公布日：2022.07.08
申請日：2022.04.19
分類(lèi)號：C02F3/12(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F11/121(2019.01)I;C02F3/34(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N;
C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于BFM形式的高效AOA污水處理系統與方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。其工藝包括：待處理污水進(jìn)入厭氧區，再進(jìn)入碳轉移區；碳轉移區中所得上清液進(jìn)入好氧純膜MBBR區，所得污泥從碳轉移區底部的出口端排出，經(jīng)過(guò)連接有污泥超越泵的管路將其輸送到好氧IFAS區；好氧純膜MBBR區出水進(jìn)入好氧IFAS區，再依次進(jìn)入選擇區、缺氧區、二沉區，位于二沉區上面的上清液外排，位于底部的污泥通過(guò)連接有污泥超越泵的管路將其回流至厭氧區，其余污泥作為剩余污泥排放。本發(fā)明方法可降低脫氮對于原水碳源的依賴(lài)，并實(shí)現出水氮素滿(mǎn)足高標準排放，系統HRT較傳統活性污泥法降低35％以上，最小HRT低于10h。
權利要求書(shū)
1.一種基于BFM形式的高效AOA污水處理方法，其特征在于，依次包括以下步驟：a、將待處理污水通入厭氧區，通過(guò)厭氧區主要進(jìn)行活性污泥內碳源的合成及磷素釋放，在厭氧區HRT為1-2h；b、厭氧區出水進(jìn)入連接在厭氧區之后的碳轉移區；在碳轉移區對厭氧區混合液進(jìn)行強化泥水分離，分離所得上清液進(jìn)入連接在碳轉移區之后的好氧純膜MBBR區，分離所得污泥從碳轉移區底部的出口端排出，經(jīng)過(guò)連接有污泥超越泵的管路將其輸送到連接在好氧純膜MBBR區之后的好氧IFAS區進(jìn)水端的底部；所述的碳轉移區的HRT為0.4-0.6h，所述的碳轉移區，表面水力負荷≥5m3/m2/h，固體通量≥20kg/m2/h，碳轉移區出水SS≤50mg/L；c、好氧純膜MBBR區控制DO為4-6mg/L，通過(guò)懸浮載體上富集的硝化菌發(fā)生硝化反應，將氨氮轉化為硝酸鹽，好氧純膜MBBR區出水進(jìn)入好氧IFAS區，好氧IFAS區控制DO為2-4mg/L，好氧IFAS區出水進(jìn)入連接在其后的選擇區；所述的好氧純膜MBBR區通過(guò)投加懸浮級載體富集微生物，實(shí)現氨氮污染物的去除；所述的好氧IFAS區通過(guò)投加懸浮載體實(shí)現泥膜共存，進(jìn)一步實(shí)現對碳轉移區污泥超越所攜帶的氨氮進(jìn)行去除；所述的好氧純膜MBBR區按照設計硝化HRT的20％-30％設計，容積負荷≥0.2kgN/m3/d，可通過(guò)攔截篩網(wǎng)設置分級≥2級，好氧純膜MBBR區出水SS≤200mg/L；所述的好氧IFAS區按照設計硝化HRT的5-15％設計；所述的選擇區依據出水氨氮設置具體運行模式可作為硝化區/反硝化區，所述的選擇區按照設計硝化HRT的20％-30％設計；好氧純膜MBBR區和好氧IFAS區內所投加的懸浮載體的密度0.94-0.97g/cm3，空隙率>90％，懸浮載體有效比表面積≥620m2/m3，30％≤填充率＜67％；d、選擇區中關(guān)閉曝氣管路，開(kāi)啟攪拌裝置，出水進(jìn)入選擇區之后的缺氧區，在選擇區和缺氧區利用污泥儲存的內碳源發(fā)生內源反硝化及反硝化除磷，去除氮磷；所述的缺氧區按照設計反硝化HRT的70％-80％設計；e、缺氧區出水進(jìn)入連接在其后的二沉區，沉降后所得上清液外排，所得污泥部分回流至厭氧區底部，控制污泥回流比為50％-100％，剩余污泥進(jìn)行外排；若系統出水氨氮超過(guò)設計出水氨氮70％以上，則按照步驟f運行；f、選擇區的曝氣管路關(guān)閉，攪拌裝置開(kāi)啟，上調好氧純膜MBBR區DO至6-8mg/L；若系統出水氨氮降至設計出水氨氮50％以下，則按照步驟c繼續運行；若系統出水氨氮繼續超過(guò)設計出水氨氮的70％以上，則按照步驟g運行；g、開(kāi)啟選擇區曝氣管路、關(guān)閉攪拌裝置，控制DO為2-4mg/L；若系統出水氨氮降至設計出水氨氮50％以下，則按照步驟f運行；步驟b中，通過(guò)向碳轉移區投加磁粉的方式來(lái)實(shí)現對厭氧區混合液中的泥水強化分離。
2.根據權利要求1所述的一種基于BFM形式的高效AOA污水處理方法，其特征在于：步驟e、f、g中每次判別以5d均值為判斷周期，每次調整至少間隔3d。
3.根據權利要求1所述的一種基于BFM形式的高效AOA污水處理方法，其特征在于：步驟g中，當選擇區曝氣管路開(kāi)啟，攪拌裝置關(guān)閉時(shí)，控制系統污泥齡為40-50d，其余時(shí)間控制污泥齡為30-40d。
4.根據權利要求1所述的一種基于BFM形式的高效AOA污水處理方法，其特征在于：所述的好氧純膜MBBR區和好氧IFAS區的出水端均設置有攔截篩網(wǎng)。
5.根據權利要求1所述的一種基于BFM形式的高效AOA污水處理方法，其特征在于：在所述的好氧純膜MBBR區、好氧IFAS區、選擇區的底部安裝有曝氣管路，在所述的厭氧區、選擇區、缺氧區安裝有潛水攪拌器。
6.根據權利要求1所述的一種基于BFM形式的高效AOA污水處理方法，其特征在于：污泥由碳轉移區流向好氧IFAS區，將COD以活性污泥形式轉移至缺氧區，COD轉移率在70％以上。
7.一種基于BFM形式的高效AOA污水處理系統，其包括反應池，其特征在于：所述的反應池依次劃分為厭氧區、碳轉移區、好氧純膜MBBR區、好氧IFAS區、選擇區、缺氧區及二沉區；所述的碳轉移區的底部的出口端連接有污泥超越管路，所述的污泥超越管路的另一端連接在所述的好氧IFAS區的底部，通過(guò)所述的污泥超越管路將碳轉移區沉降所得污泥輸送至好氧IFAS區進(jìn)水端的底部；所述的二沉區的出口端設置有污泥回流管路，所述的污泥回流管路的另一端連接在所述的厭氧區，通過(guò)所述的污泥回流管路將二沉區所得部分污泥回流至厭氧區；所述的厭氧區用于對活性污泥內碳源的合成及磷素進(jìn)行釋放，所述的厭氧區的HRT為1-2h；所述的碳轉移區的HRT為0.4-0.6h，表面水力負荷≥5m3/m2/h，固體通量≥20kg/m2/h，碳轉移區的出水SS≤50mg/L；所述的好氧純膜MBBR區用于對氨氮污染物的去除，好氧純膜MBBR區按照設計硝化HRT的20-30％設計，容積負荷≥0.2kgN/m3/d，好氧純膜MBBR區的出水SS≤200mg/L；好氧IFAS區通過(guò)懸浮載體和活性污泥共存的方式對碳轉移區污泥超越所攜帶的氨氮污染物進(jìn)行去除，好氧IFAS區按照設計硝化HRT的5-15％設計；選擇區依據出水氨氮設置具體運行模式，所述的選擇區設置為硝化區/反硝化區，選擇區按照設計硝化HRT的20％-30％設計；缺氧區用于內源反硝化除磷實(shí)現氮磷的去除，缺氧區按照設計反硝化HRT的70％-80％設計；通過(guò)向碳轉移區投加磁粉的方式來(lái)實(shí)現對厭氧區混合液中的泥水強化分離。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種基于BFM形式的高效AOA污水處理方法，其對現有AOA污水處理工藝進(jìn)行重新設計，通過(guò)厭氧區實(shí)現內碳源的合成及聚磷的水解，通過(guò)碳轉移區實(shí)現厭氧區混合液的泥水分離，上清液進(jìn)入好氧純膜MBBR區，污泥超越進(jìn)入好氧IFAS區，好氧純膜MBBR區作為硝化主體，承擔50％-70％的硝化效果，其更高的處理負荷一方面起到節地效果，一方面也杜絕了活性污泥在好氧區的內碳源損失；缺氧區的設置主要為消除超越污泥所攜帶的氨氮；選擇區作為硝化/反硝化區，可進(jìn)一步突顯節地效果，本發(fā)明水處理方法的最小HRT可保證在10h以下。
為了實(shí)現上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
一種基于BFM形式的高效AOA污水處理方法，依次包括以下步驟：
a、將待處理污水通入厭氧區，通過(guò)厭氧區主要進(jìn)行活性污泥內碳源的合成及磷素釋放，在厭氧區HRT為1-2h；
b、厭氧區出水進(jìn)入連接在厭氧區之后的碳轉移區；在碳轉移區對厭氧區混合液的泥水進(jìn)行強化分離，分離所得上清液進(jìn)入連接在碳轉移區之后的好氧純膜MBBR區，分離所得污泥從碳轉移區底部的出口端排出，經(jīng)過(guò)連接有污泥超越泵的管路將其輸送到連接在好氧純膜MBBR區之后的好氧IFAS區進(jìn)水端的底部；
所述的碳轉移區的HRT為0.4-0.6h，所述的碳轉移區，表面水力負荷≥5m3/m2/h，固體通量≥20kg/m2/h，碳轉移區出水SS≤50mg/L；
c、好氧純膜MBBR區控制DO為4-6mg/L，通過(guò)懸浮載體上富集的硝化菌發(fā)生硝化反應，將氨氮轉化為硝酸鹽，好氧純膜MBBR區出水進(jìn)入好氧IFAS區，好氧IFAS區控制DO為2-4mg/L，好氧IFAS區出水進(jìn)入連接在其后的選擇區；
所述的好氧純膜MBBR區通過(guò)投加懸浮級載體富集微生物，實(shí)現氨氮等污染物的去除；
所述的好氧IFAS區通過(guò)投加懸浮載體實(shí)現泥膜共存，進(jìn)一步實(shí)現氨氮的去除；
所述的好氧純膜MBBR區按照設計硝化HRT的20％-30％設計，容積負荷≥0.2kgN/m3/d，好氧純膜MBBR區出水SS≤200mg/L；所述的好氧IFAS區按照設計硝化HRT的5-15％設計；所述的選擇區依據出水氨氮設置具體運行模式可作為硝化區/反硝化區，所述的選擇區按照設計硝化HRT的20％-30％設計；好氧純膜MBBR區和好氧IFAS區內的懸浮載體的密度0.94-0.97g/cm3，空隙率>90％，懸浮載體有效比表面積≥620m2/m3，30％≤填充率＜67％；
d、選擇區中關(guān)閉曝氣管路，開(kāi)啟攪拌裝置，出水進(jìn)入選擇區之后的缺氧區，在選擇區和缺氧區利用污泥儲存的內碳源發(fā)生內源反硝化及反硝化除磷，去除氮磷；
所述的缺氧區按照設計反硝化HRT的70％-80％設計；
e、缺氧區出水進(jìn)入連接在其后的二沉區，沉降后所得上清液外排，所得污泥部分回流至厭氧區底部，控制污泥回流比為50％-100％，剩余污泥進(jìn)行外排；
若系統出水氨氮超過(guò)設計出水氨氮70％以上，則按照步驟f運行；
f、選擇區的曝氣管路關(guān)閉，攪拌裝置開(kāi)啟，上調好氧純膜MBBR區DO至6-8mg/L；
若系統出水氨氮降至設計出水氨氮50％以下，則按照步驟c繼續運行；
若系統出水氨氮繼續超過(guò)設計出水氨氮的70％以上，則按照步驟g運行；
g、開(kāi)啟選擇區曝氣管路、關(guān)閉攪拌裝置，控制DO為2-4mg/L；
若系統出水氨氮降至設計出水氨氮50％以下，則按照步驟f運行。
上述技術(shù)方案直接帶來(lái)的有益技術(shù)效果為：
首先，上述的工藝基于BFM工藝，采用純膜MBBR耦合磁加載沉淀技術(shù)；
其次，通過(guò)碳轉移區可實(shí)現超快的泥水分離效果；
然后，硝化區主體采用純膜MBBR工藝，處理負荷較傳統活性污泥法提高100％，可極大的節省占地。選擇區在設計上同時(shí)作為硝化和反硝化，可進(jìn)一步降低缺氧區占地，且通過(guò)污泥齡的控制可以保證出水TN穩定達標；
最后，純膜MBBR區主要利用生物膜傳質(zhì)傳氧受生物膜厚度影響特性，當沖擊來(lái)臨時(shí)，通過(guò)提高溶解氧，增加傳質(zhì)傳氧深度，進(jìn)一步顯著(zhù)提高硝化負荷。
作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，步驟e、f、g中每次判別以5d均值為判斷周期，每次調整至少間隔3d。
作為本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案，當選擇區曝氣管路開(kāi)啟，攪拌裝置關(guān)閉時(shí)，控制系統污泥齡為40-50d，其余時(shí)間控制污泥齡為30-40d。
進(jìn)一步優(yōu)選，好氧純膜MBBR區和好氧IFAS區的出水端均設置有攔截篩網(wǎng)。
進(jìn)一步優(yōu)選，在所述的好氧純膜MBBR區、好氧IFAS區、選擇區的底部安裝有曝氣管路，在所述的厭氧區、選擇區、缺氧區安裝有潛水攪拌器。
優(yōu)選的，步驟b中，通過(guò)向碳轉移區投加磁粉的方式來(lái)實(shí)現對厭氧區混合液中的泥水強化分離。
優(yōu)選的，污泥由碳轉移區流向好氧IFAS區，將COD以活性污泥形式轉移至缺氧區，COD轉移率在70％以上。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于BFM形式的高效AOA污水處理系統，其包括反應池，其特征在于：所述的反應池依次劃分為厭氧區、碳轉移區、好氧純膜MBBR區、好氧IFAS區、選擇區、缺氧區及二沉區；
所述的碳轉移區的底部的出口端連接有污泥超越管路，所述的污泥超越管路的另一端連接在所述的好氧IFAS區的底部，通過(guò)所述的污泥超越管路將碳轉移區沉降所得污泥輸送至好氧IFAS區的底部；
所述的二沉區的出口端設置有污泥回流管路，所述的污泥回流管路的另一端連接在所述的厭氧區，通過(guò)所述的污泥回流管路將二沉區所得部分污泥回流至厭氧區；
所述的厭氧區用于對活性污泥內碳源的合成及磷素進(jìn)行釋放，所述的厭氧區的HRT為1-2h；
所述的碳轉移區的HRT為0.4-0.6h，表面水力負荷≥5m3/m2/h，固體通量≥20kg/m2/h，碳轉移區的出水SS≤50mg/L；
所述的好氧純膜MBBR區用于對氨氮污染物的去除，好氧純膜MBBR區按照設計硝化HRT的20-30％設計，容積負荷≥0.2kgN/m3/d，好氧純膜MBBR區的出水SS≤200mg/L；
好氧IFAS區通過(guò)懸浮載體和泥膜共存的方式對氨氮污染物進(jìn)行去除，好氧IFAS區按照設計硝化HRT的5-15％設計；
選擇區依據出水氨氮設置具體運行模式，所述的選擇區設置為硝化區/反硝化區，選擇區按照設計硝化HRT的20％-30％設計；
缺氧區用于內源反硝化除磷實(shí)現氮磷的去除，缺氧區按照設計反硝化HRT的70％-80％設計。
與現有技術(shù)相比，本發(fā)明帶來(lái)了以下有益技術(shù)效果：
1)硝化效果優(yōu)，首先，針對活性污泥系統硝化效率低的問(wèn)題，采用純膜MBBR工藝，利用懸浮載體生物膜對于硝化菌的高效富集作用，提高系統硝化效率及抗沖擊性，硝化效果較普通活性污泥法可提高100％；其次，通過(guò)碳轉移區的設置，以其高效的泥水分離效果，保證了純膜MBRB的運行狀態(tài)，可以實(shí)現高效穩定的硝化效果；最后，得益于碳轉移區良好的泥水分離效果，降低了污泥超越比，保證了純膜MBBR工藝的硝化主體地位。而針對污泥超越所攜帶的氨氮，通過(guò)好氧IFAS區的設置則可保證出水氨氮的穩定達標，一方面系統氨氮去除率可>95％，通過(guò)優(yōu)化調整可實(shí)現出水氨氮提高DO可實(shí)現處理負荷的增加，而當進(jìn)水沖擊過(guò)強時(shí)，可通過(guò)選擇區的調整進(jìn)一步擴大好氧池容，保證出水穩定達標；
5)占地省，好氧區主體采用純膜MBBR工藝，負荷更高，設計HRT僅為常規活性污泥法所需硝化HRT的一半，選擇區在設計時(shí)同時(shí)作為好氧和缺氧區，從而進(jìn)一步節省占地。選擇區平時(shí)作為缺氧區，當基質(zhì)過(guò)高時(shí)選擇區改為好氧區，發(fā)揮硝化效果，缺氧區池容不足則提高污泥齡予以補足。整體來(lái)看，系統HRT可較傳統活性污泥法降低35％以上，最小HRT可保證在10h以下。
（發(fā)明人：吳迪;周家中;顧瑞環(huán);杜強強;韓文杰;高偉楠;楊忠啟;紀庚好;周浩然）
