[发明专利]一种强化反硝化除磷的序批式膜生物反应器工艺

说明书

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，涉及污水处理及中水回用技术，特别涉及膜生物反应器工艺针对低COD、高氨氮含磷废水的同步脱氮除磷功能实现的方法。

背景技术

我国是世界上13个贫水国之一，为节约宝贵的水资源，中水回用是有效途径之一。氮磷含量高的再生污水回用于工业冷却水、工业生产用水或市政杂用水时将造成以下主要危害：使受纳水体富营养化；导致输水管道、用水设备繁殖生物垢，从而造成堵塞或影响效率；增加消毒剂用量，提高制水成本的同时，降低水质安全性。在《污水综合排放标准》(GB18918—2002)中对城镇污水二级处理厂出水水质提出了磷酸盐≤0.5mg/L，氨氮≤5mg/L的严格要求。

以传统脱氮除磷理论为基础的污水处理工艺需要同时涉及硝化、反硝化以及释磷和放磷多个生化过程，因此在实际应用中很难同时兼顾脱氮和除磷，存在基质竞争、回流污泥中硝酸盐对厌氧释磷的抑制等弊端，因而工艺流程复杂、能耗高、不易操作，以二沉池上清液作为出水水质较差，不能实现中水回用。而南非开普敦大学提出的UCT及MUCT工艺将污泥回流至缺氧池，有效地阻止了硝酸盐进入厌氧池而影响厌氧环境中释磷过程，为脱氮除磷的深入研究提供了方向。

反硝化除磷技术是指利用反硝化聚磷菌以NO₃^-为电子受体，通过“一碳两用”方式实现反硝化脱氮和除磷作用，分别节省50％和30％的COD与氧的消耗量，相应减少剩余污泥量50％，还可以避免COD单一转化为CO₂，使释放到大气的CO₂量明显降低。，被誉为可持续的污水处理技术。

国内外的研究证明，将膜过滤和生物降解有机结合的膜生物反应器工艺是一种高效、实用的污水处理和中水回用技术，但是膜生物反应器脱氮除磷能力不足，无法满足日益严格的水质要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种使膜生物反应器具有脱氮除磷功能的方法，用该方法设计及建造膜生物反应器，将使其不仅具有膜生物反应器所有优点，而且实现不需外投碳源和硝酸盐的反硝化除磷，能够充分有效去除氮磷污染物质，同时降低能耗、节约成本、操作简单、易于实现。

实现本发明所述使膜生物反应器具有脱氮除磷功能的技术方案是：

强化反硝化除磷的序批式膜生物反应器由调节池、厌/缺氧反应器、序批式膜生物反应器和污泥浓缩池四个池体组成；厌/缺氧反应器中增设第1搅拌机，第1搅拌机处于常开状态；序批式膜生物反应器底部设有倒伞型中气泡曝气器，有鼓风机曝气。

该工艺周期运行，厌/缺氧反应器利用液位控制器和时间控制器控制进水提升泵和污泥导流泵的开停方式和运行时间，实现厌氧和缺氧环境的交替；在序批式膜生物反应器中通过时间控制器控制鼓风机、出水抽吸泵、污泥回流泵和第2搅拌机的开停方式和运行时间，实现好氧和缺氧环境的交替循环。

周期初始，厌/缺氧反应器中，进水提升泵以大流量进水，在尽量短的时间内，使厌/缺氧反应器水位恢复至最高水位，由液位控制器控制进水提升泵停止；厌/缺氧反应器厌氧阶段时间，在膜生物反应器中为好氧阶段，出水抽吸泵抽吸出水，同时鼓风机曝气，通过倒伞型中气泡曝气器产生气泡，在充分扰动膜丝、减缓膜污染的同时，向序批式膜生物反应器中活性污泥提供充足的氧，使其处于好氧状态。

鼓风机停止曝气时，出水抽吸泵停止，第2搅拌机与污泥导流泵、污泥回流泵同步开动，在尽量短的时间内，富含PHB的聚磷污泥与富含硝酸盐的硝化污泥混合液分别在两个反应器相互混合，厌/缺氧反应器和序批式膜生物反应器同步进入缺氧阶段，进行反硝化除磷。

缺氧吸磷完成后，污泥导流泵开动，使富含聚磷的聚磷污泥由序批式膜生物反应器转移至厌/缺氧反应器中进行厌氧释磷贮存PHB，通过时间控制器控制，进水提升泵、出水抽吸泵和鼓风机同步再启动，新周期开始。

定期在鼓风机曝气阶段打开支路上阀门，序批式膜生物反应器中含磷剩余污泥由气提泵排至污泥浓缩池，上清液返回调节池进行再处理。

序批式膜生物反应器内膜组件采用外压型聚乙烯中空纤维膜，膜孔径为0.1μm，由出水抽吸泵作用出水，真空表检测出水操作压力。

本发明的效果和益处是工艺流程简单，实现了完全自控操作管理方便，两个反应器的设置以及节省了一套回流系统，简化了MUCT工艺；以反硝化聚磷菌聚磷的除磷方式，降低了耗氧量和污泥产量；采用膜过滤出水水质安全可靠，满足中水回用水质要求，适用于低碳高氮磷的城市污水处理。

附图说明