一種同步脫氮除磷膜生物反應器裝置製造方法
2023-06-23 21:30:51 1
一種同步脫氮除磷膜生物反應器裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種同步脫氮除磷膜生物反應器裝置，包括汙水進水管、缺氧池、厭氧池、好氧池、沉澱池和MBR反應池，其中，所述汙水進水管包括第一汙水進水管和第二汙水進水管，所述第一汙水進水管的排水口與所述厭氧池連接，所述第二汙水進水管的排水口與所述好氧池連接，所述缺氧池的排水口與所述厭氧池連接，所述厭氧池的排水口與所述好氧池連接，所述好氧池的排水口與所述沉澱池連接，所述沉澱池的上清液排水口與所述MBR反應池連接，所述MBR反應池內設有MBR膜組件，所述MBR膜組件連接有排水管。本實用新型的有益效果是具有穩定、高效、短程、低能耗的優點。
【專利說明】一種同步脫氮除磷膜生物反應器裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及汙水處理裝置，尤其涉及汙水處理裝置中的一種同步脫氮除磷膜 生物反應器裝置。
【背景技術】
[0002] 伴隨著經濟社會的快速發展，我國水資源缺乏的問題日益明顯。然而，在汙水深度 處理工藝方面，受到傳統活性汙泥法工藝的瓶頸影響，深度處理出水水質，尤其是氮和磷汙 染物存在著不穩定和再生水健康安全風險，亟需開展高效低耗的新型工藝研究。另外，現 有的大多數汙水處理廠面臨著處理能力提升和升級改造壓力，在土地資源儲備不足的條件 下，急需高效穩定的處理技術，不僅滿足佔地面積小的客觀條件，還需保障出水的穩定達標 甚至深度處理和回用。因此，開發出一種穩定、高效、短程的汙水深度處理工藝成為汙水處 理技術人員的奮鬥目標。
[0003] 傳統的厭氧-缺氧-好氧（A2/0)因為其停留時間較短、不宜發生汙泥膨脹、運行 費用低等優點而備受廣大汙水處理人員的青睞。但因為其受到內循環量和汙泥量的限制， 除磷脫氮能力難以提高。而且，傳統的單點進水方式，也不利於對碳源的充分利用。另外， 傳統的脫氮除磷過程需要在連續的缺氧、厭氧和好氧反應器中完成，流程較長且自動化程 度較低，同時傳統的泥水分離過程在二沉池中完成，出水中懸浮物含量受到泥水分離效果 的影響顯著，且二沉池佔地面積較大，較難適應城市土地資源日益緊缺的現狀。如何充分利 用碳源，優化該工藝流程，實現高效、穩定、短程的汙水處理工藝成為研究人員關注的焦點。
[0004] 膜分離技術在汙水處理中的應用開始於20世紀60年代末。美國的Smith於1969 年首次報導了活性汙泥法和超濾膜技術結合處理城市汙水的工藝研究，提出了用膜分離技 術取代傳統活性汙泥法中的二沉池，利用膜組件的高效截留特性，使反應器內維持較高的 汙泥濃度，在水處理過程中，獲得了極佳的處理效果，這就是膜生物反應器（MBR，Membrane Bio-Reactor)的最初雛形。MBR近幾年被應用於食品工程、海水淡化和汙水處理中，取得了 較好的運行效果，在能耗和操作方面均具有顯著優勢。目前，我國的MBR系統主要應用於城 市汙水處理與回用、高濃度工業廢水處理、難降解工業廢水處理及公共敏感衛生區域汙水 處理等四大領域。，MBR是滿足汙水深度處理和資源化，彌補城市快速發展中的水資源短缺 和控制水環境汙染的重要工藝技術之一。然而，由於膜汙染導致的膜通量下降和膜清洗，會 增加膜分離過程的運行費用，限制了其工程化應用。目前，通過調整可控因素，如膜操作方 式、壓力、曝氣強度、氣泡大小、反應器形式、排泥周期等控制膜汙染程度是應用比較普遍的 方法，具體包括：1)改變汙泥混合液特性，2)優化運行條件及反應器結構，3)膜表面改性， 4)膜清洗等。
【發明內容】
[0005] 為了解決現有技術中的問題，本實用新型提供了一種穩定、高效、短程、低能耗的 同步脫氮除磷膜生物反應器裝置。
[0006] 本實用新型提供了一種同步脫氮除磷膜生物反應器裝置，包括汙水進水管、缺氧 池、厭氧池、好氧池、沉澱池和MBR反應池，其中，所述汙水進水管包括第一汙水進水管和第 二汙水進水管，所述第一汙水進水管的排水口與所述厭氧池連接，所述第二汙水進水管的 排水口與所述好氧池連接，所述缺氧池的排水口與所述厭氧池連接，所述厭氧池的排水口 與所述好氧池連接，所述好氧池的排水口與所述沉澱池連接，所述沉澱池的上清液排水口 與所述MBR反應池連接，所述MBR反應池內設有MBR膜組件，所述MBR膜組件連接有排水管。
[0007] 作為本實用新型的進一步改進，所述沉澱池的汙泥排放口通過汙泥回流管道與所 述缺氧池連接，所述MBR反應池內設有無紡布過濾器，所述無紡布過濾器的硝化液輸出口 通過硝化液回流管道與所述缺氧池連接。
[0008] 作為本實用新型的進一步改進，所述汙泥回流管道包括汙泥回流泵，所述硝化液 回流管道包括汙水回流泵。
[0009] 作為本實用新型的進一步改進，所述沉澱池、好氧池一體設。
[0010] 作為本實用新型的進一步改進，所述好氧池為繞所述沉澱池一周設置的環形池。
[0011] 作為本實用新型的進一步改進，所述沉澱池的池口低於所述好氧池的池口，所述 好氧池與所述厭氧池連接的進水口低於所述沉澱池的池口。
[0012] 作為本實用新型的進一步改進，所述厭氧池內設有第一攪拌器，所述沉澱池內設 有第二攪拌器。
[0013] 作為本實用新型的進一步改進，所述沉澱池的汙泥排放口位於所述沉澱池的池 底，所述沉澱池的上清液排水口位於所述沉澱池的。
[0014] 作為本實用新型的進一步改進，所述沉澱池的汙泥排放口連接有第一剩餘汙泥排 放管道。
[0015] 作為本實用新型的進一步改進，所述MBR反應池的池底連接有第二剩餘汙泥排放 管道。
[0016] 本實用新型的有益效果是：
[0017] (1)建立高效同步脫氮除磷的MBR系統，通過缺氧池、厭氧池、好氧池和中間的沉 澱池的布置，精簡工藝流程，實現短流程和高效脫氮除磷目標；
[0018] (2)分別對厭氧池和好氧池進汙水，通過厭氧池的釋放磷和好氧池的過量吸收磷， 達到高效的除磷目的；針對城市汙水特徵(例如深圳市)，本工藝可以充分利用汙水中的碳 源進行反硝化，實現低C/N比(碳氮比)條件下的高效同步脫氮除磷目標，開拓其應用範圍和 前景；
[0019] (3) MBR反應池具有較長的汙泥齡，可以充分生長硝化細菌，在MBR反應池內可以 充分完成汙水的硝化作用，通過合理控制回流比，硝化液在缺氧池內完成反硝化作用，並可 充分利用中間的沉澱池回流汙泥中吸附的碳源，實現低C/N比汙水高效脫氮目標；
[0020] (4)採用沉澱池進行泥水預分離，並通過MBR反應池出水調節回流比，使後端MBR 反應池中的MLSS (MLSS是混合液懸浮固體濃度（mixed liquid suspended solids)的簡 寫，它又稱為混合液汙泥濃度，它表示的是在曝氣池單位容積混合液內所含有的活性汙泥 固體物的總重量(mg/L)。）保持在合理的範圍內，一定程度上緩解了膜汙染並保證了出水水 質，具有穩定、高效、短程、低能耗的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1是本實用新型一種同步脫氮除磷膜生物反應器裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合【專利附圖】
【附圖說明】及【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0023] 圖1中的附圖標號為：汙水進水管100 ;第一汙水進水管101 ;第二汙水進水管 102 ;缺氧池1 ;厭氧池2 ;第一攪拌器21 ;好氧池3 ;沉澱池4 ;第二攪拌器41 ;MBR反應池5 ; 無紡布過濾器51 ;MBR膜組件52 ;硝化液回流管道6 ;汙水回流泵61 ;汙泥回流管道7 ;汙泥 回流泵71 ;第一剩餘汙泥排放管道72 ;排水管8 ;第二剩餘汙泥排放管道9。
[0024] 本實用新型需要解決傳統A2/0工藝除磷脫氮能力難以進一步提高、對碳源利用 不充分、流程較長、佔地面積較大以及MBR工藝中因為膜汙染導致的高能耗問題。本實用新 型提出了一種可以充分利用碳源、流程精簡、佔地面積小、處理效果高效穩定的同步脫氮除 磷MBR工藝，並且通過減少或者去除造成膜汙染的物質的方法，大大減緩了膜汙染速度。
[0025] 解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案如下：
[0026] 如圖1所示，一種同步脫氮除磷膜生物反應器裝置，包括汙水進水管100、缺氧池 1、厭氧池2、好氧池3、沉澱池4和MBR反應池5,其中，所述汙水進水管100包括第一汙水進 水管101和第二汙水進水管102,所述第一汙水進水管101的排水口與所述厭氧池2連接， 所述第二汙水進水管102的排水口與所述好氧池3連接，所述缺氧池1的排水口與所述厭 氧池2連接，所述厭氧池2的排水口與所述好氧池3連接，所述好氧池3的排水口與所述沉 澱池4連接，所述沉澱池4的上清液排水口與所述MBR反應池5連接，所述MBR反應池5內 設有MBR膜組件52，所述MBR膜組件52連接有排水管8。
[0027] 如圖1所示，所述MBR膜組件52優選設置二組，所述MBR膜組件52優選為平板膜 組件。
[0028] 如圖1所示，所述沉澱池 4的汙泥排放口通過汙泥回流管道7與所述缺氧池 1連 接，所述MBR反應池5內設有無紡布過濾器51，所述無紡布過濾器51的硝化液輸出口通過 硝化液回流管道6與所述缺氧池1連接。
[0029] 如圖1所示，所述汙泥回流管道7包括汙泥回流泵71，可通過汙泥回流泵71控制 汙泥回流，所述硝化液回流管道6包括汙水回流泵6,可通過汙水回流泵6控制硝化液回流。
[0030] 如圖1所示，所述沉澱池4、好氧池3為一體設置，所述好氧池3為繞所述沉澱池4 一周設置的環形池體，所述沉澱池4的池口低於所述好氧池3的池口，所述好氧池3的水溢 滿後流入所述沉澱池4,所述好氧池3與所述厭氧池2連接的進水口低於所述沉澱池4的池 □。
[0031] 如圖1所示，將傳統活性汙泥工藝中的沉澱池4與好氧池3集成一體化，充當泥水 分離和好氧區的雙重作用，大大簡短了工藝流程，減少對土地資源的要求。
[0032] 如圖1所示，所述厭氧池2內設有第一攪拌器21，所述沉澱池4內設有第二攪拌器 41。
[0033] 如圖1所示，所述沉澱池4的汙泥排放口位於所述沉澱池4的池底，所述沉澱池4 的上清液排水口位於所述沉澱池4的池頂，所述沉澱池4的汙泥排放口連接有第一剩餘汙 泥排放管道7,用於剩餘汙泥的排放。
[0034] 如圖1所示，所述MBR反應池 5的池底連接有第二剩餘汙泥排放管道9,用於剩餘 汙泥的排放。
[0035] 如圖1所示，其於上述的同步脫氮除磷膜生物反應器裝置，本實用新型採用一種 同步脫氮除磷AA0-MBR工藝，包括以下步驟：
[0036] S1、將汙水經過汙水進水管100、第一汙水進水管101輸入到厭氧池2內，同時，將 汙水經過汙水進水管100、第一汙水進水管101輸入到好氧池3內，在厭氧池2內利用汙水 自身攜帶的有機物進行反硝化和磷的釋放，將厭氧池2的水輸入到好氧池3,在好氧池3內 進行有機物的吸附和磷的吸收；
[0037] S2、將好氧池3的水輸入到沉澱池4,在沉澱池4內進行泥水分離；
[0038] S3、將沉澱池4內經過泥水分離後的上清液輸入到MBR反應池5內，在MBR反應池 5內完成硝化反應和有機物的強化去除；將沉澱池4內的汙泥回流到缺氧池1，維持缺氧池 1內的汙泥濃度；
[0039] S4、將MBR反應池5內的硝化液經過硝化液回流管道6回流到缺氧池1 ;將MBR反 應池5內的水經MBR膜組件52輸出，作為處理完成的水經過排水管8排放；
[0040] S5、缺氧池1內利用沉澱池4回流的汙泥中快速吸附的有機物進行反硝化，將缺氧 池1內的水輸入到厭氧池2。
[0041] 如圖1所示，步驟S4可以進一步優選為：在MBR反應池5內設置無紡布過濾器51， 將MBR反應池5內的硝化液經過無紡布過濾器51、硝化液回流管道6回流到缺氧池1 ;將 MBR反應池5內的水經MBR膜組件52輸出，作為處理完成的水經過排水管8排放。
[0042] 如圖1所示，步驟S3可以進一步優選為：將沉澱池4內經過泥水分離後的上清液 輸入到MBR反應池5內，在MBR反應池5內完成硝化反應和有機物的強化去除；將沉澱池4 內的汙泥回流到缺氧池1，維持缺氧池內的汙泥濃度；將沉澱池4內的剩餘汙泥經過第一剩 餘汙泥排放管道72排放掉。
[0043] 如圖1所示，分別對好氧池3和厭氧池2進水，充分利用水中的碳源，可以解決汙 水中低C/N比的問題。在MBR反應池5完成硝化反應，MBR反應池5的硝化液回流至缺氧 池1，完成反硝化作用，提高對氮的去除效果。
[0044] 如圖1所示，本實用新型提供的一種同步脫氮除磷AA0-MBR工藝，汙水分為兩部分 進入厭氧池2和好氧池3,好氧池3中主要進行有機物的吸附和吸收磷的過程，厭氧池2則 利用汙水自身攜帶的有機物進行反硝化和磷的釋放，在合理的回流汙泥和回流比條件下， 實現較高的總氮去除。沉澱池4與好氧池3集成後，充當泥水分離和好氧區的雙重作用，由 於其中具有較低的硝氮濃度和較高的有機物濃度，促使聚磷菌的有利生長，實現充分的磷 吸收及有機物吸附。經過泥水分離後的汙泥上清液進入後端的MBR反應池5中，完成硝化 反應和有機物的強化去除，實現出水的穩定脫氮除磷效果。當處理較低C/N比（〈5)汙水時， 由於MBR反應池5汙泥齡較長，可充分生長硝化菌，保證汙泥濃度，通過參數優化和工藝調 控，也完全可實現同步脫氮除磷目標。針對MBR系統可降低汙泥產率的能力，系統考察不同 功能微生物的生長動力學參數，解析剩餘汙泥減量途徑和潛力。另外，MBR系統中採用沉澱 池4進行泥水分離，使後端MBR反應池5中的汙泥濃度維持在合理水平，可從操作條件層面 控制了膜汙染的快速發生。因此，本工藝具有較強的汙水深度處理效能，和出眾的抗負荷及 進水衝擊優勢。
[0045] 如圖1所示，本實用新型提供的一種同步脫氮除磷膜生物反應器裝置具有以下優 佔 ·
[0046] (1)建立高效同步脫氮除磷的MBR系統，通過缺氧池1、厭氧池2、好氧池3和中間 的沉澱池4的布置，精簡工藝流程，實現短流程和高效脫氮除磷目標；
[0047] (2)分別對厭氧池2和好氧池3進汙水，通過厭氧池2的釋放磷和好氧池的過量吸 收磷，達到高效的除磷目的；針對城市汙水特徵(例如深圳市)，本工藝可以充分利用汙水中 的碳源進行反硝化，實現低C/N比(碳氮比)條件下的高效同步脫氮除磷目標，開拓其應用範 圍和如景；
[0048] (3)MBR反應池5具有較長的汙泥齡，可以充分生長硝化細菌，在MBR反應池5內可 以充分完成汙水的硝化作用，通過合理控制回流比，硝化液在缺氧池1內完成反硝化作用， 並可充分利用中間的沉澱池4回流汙泥中吸附的碳源，實現低C/N比汙水高效脫氮目標；
[0049] (4)採用沉澱池4進行泥水預分離，並通過MBR反應池5出水調節回流比，使後端 MBR反應池5中的MLSS(MLSS是混合液懸浮固體濃度（mixed liquid suspended solids) 的簡寫，它又稱為混合液汙泥濃度，它表示的是在曝氣池單位容積混合液內所含有的活性 汙泥固體物的總重量(mg/L)。）保持在合理的範圍內，一定程度上緩解了膜汙染並保證了出 水水質，具有穩定、高效、短程、低能耗的優點。
[0050] 以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能 認定本實用新型的具體實施只局限於這些說明。對於本實用新型所屬【技術領域】的普通技術 人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視 為屬於本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1. 一種同步脫氮除磷膜生物反應器裝置，其特徵在於：包括汙水進水管、缺氧池、厭氧 池、好氧池、沉澱池和MBR反應池，其中，所述汙水進水管包括第一汙水進水管和第二汙水 進水管，所述第一汙水進水管的排水口與所述厭氧池連接，所述第二汙水進水管的排水口 與所述好氧池連接，所述缺氧池的排水口與所述厭氧池連接，所述厭氧池的排水口與所述 好氧池連接，所述好氧池的排水口與所述沉澱池連接，所述沉澱池的上清液排水口與所述 MBR反應池連接，所述MBR反應池內設有MBR膜組件，所述MBR膜組件連接有排水管。
2. 根據權利要求1所述的同步脫氮除磷膜生物反應器裝置，其特徵在於：所述沉澱池 的汙泥排放口通過汙泥回流管道與所述缺氧池連接，所述MBR反應池內設有無紡布過濾 器，所述無紡布過濾器的硝化液輸出口通過硝化液回流管道與所述缺氧池連接。
3. 根據權利要求2所述的同步脫氮除磷膜生物反應器裝置，其特徵在於：所述汙泥回 流管道包括汙泥回流泵，所述硝化液回流管道包括汙水回流泵。
4. 根據權利要求1所述的同步脫氮除磷膜生物反應器裝置，其特徵在於：所述沉澱池、 好氧池一體設。
5. 根據權利要求4所述的同步脫氮除磷膜生物反應器裝置，其特徵在於：所述好氧池 為繞所述沉澱池一周設置的環形池。
6. 根據權利要求5所述的同步脫氮除磷膜生物反應器裝置，其特徵在於：所述沉澱池 的池口低於所述好氧池的池口，所述好氧池與所述厭氧池連接的進水口低於所述沉澱池的 池口。
7. 根據權利要求1所述的同步脫氮除磷膜生物反應器裝置，其特徵在於：所述厭氧池 內設有第一攪拌器，所述沉澱池內設有第二攪拌器。
8. 根據權利要求1所述的同步脫氮除磷膜生物反應器裝置，其特徵在於：所述沉澱池 的汙泥排放口位於所述沉澱池的池底，所述沉澱池的上清液排水口位於所述沉澱池的池。
9. 根據權利要求1所述的同步脫氮除磷膜生物反應器裝置，其特徵在於：所述沉澱池 的汙泥排放口連接有第一剩餘汙泥排放管道。
10. 根據權利要求1所述的同步脫氮除磷膜生物反應器裝置，其特徵在於：所述MBR反 應池的池底連接有第二剩餘汙泥排放管道。
【文檔編號】C02F9/14GK203999260SQ201420354752
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】孫飛雲, 李譜, 董文藝, 李朋飛, 陳立春, 邵明非 申請人:哈爾濱工業大學深圳研究生院