申請(qǐng)日2015.06.11

　　公開(公告)日2015.09.16

　　IPC分類號(hào)C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)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(dòng)方向依次設(shè)置的預(yù)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(shí)公開了其控制方法。本發(fā)明充分結(jié)合了兩種膜反應(yīng)器的優(yōu)勢(shì)，能很好的實(shí)現(xiàn)脫氮除磷。這是由于在MABR池采用無(wú)泡曝氣，氧的利用率很高，幾乎可達(dá)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(guò)程，強(qiáng)化了下一階段脫氮除磷的性能。進(jìn)入好氧的MBR池后，好氧菌進(jìn)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(guò)MABR前期的處理，減少了MBR的容積負(fù)荷。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)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(dòng)方向依次設(shè)置的預(yù)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(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述的預(yù)處理單元為 依次設(shè)置的格柵、調(diào)節(jié)池和毛發(fā)過(guò)濾器，或調(diào)節(jié)池和毛發(fā)過(guò)濾器。

　　3.如權(quán)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(shè)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(quán)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(shè)置在所述池體內(nèi)的親水性微孔MBR膜組件，設(shè)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(quán)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(chǔ)或緩存產(chǎn)水的水箱，可受控將所述的水箱連 與輸水泵進(jìn)水口連通的反洗進(jìn)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(quán)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(jī)、連通所述的空壓機(jī)出氣口至所述的MABR膜組件的膜腔一端的進(jìn)氣管， 串接在所述的進(jìn)氣管上的氣體流量計(jì)、壓力表和進(jìn)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(quán)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(guò)預(yù)處理單元處理的廢水引入MABR反應(yīng)池中，通過(guò)曝氣系統(tǒng)以無(wú) 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(dòng)下由內(nèi)向外擴(kuò) 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(gè)層次，其中，將曝氣氣壓調(diào)節(jié)到所用曝氣膜泡點(diǎn) 以下且接近泡點(diǎn)，PH控制在6.5～8.5、水力停留時(shí)間控制在8～15h;

　　2)經(jīng)過(guò)MABR處理的廢水進(jìn)入MBR反應(yīng)池，在池體底部進(jìn)行曝氣，在上 一階段水中的殘余有機(jī)碳、硝氮、亞硝氮以及磷酸鹽經(jīng)過(guò)活性污泥中好氧菌的 處理進(jìn)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(guò)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(shí)間控制在5～15h，污泥濃度在5000～10000mg/L。

　　8.如權(quán)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(shuō)明書

　　MABR和MBR聯(lián)用式污水處理裝置及處理方法

　　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MABR和MBR聯(lián)用式污 水處理裝置及處理方法。

　　背景技術(shù)

　　如圖1所示，膜曝氣生物反應(yīng)器(通常簡(jiǎn)稱MABR)是膜生物反應(yīng)器的一 種類型，該反應(yīng)器是一種通過(guò)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(kuò)散，通過(guò)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(jī)污染物得到降解的一種污水處理技術(shù)。MABR系統(tǒng)去除污染物的過(guò)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(yīng)，使得一部分磷酸鹽 被吸附、含氮有機(jī)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(dòng)下，向生物膜面擴(kuò)散，同時(shí)氧氣由膜腔內(nèi)向外部擴(kuò)散;第 三，生物膜內(nèi)的好氧菌或兼氧菌通過(guò)新陳代謝將污染物進(jìn)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(jìn)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(dá)到除氮效果。該反應(yīng)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(shí)還可去除部分磷。

　　無(wú)泡曝氣避免了傳統(tǒng)曝氣時(shí)污水中易揮發(fā)性物質(zhì)如甲苯、苯酚隨氣泡進(jìn)入 大氣而對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)不會(huì)由于表面活性劑的存在而產(chǎn)生泡沫。通過(guò)無(wú) 泡供氧，傳氧效率得到極大的提高，幾乎能達(dá)到100%，運(yùn)行費(fèi)用也會(huì)降低。同 時(shí)，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(yīng)器存在的問題就是MABR單獨(dú)使用時(shí)，有研究表明反應(yīng)器雖然 可同時(shí)進(jìn)行硝化和反硝化，但除磷效果不佳。

　　膜分離生物反應(yīng)器(MBR)是一種將生物處理技術(shù)與膜過(guò)濾技術(shù)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(shù)末端二沉池， 使生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機(jī)負(fù)荷，通過(guò)保持低污 泥負(fù)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(duì)待處理的 有機(jī)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(jìn)行去除。經(jīng)過(guò)膜 生物反應(yīng)器工藝處理的廢水出水細(xì)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(duì)污染物的去除大致分如下：第一，進(jìn)入MBR反應(yīng)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(xì)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(yíng)養(yǎng) 物質(zhì)進(jìn)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(guò)膜組件 上的微孔排出，而顆粒污泥繼續(xù)停留在池內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，這可能會(huì)造成硝化菌的 積累，使反應(yīng)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(yīng)器可達(dá)到較好的處理效果。

　　但是單獨(dú)使用MBR時(shí)氧的利用率過(guò)低，大部分的氧通過(guò)氣泡擴(kuò)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(dāng)廢水中有表面活性劑時(shí)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(shí)際運(yùn)行過(guò)程中 又會(huì)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(huì)存在膜的壽命短， 維護(hù)費(fèi)用高等缺點(diǎn)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)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(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)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(dòng)方向依次設(shè)置 的預(yù)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(yù)處理單元為依次設(shè)置的格柵、調(diào)節(jié)池和毛發(fā)過(guò)濾器，或調(diào)節(jié)池和 毛發(fā)過(guò)濾器。

　　所述的MABR單元包括池體，浸沒式固定設(shè)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(shè)置在所述池體內(nèi)的親水性微孔MBR 膜組件，設(shè)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(chǔ)或緩存產(chǎn)水的水 箱，可受控將所述的水箱連與輸水泵進(jìn)水口連通的反洗進(jìn)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(jī)、連通所述的空壓機(jī)出氣口至所述的MABR膜組 件的膜腔一端的進(jìn)氣管，串接在所述的進(jìn)氣管上的氣體流量計(jì)、壓力表和進(jìn)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(guò)預(yù)處理單元處理的廢水引入MABR反應(yīng)池中，通過(guò)曝氣系統(tǒng)以無(wú) 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(dòng)下由內(nèi)向外擴(kuò) 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(gè)層次，實(shí)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(jī)物和氨氮的同時(shí)還可通過(guò)反硝化去除部分硝態(tài)氮， 強(qiáng)化了下一階段MBR脫氮除磷性能，在運(yùn)行時(shí)，一般將曝氣壓調(diào)節(jié)到所用曝氣 膜泡點(diǎn)以下且接近泡點(diǎn)，PH控制在6.5～8.5、水力停留時(shí)間控制在8～15h左右時(shí)， 反應(yīng)器處理效果達(dá)到最佳狀態(tài);

　　2)經(jīng)過(guò)MABR處理的廢水進(jìn)入MBR反應(yīng)池，在池底進(jìn)行曝氣，在上一階 段水中的殘余有機(jī)碳、硝氮、亞硝氮以及磷酸鹽經(jīng)過(guò)活性污泥中好氧菌的處理 進(jìn)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(shí)驗(yàn)證 明，在該階段，通過(guò)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(shí)間控制在5～15h、污泥濃度在 5000～10000mg/L左右時(shí)，反應(yīng)器處理效果達(dá)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(shù)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(yīng)器的優(yōu)勢(shì)，能很好的實(shí)現(xiàn)脫氮除磷。這是 由于在MABR池采用無(wú)泡曝氣，氧的利用率很高，幾乎可達(dá)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(guò)程，強(qiáng)化了下一階段脫氮除磷的性能。進(jìn)入好氧的MBR池后，好氧菌 進(jìn)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(guò)MABR 前期的處理，減少了MBR的容積負(fù)荷，容積負(fù)荷減小，相應(yīng)的能耗、物耗、折 舊等都會(huì)相應(yīng)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(jìn)行回用。

　　2、MABR與MBR反應(yīng)器聯(lián)用，可以省去污泥回流的環(huán)節(jié)，這是因?yàn)镸ABR 本身好氧厭氧兼存，可實(shí)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(dá)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(fèi)用。

　　3、省去了多個(gè)前置處理單元,節(jié)省了占地面積,節(jié)約了基建費(fèi)用和處理能耗。

　　4、可采用自動(dòng)化控制，操作、管理方便，運(yùn)行費(fèi)用低，出水水質(zhì)好。