市污水中污染物尤其氮磷具有高效處理能力的城市污水處理方法。

　　本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

　　一種處理城市污水的MBBR工藝方法，所述MBBR工藝方法通過MBBR處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)由厭氧區(qū)、好氧區(qū)和缺氧區(qū)依次連接組成，所述厭氧區(qū)和缺氧區(qū)均設(shè)有攪拌裝置，厭氧區(qū)一端通過管道連接進(jìn)水池，缺氧區(qū)出水進(jìn)入二沉池，二沉池的污泥出口通過污泥回流管道連接厭氧池;好氧區(qū)內(nèi)載體表面附著有硝化細(xì)菌，同時(shí)存在有活性污泥，具體步驟為：

　　(1)經(jīng)過一級(jí)處理的城市污水通過進(jìn)水池進(jìn)入MBBR處理系統(tǒng)的厭氧區(qū)，在厭氧區(qū)通過攪拌裝置的攪拌作用，使城市污泥達(dá)到完全混合狀態(tài);在厭氧區(qū)內(nèi)主要對(duì)城市污泥進(jìn)行反硝化聚磷菌厭氧釋磷，同時(shí)使部分有機(jī)物被活性污泥吸附去除;

　　(2)經(jīng)厭氧區(qū)處理后的污水進(jìn)入好氧區(qū)，污水在好氧區(qū)載體表面附著的硝化細(xì)菌作用下進(jìn)行硝化作用，把氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮，出水;

　　(3)經(jīng)好氧區(qū)處理后的污水進(jìn)入缺氧區(qū)，在攪拌裝置的攪拌作用下達(dá)到完全混合狀態(tài)，反硝化聚磷菌在此階段進(jìn)行反硝化脫氮吸磷，完成脫氮除磷;

　　(4)經(jīng)缺氧區(qū)處理后的污水，進(jìn)入二沉池，經(jīng)靜置沉淀后排放。

　　本發(fā)明中，控制厭氧區(qū)的HRT為2.5-3h，DO維持在0~0.2mg/L以下。

　　本發(fā)明中，控制好氧區(qū)的HRT為8.5-10h，通過鼓風(fēng)曝氣保持DO維持在3-4mg/L。

　　本發(fā)明中，控制缺氧區(qū)的HRT為2.5-3h，DO控制低于0-0.5mg/L;污水中的有機(jī)污染物為微生物的反硝化脫氮作用和聚磷菌的吸磷過程提供碳源的同時(shí)被降解去除。

　　本發(fā)明中，控制二沉池的HRT為2.5-3h，二沉池排出的污泥全部回流至厭氧區(qū)，污泥回流比為100%。

　　本發(fā)明中，經(jīng)過一級(jí)處理的城市污水中的懸浮物和部分有機(jī)物去除。

　　本發(fā)明技術(shù)方案的理論基礎(chǔ)：本發(fā)明采用的污水處理系統(tǒng)包括：進(jìn)水池、MBBR系統(tǒng)和二沉池。

　　在對(duì)生物脫氮與除磷機(jī)理進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)，生物脫氮與除磷是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立而又相互交叉的生理過程，其交叉點(diǎn)就在于聚磷菌能夠在缺氧條件下反硝化吸磷脫氮。反硝化除磷技術(shù)作為一種新型高效低能耗的技術(shù)成為近年來水處理領(lǐng)域的熱點(diǎn)，其機(jī)理是高酸菌在厭氧條件下分解大分子有機(jī)物為低分子脂肪酸，DPB(反硝化聚磷菌)則在厭氧條件下分解體內(nèi)的多聚磷酸鹽產(chǎn)生能量ATP，以主動(dòng)運(yùn)輸方式吸收脂肪酸并合成聚β-輕基丁酸鹽(PHB)，與此同時(shí)釋放出PO43-。積累了大量PHB的DPB進(jìn)入缺氧狀態(tài)后，以NO3-作為氧化PHB的電子受體，利用降解PHB以產(chǎn)生能量并提供還原力尼克酞胺腺嚓吟二核苷酸(NADH)，并以NADH+作為電子運(yùn)輸鏈的載體以排除質(zhì)子，從而形成質(zhì)子推動(dòng)力，質(zhì)子推動(dòng)力將體外PO43-輸送到體內(nèi)，在ATP酶作用下合成ATP，將過剩的PO43-聚合成多聚磷酸鹽。DPB在缺氧條件下通過電子傳遞鏈產(chǎn)生的ATP超過在厭氧條件下通過分解體內(nèi)聚磷酸鹽產(chǎn)生的ATP，所以缺氧攝取的磷多于厭氧釋放的磷，因此DPB具有過量攝取廢水中磷的作用。

　　硝化菌是自養(yǎng)菌，其生長(zhǎng)繁殖周期較長(zhǎng)，因此，為保證生物池內(nèi)充足的生物量，在反應(yīng)體系內(nèi)投加填料，形成生物膜與活性污泥共存系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上形成的生物工藝系統(tǒng)MBBR成功的解決了硝化菌與聚磷菌的泥齡，反硝化與聚磷菌厭氧釋磷的矛盾，能夠穩(wěn)定運(yùn)行且處理效果良好，特別適合于處理低C/N的生活污水。

　　本發(fā)明包括以下有益效果：

　　1.采用雙污泥系統(tǒng)，同時(shí)MBBR系統(tǒng)提供微生物特別是硝化細(xì)菌的固著載體，能夠使長(zhǎng)污泥齡的硝化菌優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)，解決了聚磷菌與硝化細(xì)菌的不同泥齡之爭(zhēng)，硝化菌和DPB在不同的污泥系統(tǒng)分別進(jìn)行培養(yǎng)，使硝化菌與DPB完全分離，能夠有利于反硝化除磷和硝化反應(yīng)各自進(jìn)行;

　　2.異養(yǎng)型兼性菌在理想的厭氧、好氧、缺氧交替的環(huán)境下進(jìn)行反硝化脫氮除磷，同時(shí)好氧的硝化菌始終存在填料表面進(jìn)行硝化作用，強(qiáng)化硝化效果;

　　3.由于設(shè)置中沉池，進(jìn)水中60%左右的有機(jī)物被活性污泥吸附后直接進(jìn)入缺氧段為反硝化以及吸磷提供碳源，提高了有機(jī)物的利用率，同時(shí)進(jìn)入MBBR中的異養(yǎng)菌較少，水中剩余的有機(jī)物并未完全利用，更為后續(xù)處理提供保障;

　　4.相對(duì)與傳統(tǒng)脫氮除磷工藝，缺氧段反硝化聚磷菌完成脫氮除磷的碳源較少，NO3-取代有機(jī)物作為電子受體;

　　5.污水中的有機(jī)物通過反硝化聚磷菌的代謝途徑去除，而不是營(yíng)好氧呼吸，因此MBBR段節(jié)省曝氣，并且填料提高了D0的傳質(zhì)效率;

　　6.缺氧條件下，聚磷菌能夠快速反硝化脫氮的同時(shí)吸磷，提高了污水中有機(jī)物的利用率，改善了脫氮除磷效果，同時(shí)污泥產(chǎn)量低，無硝化液回流(不需要好氧池和缺氧池之間的循環(huán)，達(dá)到氮磷在單一的反應(yīng)器中同時(shí)去除的目的)，減少了運(yùn)行費(fèi)用。