一種基於MBBR的Bardenpho脫氮除磷工藝的製作方法
2023-08-03 00:18:26
本發明屬於汙水淨化處理領域，具體涉及一種基於MBBR的Bardenpho脫氮除磷工藝。
背景技術：
為了加強對自然水體的保護力度，國家及地方政府對汙水處理廠出水水質提出了更高的要求，此外，汙水處理廠處理水量也在逐年提升，許多汙水處理廠現有處理工藝已經無法滿足出水水質標準和處理水量的進一步提高，在無新增用地面積新建構築物時，亟需一種新型汙水處理工藝來增強汙水廠原有構築物的處理能力。一些新建汙水廠，同樣面臨著用地面積有限，而處理水量大、要求處理出水水質標準高等問題。
Bardenpho脫氮除磷工藝一種連續流型汙水處理工藝，一般分四段式和五段式兩類。在四段式工藝流程中，缺氧和好氧環境的交替運行，可在低回流比條件下實現良好的脫氮效果。五段式工藝流程中，厭氧、缺氧、好氧環境交替運行，可同步實現脫氮除磷效果。Bardenpho脫氮除磷工藝比A2/O工藝、氧化溝工藝、SBR及其變形工藝對進水中汙染物質的處理效率更高。傳統的Bardenpho脫氮除磷工藝中，各單元反應器數量多，佔地面積大，在汙水廠提標、提量改造或新建汙水廠佔地面積受限時，迫切要求一種新型工藝，增強有限容積構築物的處理負荷。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種基於MBBR的Bardenpho脫氮除磷工藝，其便於對A2/O工藝、氧化溝工藝等傳統常規汙水處理工藝進行升級改造，提升現有工藝的處理能力，滿足處理水量或出水水質標準的提高，對於新建項目，可極大節省佔地面積。
其技術解決方案包括：
一種基於MBBR的Bardenpho脫氮除磷工藝，其所採用的處理系統包括生物處理池和沉澱池，所述生物處理池從前往後依次包括厭氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池和第二好氧池，在所述第一好氧池和第二缺氧池內投加有懸浮填料，所述第一好氧池、第二好氧池的底部均設置有曝氣裝置，所述沉澱池的底部設置有汙泥排出口，所述汙泥排出口連接有管道一，所述管道一的另一端連接在所述厭氧池的前端，所述第一好氧池和第一缺氧池之間連接有管道二；
所述工藝包括以下步驟：
a待處理汙水依次經過厭氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池進行處理，處理後出水通過沉澱池進行泥水分離並排出上清液，沉澱池底部的汙泥通過管道一回流到厭氧池前端，用以補充生物池系統內的汙泥濃度；
b脫氮，在第一好氧池內活性汙泥及懸浮填料的共同作用下，將汙水中的氨氮轉化為NO3-N，產生的高濃度硝化液，一部分通過管道二回流至第一缺氧池前端，第一缺氧池活性汙泥中反硝化類細菌充分利用進水中易降解有機質進行反硝化脫氮，可去除水中一部分NO3-N，另一部分NO3-N硝化液直接進入第二缺氧池，活性汙泥中及懸浮填料表面生物膜中反硝化類細菌進行內源呼吸或利用外加碳源進行反硝化脫氮；
c除磷，聚磷菌在厭氧池內，在沒有溶解氧和NO3-N存在時，聚磷菌利用體內貯存的能量吸收汙水中易降解有機質以PHB的形式貯存於體內，在第一好氧池、第二好氧池內，聚磷菌利用以分子氧或化合態氧氧化代謝儲存於體內的PHB，同時產生能量，從汙水中過量地攝取磷酸鹽，過量吸磷的聚磷菌隨剩餘汙泥排放排出生物池。
上述技術方案中，MBBR工藝與Bardenpho脫氮除磷工藝組合應用時，依靠攪拌器或曝氣裝置實現懸浮載體填料在缺氧或好氧反應器中均勻分布，實現流化，MBBR-Bardenpho組合工藝具有佔地省，基建費用低，改造、建設靈活簡單。
在第一好氧池投加懸浮填料，懸浮填料表面生物膜在好氧條件下可生長大量各類微生物，尤其是長泥齡硝化菌，顯著提高單位容積內的生物量，硝化負荷得到顯著提高，且處理負荷可根據懸浮填料的投加量進行調整，可滿足不同的出水水質標準；
在第二缺氧池投加懸浮填料，懸浮填料表面生物膜在缺氧條件下可生長大量厭氧或兼氧微生物，顯著提高單位容積內的生物量，與活性汙泥形成共同系統，第二缺氧池反硝化負荷得到顯著提高，且處理負荷可根據懸浮填料投加量進行調整，可滿足不同的出水水質標準。
作為本發明的一個優選方案，在第一好氧池和第二缺氧池的進水口和出水口處均設置有用於阻擋懸浮填料通過的攔截網。
在第一好氧池和第二缺氧池的進水口和出水口均設置攔截篩網，使得懸浮填料始終存在於第一好氧池和第二缺氧池內，利於對汙水的處理。
作為本發明的另一個優選方案，在厭氧池、第一缺氧池和第二缺氧池內均設置有攪拌器。
優選的，所述管道一、二上均連接有回流泵、閘閥和流量計。
本發明所帶來的有益技術效果：
本發明所採用的系統，通過在第一好氧池內投加懸浮填料，可富集長泥齡硝化菌群，種類及數量遠多於活性汙泥中所含硝化菌群，極大提高了好氧區硝化負荷，出水NH4+-N可降低至較低水平，硝化功能良好；通過在第二缺氧池內投加懸浮填料，第二缺氧區活性汙泥中和懸浮填料表面生物膜中反硝化菌可通過內源呼吸進行反硝化脫氮，也可通過投加碳源實現反硝化脫氮快速進行；控制適當條件，第一好氧區懸浮填料表面生物膜可發生同步硝化反硝化作用，出水TN可降低至較低水平。
本發明通過優化控制工藝運行參數，可有效去除汙水中COD、BOD、NH4+-N，TN、TP、SS等；在低硝化液回流比條件下，第一缺氧區活性汙泥中反硝化菌可充分利用汙水中易降解有機質進行反硝化脫氮。
本發明生物除磷功能良好，聚磷菌在厭氧池幾乎不受NO3-N和DO的抑制作用，聚磷菌吸磷與釋磷過程在厭氧-好氧環境中有效進行，在控制參數適當情況下，可顯著降低生物池出水TP。
對於已建工程，在升級改造時，可在原池基礎上重新劃分各功能區，無需新增建設用地，即可滿足升級改造的目標需求；對於新建工程，採用MBBR工藝，可極大節省生物池佔地面積；本發明適用於各種規模汙水廠新建或改造，也可應用於一體化汙水淨化設備。
附圖說明
下面結合附圖對本發明做進一步說明：
圖1為本發明處理工藝流程簡圖；
圖中，1、厭氧池，2、第一缺氧池，3、第一好氧池，4、第二缺氧池，5、第二好氧池，6、沉澱池，7、汙泥回流系統，8、硝化液回流系統，9、懸浮填料，10、攪拌器，11、曝氣裝置，12、剩餘汙泥排放系統，13、連接管。
具體實施方式
本發明提出了一種基於MBBR的Bardenpho脫氮除磷工藝，為了使本發明的優點、技術方案更加清楚、明確，下面結合具體實施例對本發明做詳細說明。
如圖1所示，本發明工藝所採用的系統包括生物池、沉澱池6、汙泥回流系統7、硝化液回流系統8和剩餘汙泥排放系統12，生物池從前往後依次排布為厭氧池1、第一缺氧池2、第一好氧池3、第二缺氧池4、第二好氧池5，待處理汙水首先進入厭氧池1內，依次經過處理從第二好氧池5排出，第二好氧池5和沉澱池6之間通過連接管13連通，處理後的汙水進入沉澱池6中，通過沉澱池6進行泥水分離並排出上清液，沉澱池底部的汙泥從其底部出口排出，進入與其連接的管道一，從管道一回流到厭氧池前端，用以補充生物池系統內的汙泥濃度，在管道一上設置有汙泥回流泵、及用於控制汙泥流量的閘閥和流量計，管道一、汙泥回流泵、閘閥和流量計等構成汙泥回流系統7，在第一好氧池3和第一缺氧池4之間連接有管道二，管道二上設置有硝化液回流泵、閘閥和流量計，管道二、硝化液回流泵、閘閥和流量計構成硝化液回流系統8。
在上述厭氧池1、第一缺氧池2和第二缺氧池4內均設置有攪拌器10，在第一好氧區、第二好氧區的底部均設置有曝氣裝置11，剩餘汙泥排放系統12從管道一的相反方向排出。
作為本發明的主要改進點之一，在第一好氧池3和第二缺氧池4投加懸浮填料9，可使硝化和反硝化容積負荷顯著提高，並且為了防止懸浮填料的流失，優選在第一好氧池3和第二缺氧池4的進水口和出水口設置攔截網。
實施例1：
以某城市汙水廠沉砂池出水作為進水，水溫10～25℃，水中BOD濃度為80～120mg/L，NH4+-N濃度為35～45mg/L，TN濃度為45～55mg/L，TP濃度為5～8mg/L，反應器有效容積為7.5m3，厭氧池0.5m3，第一缺氧池3m3，第一好氧池3.2m3，第二缺氧池為0.6m3，第二好氧池為0.2m3。所用懸浮填料有效比表面積為620m2/m3。掛膜前比重為97kg/m3。進水流量為0.35m3/h。由於進水碳源不足，分別在第一缺氧區和第二缺氧區投加碳源，投加量為100～120mg/L。
啟動時，以該汙水廠生物池內活性汙泥作為接種汙泥，投加已掛膜懸浮填料。啟動階段，進水量為0.2m3/h，啟動2～3天後，系統出水各指標均降低至低值，隨將進水量提升至設計值0.35m3/h，各運行控制參數設定為設計值，汙泥回流比為80％，硝化液回流比為150％，運行7d後，去除出水懸浮物的影響後，出水BOD濃度保持在6mg/L以下，出水COD達到30mg/L以下，出水NH4+-N濃度達到1.0mg/L以下，TN濃度達到5mg/L以下，TP濃度達到1.5mg/L以下。連續運行180d，系統運行穩定，出水穩定達標。
上述方式中未述及的部分採取或借鑑已有技術即可實現。
需要說明的是，在本說明書的教導下本領域技術人員所作出的任何等同方式，或明顯變型方式均應在本發明的保護範圍內。