Mabr和mbr聯(lián)用式污水處理裝置及處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 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)】
[0002]如圖1所示，膜曝氣生物反應(yīng)器(通常簡(jiǎn)稱(chēng)MABR)是膜生物反應(yīng)器的一種類(lèi)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N03_、亞硝酸鹽N02_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。
[0003]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。
[0004]目前該反應(yīng)器存在的問(wèn)題就是MABR單獨(dú)使用時(shí)，有研宄表明反應(yīng)器雖然可同時(shí)進(jìn)行硝化和反硝化，但除磷效果不佳。
[0005]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。
[0006]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)有研宄表明，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。
[0007]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(wèn)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】

[0008]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。
[0009]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是:
[0010]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。
[0011]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。
[0012]所述的MABR單元包括池體，浸沒(méi)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)。
[0013]所述的MBR單元包括池體，浸沒(méi)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)水管上的輸水栗O
[0014]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。
[0015]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。
[0016]一種采用污水處理裝置的處理方法，包括以下步驟:
[0017]I)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)；
[0018]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)。
[0019]所述的污水為生活污水及生化降解的高氮磷廢水。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0021]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。
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1所示為MABR的結(jié)構(gòu)功能示意圖；
[0026]圖2所示為本發(fā)明的MABR和MBR聯(lián)用式污水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]如圖2所示，本發(fā)明的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，以及用于MBR單元反沖洗的反沖洗單元。具體地說(shuō)，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。
[0029]所述的MABR單元包括池體1，浸沒(méi)式固定設(shè)置在所述池體內(nèi)的疏水透氣性微孔中空MABR膜組件或透氣性致密中空MABR膜組件3，以及與所述的MABR膜組件連通的曝氣系統(tǒng)。同時(shí)在MABR池體內(nèi)設(shè)置有有引導(dǎo)待處理水上下迂回流動(dòng)的多個(gè)導(dǎo)流板5，所述的MABR膜組件對(duì)應(yīng)地設(shè)置在由導(dǎo)流板分割出的分池內(nèi)，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的污水在泵7的作用下經(jīng)控制閥13進(jìn)入池體內(nèi)，當(dāng)實(shí)際的生產(chǎn)中出水量一般較大，設(shè)置多個(gè)MABR膜組件時(shí)，設(shè)導(dǎo)流板不會(huì)出現(xiàn)死水區(qū)，而且微生物對(duì)污水中有機(jī)物的處理更加徹底。同時(shí)，導(dǎo)流板也可設(shè)置在MBR池體內(nèi)。
[0030]所述曝氣系統(tǒng)包括空壓機(jī)9、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)11、壓力表12和進(jìn)氣電磁閥10，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14。
[0031 ] 所述的MBR單元包括池體2，浸沒(méi)式設(shè)置在所述池體內(nèi)的親水透氣性微孔MBR膜膜組件4，以及設(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。優(yōu)選地，所述的MABR單元的池體和MBR的池體相鄰設(shè)置，只需要用底部留有通道的導(dǎo)流墻6進(jìn)行區(qū)分即可，兩個(gè)單元的池體底部連通，污水案處理方向自由流動(dòng)，有效減少了泵體使用，節(jié)省了電力。
[0032]所述與MBR池體的曝氣部件包括空壓機(jī)8、連接空壓機(jī)與MBR池的作為曝氣部件的曝氣管道及穿過(guò)池壁深入MBR膜單元下部的穿孔管道，所述的穿孔管道在池底安裝固定管