[发明专利]一种缺氧MBR强化内源反硝化实现低C/N污水高效脱氮的装置和方法

说明书

一种缺氧MBR强化内源反硝化实现低C/N污水高效脱氮的装置和方法，属于污水生物处理领域。所述装置主要包括原水水箱、MBR反应器、出水水箱、原位膜清洗和控制系统组成。所述MBR反应器分为厌氧段、好氧段、缺氧段，其中，缺氧段设置膜组件；所述方法为首先通过聚磷菌、聚糖菌在厌氧条件下强化合成内碳源并进行厌氧释磷，之后在好氧条件下进行硝化反应生成NO₃^‑‑N，缺氧条件下发生内源反硝化反应将NO₃^‑‑N还原为N₂。缺氧MBR强化内源反硝化与传统硝化反硝化相比对于外碳源的利用率更高，污泥产率更低的同时出水水质更好。并且，引入原位膜清洗和控制系统利用PLC控制系统控制柔性膜清洁装置实施对平板陶瓷膜的原位物理清洗，有效减缓了膜污染问题。

技术领域

本发明涉及的一种缺氧MBR强化内源反硝化实现低C/N污水高效脱氮的装置和方法，属于污水生物处理领域，是一种基于膜生物反应器污水脱氮的装置和方法。

背景技术

污水中氮素等物质排放至自然水体易引发严重的富营养化造成环境污染，因此实现污水深度脱氮具有十分重要的现实意义。传统的生物脱氮技术利用硝化菌以O₂为电子受体，NH₄⁺-N为电子供体，将NH₄⁺-N氧化为NO₃^--N；反硝化菌以NO₃^--N为电子受体，碳源为电子供体，将NO₃^--N还原为N₂，从而实现水体中氮素的有效去除。但是大量的曝气和碳源的需求严重增加了污水处理厂污水的处理成本和污泥处理难度，低能耗污水处理新技术成为时代发展的需求。

内源反硝化技术通过聚磷菌、聚糖菌在厌氧条件下强化合成内碳源，有效提高了碳源的利用率，与传统生物脱氮技术相比节省能耗，降低污泥产率，有望进一步推广和应用。

膜生物反应器能够有效保留反应器内较高的污泥浓度并耦合系统长污泥龄发生污泥发酵实现低C/N污水脱氮。同时，获得更好的出水水质，并且能够有效解决沉淀池存在污泥上浮难以实现固液分离的问题，占地面积更小。

发明内容

本发明在此基础上提供了一种缺氧MBR强化内源反硝化实现低C/N污水高效脱氮的装置和方法。通过厌氧/好氧/缺氧的运行方式实现低C/N污水脱氮。其中，膜生物反应器中引入原位膜清洗和控制系统实施对平板陶瓷膜的原位物理清洗，减缓了膜污染和膜通量下降的风险，避免了复杂的反冲洗系统，有效降低了化学清洗频率。

本发明的技术原理为通过聚磷菌、聚糖菌在厌氧条件下利用原水中有机物强化合成内碳源，硝化菌在好氧条件下利用原水中NH₄⁺-N进行硝化反应生成NO₃^--N，最后，在缺氧条件下聚磷菌、聚糖菌利用储存的内碳源发生内源反硝化将NO₃^--N还原为N₂实现低C/N污水脱氮。

一种缺氧MBR强化内源反硝化实现低C/N污水高效脱氮的装置，其特征在于：原水水箱(1)、MBR反应器(2)、出水水箱(3)、以及原位膜清洗和控制系统(4)；所述原水水箱(1)通过进水泵(5)与MBR反应器(2)相连接；MBR反应器(2)包括三个格室，分别为厌氧段(6)、好氧段(7)、缺氧段(8)，其中，缺氧段(8)设置膜组件。各个格室通过穿孔连接；MBR反应器(2)出水由抽吸水泵(9)经过平板陶瓷膜(10)过滤后流入出水水箱(3)；

所述MBR反应器(2)包括三个格室，分别为厌氧段(6)、好氧段(7)、缺氧段(8)，其中，缺氧段(8)设置膜组件。好氧段(7)设有pH仪(11)、DO仪(12)，曝气通过气泵(13)、曝气盘(14)、空气流量计(15)共同控制；厌氧段(6)设有搅拌桨(16)；缺氧段(8)部分污泥通过污泥回流泵(17)回流至厌氧段(6)；