公布日：2022.05.27
申請日：2022.03.08
分類號：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種MBBR協(xié)同BBR的污水處理方法，包括以下步驟：S100：來源污水進入混合池進行缺氧反硝化處理，混合池內(nèi)設(shè)有親水懸浮填料；S200：污水進入BBR裝置，進行厭氧、好氧交替處理；S300：污水依次經(jīng)過一級生化反應(yīng)器、二級生化反應(yīng)器、三級生化反應(yīng)器和四級生化反應(yīng)器進行好氧或缺氧處理，污水依次經(jīng)過一級生化反應(yīng)器、二級生化反應(yīng)器、三級生化反應(yīng)器進行好氧或缺氧處理，再進入四級生化反應(yīng)器進行好氧處理，其中三級生化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有親水懸浮填料；S400：污水進入沉淀池進行沉降處理，沉淀池將池內(nèi)的污泥部分回流至所述混合池；S500：污水進入清水池，并投加絮凝藥劑，水體達標后出水。
權(quán)利要求書
1.一種MBBR協(xié)同BBR的污水處理方法，其特征在于，包括以下步驟：S100：來源污水進入混合池進行缺氧反硝化處理，混合池內(nèi)設(shè)有親水懸浮填料；S200：污水進入BBR裝置，在生物轉(zhuǎn)盤的作用下，進行厭氧、好氧交替處理；S300：污水依次經(jīng)過一級生化反應(yīng)器、二級生化反應(yīng)器和三級生化反應(yīng)器進行好氧或缺氧處理，再進入四級生化反應(yīng)器進行好氧處理，其中三級生化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有親水懸浮填料，四級生化反應(yīng)器將池內(nèi)的混合液部分回流至所述混合池；S400：污水進入沉淀池進行沉降處理，沉淀池將池內(nèi)的污泥部分回流至所述混合池；S500：污水進入清水池，并投加絮凝藥劑，水體達標后出水；所述的污水處理方法還包括步驟S100之前的MBBR填料快速啟動步驟，包括以下步驟：（一）靜態(tài)培養(yǎng)：將接種污泥和污水混合，得到污泥濃度為1500-2000mg/L的培養(yǎng)液，投加碳源，保證池內(nèi)COD值在300-450mg/L，填料浸泡在所述培養(yǎng)液中靜態(tài)培養(yǎng)，間歇曝氣，間隔時間為12h；（二）動態(tài)培養(yǎng)：池內(nèi)連續(xù)進水，連續(xù)出水，填料處于動態(tài)培養(yǎng)環(huán)境中，第一天進水的COD負荷為所述來源污水的10%，然后進水的COD負荷每天增加10%，直至進水的COD負荷等于來源污水，之后保持進水的COD負荷不變；控制溶解氧濃度在2-4mg/L；（三）馴化階段：按照步驟S100-S500進行污水處理，同時控制混合池的溶解氧濃度在0.5mg/L以下，三級生化反應(yīng)器的溶解氧濃度為1.5-3mg/L；步驟（一）的靜態(tài)培養(yǎng)具體包括以下步驟：（1）將接種污泥和污水混合，得到污泥濃度為1500-1700mg/L的培養(yǎng)液，添加第一營養(yǎng)液，第一營養(yǎng)液中包括豆?jié){成分，填料浸泡在培養(yǎng)液中靜態(tài)培養(yǎng)；（2）培養(yǎng)液的污泥濃度上升到1700-2000mg/L，添加第二營養(yǎng)液，第二營養(yǎng)液中包括豆?jié){成分；（3）保持培養(yǎng)液的污泥濃度范圍與步驟（2）相同，添加第三營養(yǎng)液，第三營養(yǎng)液中包括豆?jié){成分，其豆?jié){濃度與第二營養(yǎng)液中的豆?jié){濃度相同；步驟（1）中，所述第一營養(yǎng)液包括豆?jié){成分和有機碳源，豆?jié){成分的濃度為0.1-0.25g/mL；有機碳源選自乙酸鈉、葡萄糖、甲醇或乙醇中的一種或兩種以上的組合，有機碳源的COD濃度為1000-2500mg/L；步驟（2）中，所述第二營養(yǎng)液包括豆?jié){成分和有機碳源，豆?jié){成分的濃度為0.06-0.09g/mL；有機碳源的成分與第一營養(yǎng)液的有機碳源相同，第二營養(yǎng)液的有機碳源的COD濃度為4000-5000mg/L；步驟（3）中，所述第三營養(yǎng)液包括豆?jié){成分和有機碳源，第三營養(yǎng)液的有機碳源的成分和濃度與第一營養(yǎng)液的有機碳源相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理方法，其特征在于，所述混合池的填料投加比例為混合池池容的40-50%，三級生化反應(yīng)器的填料投加比例為三級生化反應(yīng)器池容的25-35%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理方法，其特征在于，步驟S300中，混合液的回流比為1-2.5；步驟S400中，污泥的回流比為1-2.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理方法，其特征在于，在步驟（1）之前，還加入以下步驟：（i）先將填料自然松散地堆放在池體內(nèi)，從池體下部輸入清水，水面沒過填料堆上表面即可，無需曝氣，定時攪動池體內(nèi)的填料；（ii）從池體下部輸入次氯酸鈉溶液和/或高鐵酸鈉溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理方法，其特征在于，步驟（一）和（二）中，池內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)動支撐架，所述轉(zhuǎn)動支撐架包括可拆卸的轉(zhuǎn)軸和若干個支架，所述支架的一端可拆卸連接所述轉(zhuǎn)軸，并呈輻射狀均勻分布在轉(zhuǎn)軸的外表面，轉(zhuǎn)軸平行于池體底面；支架為方形框架，且寬度不大于轉(zhuǎn)軸的長度；沿著支架的高度方向均勻分布有若干條固定繩，固定繩平行于支架的寬度方向，每條固定繩上均勻綁定若干個填料。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提出了一種MBBR協(xié)同BBR的污水處理方法，包括以下步驟：
S100：來源污水進入混合池進行缺氧反硝化處理，混合池內(nèi)設(shè)有親水懸浮填料；
S200：污水進入BBR裝置，在生物轉(zhuǎn)盤的作用下，進行厭氧、好氧交替處理；
S300：污水依次經(jīng)過一級生化反應(yīng)器、二級生化反應(yīng)器和三級生化反應(yīng)器進行好氧或缺氧處理，再進入四級生化反應(yīng)器進行好氧處理，其中三級生化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有親水懸浮填料，四級生化反應(yīng)器將池內(nèi)的混合液部分回流至所述混合池；
S400：污水進入沉淀池進行沉降處理，沉淀池將池內(nèi)的污泥部分回流至所述混合池；
S500：污水進入清水池，并投加絮凝藥劑，水體達標后出水。
可選的，當來源污水的有機負荷較高時，可以可調(diào)整一級、二級和三級生化反應(yīng)器處于好氧狀態(tài)，以此來增加有機負荷去除率；當來源污水的總氮較高時，可以調(diào)整一級和三級生化反應(yīng)器處于缺氧狀態(tài)，調(diào)整二級生化反應(yīng)器處于好氧狀態(tài)，以此來增加總氮的去除率。
可選的，所述混合池和三級生化反應(yīng)器中的填料相同，填料直徑25mm，高度10mm，孔隙率不小于92％，有效比表面積為500-600m2/m3。
所述三級生化反應(yīng)器為好氧池，其中的填料上的生物膜的內(nèi)側(cè)為反硝化菌群落，外側(cè)為硝化菌群落。
可選的，所述混合池的填料投加比例為混合池池容的40-50％，三級生化反應(yīng)器的填料投加比例為三級生化反應(yīng)器池容的25-35％。
可選的，步驟S300中，混合液的回流比為1-2.5，優(yōu)選為1.5；步驟S400中，污泥的回流比為1-2.5，優(yōu)選為1.5。
可選的，所述來源污水的碳氮比為2.4-3.0，混合池內(nèi)的污泥濃度為5000-6000mg/L。
可選的，所述污水處理方法中，在混合池和三級生化反應(yīng)器內(nèi)投加碳源，混合池的碳源投加濃度為300-400mL/天/5000噸來源污水，優(yōu)選為370mL/天/5000噸來源污水；三級生化反應(yīng)器的碳源投加濃度為200-300mL/天/5000噸來源污水，優(yōu)選為270mL/天/5000噸來源污水。
本發(fā)明中的MBBR填料在進行正常的生化處理之前需要培養(yǎng)、馴化，使得填料上生長出足夠且穩(wěn)定的生物膜，然而生物膜的生長速度比較緩慢，穩(wěn)定周期更為漫長，使得前期處理污水的效率較低。本發(fā)明所述的污水處理方法還包括步驟S100之前的MBBR填料快速啟動步驟，包括以下步驟：
(一)靜態(tài)培養(yǎng)：將接種污泥和污水混合，得到污泥濃度為1500-2000mg/L的培養(yǎng)液，投加碳源，保證池內(nèi)COD值在300-450mg/L，填料浸泡在所述培養(yǎng)液中靜態(tài)培養(yǎng)，間歇曝氣，間隔時間為12h；
(二)動態(tài)培養(yǎng)：池內(nèi)連續(xù)進水，連續(xù)出水，填料處于動態(tài)培養(yǎng)環(huán)境中，第一天進水的COD負荷為所述來源污水的10％，然后進水的COD負荷每天增加10％，直至進水的COD負荷等于來源污水，之后保持進水的COD負荷不變；控制溶解氧濃度在2-4mg/L；
(三)馴化階段：按照步驟S100-S500進行污水處理，同時控制混合池的溶解氧濃度在0.5mg/L以下，三級生化反應(yīng)器的的溶解氧濃度為1.5-3mg/L。
優(yōu)選的，步驟(一)中，培養(yǎng)液的污泥濃度為1900mg/L，投加碳源，保證池內(nèi)COD值在440mg/L，曝氣12h，再靜置12h，再曝氣12h，如此重復間歇曝氣，直至外觀上填料表面附著一層0.2-0.5mm的黃褐色生物膜。
步驟(二)中，填料上經(jīng)過15-16天的動態(tài)培養(yǎng)之后，用生物顯微鏡可觀察到變形蟲和漫游蟲，手觸填料有粘性、滑膩感；18-19天后，填料出現(xiàn)鞭毛蟲、鐘蟲、草履蟲游離菌等原生動物；20-21天后，出現(xiàn)輪蟲、線蟲等后生動物，此時，標志填料的生物膜已經(jīng)成熟。
可選的，步驟(一)和(二)中，填料可以混合在同一個池體內(nèi)進行培養(yǎng)，例如可以全放置在混合池內(nèi)，也可以全放置在三級生化反應(yīng)器內(nèi)，完成動態(tài)培養(yǎng)之后，再分開放入混合池和三級生化反應(yīng)器；步驟(三)的馴化階段需將填料按照上述要求的投加比例分別投入混合池和三級生化反應(yīng)器。
任選的，步驟(一)的靜態(tài)培養(yǎng)具體包括以下步驟：
(1)將接種污泥和污水混合，得到污泥濃度為1500-1700mg/L的培養(yǎng)液，添加第一營養(yǎng)液，第一營養(yǎng)液中包括豆?jié){成分，填料浸泡在培養(yǎng)液中靜態(tài)培養(yǎng)；
(2)培養(yǎng)液的污泥濃度上升到1700-2000mg/L，添加第二營養(yǎng)液，第二營養(yǎng)液中包括豆?jié){成分；
(3)保持培養(yǎng)液的污泥濃度范圍與步驟(2)相同，添加第三營養(yǎng)液，第三營養(yǎng)液中包括豆?jié){成分，其豆?jié){濃度與第二營養(yǎng)液中的豆?jié){濃度相同。
可選的，步驟(1)中，所述第一營養(yǎng)液包括豆?jié){成分和有機碳源，豆?jié){成分的濃度為0.1-0.25g/mL；有機碳源選自乙酸鈉、葡萄糖、甲醇或乙醇中的一種或兩種以上的組合，有機碳源的COD濃度為1000-2500mg/L。
可選的，所述第一營養(yǎng)液的添加量與全部填料的總比表面積之比為(10-12)mL:1m2/g。
步驟(1)的培養(yǎng)液的污泥濃度較低，內(nèi)部含有的菌種數(shù)量不會太多，使得第一營養(yǎng)液能夠為菌種提供足夠的營養(yǎng)。第一營養(yǎng)液和培養(yǎng)液使得池內(nèi)COD值略低，污水的COD雖然能為填料上的微生物提供碳源，但前期COD過高反而會抑制芽孢桿菌的快速增殖，這可能是由于COD過高對芽孢桿菌細胞產(chǎn)生負面影響。
本發(fā)明針對填料上微生物不同的掛膜階段對營養(yǎng)物的不同需求，提供三種不同濃度的營養(yǎng)液，既保證微生物的需求，又不造成浪費。步驟(1)為填料靜態(tài)培養(yǎng)的第一個階段，所述第一營養(yǎng)液中豆?jié){成分的濃度高于第二營養(yǎng)液和第三營養(yǎng)液，提供一個較大的營養(yǎng)濃度，適合于填料掛膜啟動階段，以初步啟動微生物增殖。
可選的，步驟(2)中，所述第二營養(yǎng)液包括豆?jié){成分和有機碳源，豆?jié){成分的濃度為0.06-0.09g/mL；有機碳源的成分與第一營養(yǎng)液的有機碳源相同，第二營養(yǎng)液的有機碳源的COD濃度為4000-5000mg/L。
步驟(2)為填料啟動的第二個階段，此時填料上的芽孢桿菌密度已經(jīng)有所增大，處于生長繁殖旺盛期，提升污泥濃度，增加菌種，水中的COD值也適當增大，滿足微生物需求，第二營養(yǎng)液的有機碳源的濃度有所升高，能提供更多碳源，而第二營養(yǎng)液的豆?jié){成分的濃度有所降低，是針對性的降低快速啟動碳源。
可選的，所述第二營養(yǎng)液的添加量與全部填料的總比表面積之比為(12-14)mL:1m2/g。
步驟(2)結(jié)束的標志為：填料表面附著一層0.05-0.1mm的黃褐色生物膜。
可選的，步驟(3)中，所述第三營養(yǎng)液包括豆?jié){成分和有機碳源，第三營養(yǎng)液的豆?jié){成分的濃度等于第二營養(yǎng)液的豆?jié){濃度；第三營養(yǎng)液的有機碳源的成分和濃度與第一營養(yǎng)液的有機碳源相同。
本發(fā)明的步驟(3)為填料啟動的第三個階段，填料上的芽孢桿菌數(shù)量較多，生產(chǎn)發(fā)育逐漸步入正軌，池內(nèi)的污水能夠為填料上的芽孢桿菌提供碳源，第三營養(yǎng)液的有機碳源的濃度有所降低，作為前期引導芽孢桿菌增殖的豆?jié){成分無需太高，同時也節(jié)約的成本。
可選的，在步驟(1)之前，還可以加入以下步驟：
(i)先將填料自然松散地堆放在池體內(nèi)，從池體下部輸入清水，水面沒過填料堆上表面即可，無需曝氣，定時攪動池體內(nèi)的填料；
(ii)從池體下部輸入次氯酸鈉溶液和/或高鐵酸鈉溶液。
步驟(i)中，輸入清水的流速、浸泡時間、攪動周期均不作限定，清水液面沒過填料堆上表面即可，定時攪動池體內(nèi)的填料，例如5-10min攪動一次，攪動標準為攪動所有填料，使得每個填料的位置都發(fā)生變動、都在池內(nèi)運動，使得清水充分潤濕填料。傳統(tǒng)的靜態(tài)培養(yǎng)中，填料直接在污水中進行潤濕，并配合曝氣，填料的表面和內(nèi)部均存在潤濕不到位、不充分的問題，且該過程可控性較差，無法判斷和衡量填料的潤濕情況和效果；本發(fā)明先用清水浸泡填料，可以達到以下作用：(1)初步清潔填料；(2)充分潤濕填料的表面和內(nèi)部；(3)提供水性環(huán)境，更有利于后續(xù)含有豆?jié){的營養(yǎng)液在生物轉(zhuǎn)盤上分散。
可選的，步驟(ii)中，所述次氯酸鈉溶液的濃度為0.3-0.5g/mL，高鐵酸鈉溶液的濃度為0.1-0.3g/mL，次氯酸鈉溶液和/或高鐵酸鈉溶液的用量與填料的比表面積之比為(5-6.5)mL:1m2/g。
噴撒次氯酸鈉溶液和/或高鐵酸鈉溶液既能夠?qū)μ盍舷�，殺滅大部分微生物，為之后�?yōu)勢菌種的生長繁殖提供一個較為純凈的環(huán)境，避免其它微生物競爭，有利于形成優(yōu)勢菌種。
所述步驟(1)、(2)、(3)和(ii)的曝氣條件均為曝氣12h，再靜置12h，再曝氣12h，如此重復間歇曝氣。
可選的，步驟(一)和(二)中，池內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)動支撐架，所述轉(zhuǎn)動支撐架包括可拆卸的轉(zhuǎn)軸和若干個支架，所述支架的一端可拆卸連接所述轉(zhuǎn)軸，并呈輻射狀均勻分布在轉(zhuǎn)軸的外表面，轉(zhuǎn)軸平行于池體底面；
支架為方形框架，且寬度不大于轉(zhuǎn)軸的長度；沿著支架的高度方向均勻分布有若干條固定繩，固定繩平行于支架的寬度方向，每條固定繩上均勻綁定若干個填料。
所述填料的兩端綁定在固定繩上，使得填料不能移動位置，但能在固定繩上轉(zhuǎn)動，尤其是在曝氣情況下，池內(nèi)水流擾動，填料在固定繩的牽引下，只能上下翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，而不會彼此碰撞，而導致生物膜脫落。
可選的，所述轉(zhuǎn)軸的任意一端貫穿池壁連接池體外部的電機，電機驅(qū)動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并帶動所有支架轉(zhuǎn)動。
在傳統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)培養(yǎng)過程中，填料任意堆積，即使在曝氣時，也是隨氣流、水流做無序運動，經(jīng)常填料彼此撞擊、堆疊，導致單個填料上生物膜生長得很不均勻，或由于撞擊而導致生物膜脫落，或部分填料處于死區(qū)而嚴重影響掛膜。本發(fā)明配合上述快速掛膜工藝方法，使用所述轉(zhuǎn)動支撐架，將填料半固定在支架上，同時又不影響填料在污水中轉(zhuǎn)動，與碳源和氣體充分接觸，有利于生物膜生長；當靜態(tài)培養(yǎng)的未曝氣時間內(nèi)，可以緩慢轉(zhuǎn)動支架，促進與碳源和氣體充分接觸；所述支架的轉(zhuǎn)動也能夠擾動接種污泥，防止污泥總是沉積在池底，對于體積較大的污泥，支架和固定線能發(fā)揮截斷作用。
（發(fā)明人：柴偉賀;王寶臣;劉振剛;李永生）
