公布日：2023.12.08
申請日：2023.10.09
分類(lèi)號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N
摘要
本發(fā)明公布了一種基于MABR的污水處理工藝，包括一體化集成在混凝土箱中的污水收集池、厭氧池、MABR反應池、二沉池和中間水池，二沉池的底部連接污泥濃縮池和污泥存儲池，MABR反應池內布置有MABR模塊，MABR模塊包括曝氣膜和微生物膜，微生物膜沿背離曝氣膜的方向依次為好氧硝化層、過(guò)渡層兼氧和厭氧反硝化層，本發(fā)明的有益效果是，采用中空纖維膜作為曝氣膜，比表面積較大，有利于生物量的積累，微生物附著(zhù)生長(cháng)在膜的表面，不會(huì )被曝氣沖刷；氧氣和污染物進(jìn)入生物膜的方向相反，微生物膜獨特的氧化還原分層結構，可以同時(shí)進(jìn)行硝化和反硝化反應，可在低碳氧比的情況下實(shí)現總氮的高效去除；在曝氣的過(guò)程中，沒(méi)有氣泡的產(chǎn)生，可以提高溶氧效率，降低能耗。
權利要求書(shū)
1.一種基于MABR的污水處理工藝，其特征在于，包括一體化集成在混凝土箱中的污水收集池、厭氧池、MABR反應池、二沉池和中間水池，所述二沉池的底部連接污泥濃縮池和污泥存儲池，所述MABR反應池內布置有MABR模塊，污水經(jīng)管網(wǎng)收集進(jìn)入污水收集池，通過(guò)污水提升泵提升污水，并經(jīng)過(guò)細格柵的過(guò)濾攔截大塊懸浮物后依次進(jìn)入厭氧池、MABR反應池和二沉池處理，通過(guò)MABR模塊對污水進(jìn)行處理，污水在二沉池進(jìn)行泥水分離，二沉池的上部清液自留至中間水池，并依次經(jīng)過(guò)砂濾和消毒后排放，二沉池的底部污泥經(jīng)過(guò)污泥泵輸送到污泥濃縮池中或回流到厭氧池中，污泥濃縮池的上層清液回流到污水收集池，濃縮后的污泥進(jìn)入污泥存儲池后定期清運。
2.根據權利要求1所述的一種基于MABR的污水處理工藝，其特征在于，所述MABR模塊包括曝氣膜和微生物膜，通過(guò)中空纖維曝氣膜作為微生物附著(zhù)載體，MABR模塊安裝在鋼架中形成膜箱，膜箱放置在MABR反應池中，通過(guò)風(fēng)機向中空纖維曝氣膜中輸入空氣。
3.根據權利要求2所述的一種基于MABR的污水處理工藝，其特征在于，所述微生物膜沿背離曝氣膜的方向依次為好氧硝化層、過(guò)渡層兼氧和厭氧反硝化層。
4.根據權利要求3所述的一種基于MABR的污水處理工藝，其特征在于，所述生物膜由微生物以及胞外多聚物組成，包括細菌、真菌、藻類(lèi)、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物。
5.根據權利要求4所述的一種基于MABR的污水處理工藝，其特征在于，所述曝氣膜的曝氣過(guò)程以曝氣膜兩側的氧氣溶解濃度差作為推動(dòng)力，利用氧氣在曝氣膜中的溶解和擴散作用，使氧氣以單分子形式向水中擴散，供氧的速率由以下公式計算：
其中，
為氧氣傳遞速率；KL為擴散系數，m/s；A為曝氣膜的比表面積；Cs為氣液界面的氧氣溶解濃度；C為液相中氧氣的實(shí)際溶解濃度。
6.根據權利要求5所述的一種基于MABR的污水處理工藝，其特征在于，所述MABR模塊工作時(shí)，風(fēng)機將空氣抽取到中空曝氣膜中，在曝氣膜兩側的氧氣溶解濃度差的推動(dòng)下，氧氣經(jīng)微生物膜擴撒到污水中，污水中的污染物在濃差驅動(dòng)和微生物吸附的作用下進(jìn)入生物膜，并經(jīng)過(guò)生物代謝和增殖被微生物利用，使污水中的污染物同化為微生物菌體固定在生物膜上或分解成無(wú)機代謝產(chǎn)物。
7.根據權利要求6所述的一種基于MABR的污水處理工藝，其特征在于，所述生物膜工作時(shí)，緊靠曝氣膜的位置氧氣濃度最大，為好氧硝化層，分布亞硝化菌和硝化菌，硝化速率最大；中間為過(guò)渡兼氧層，此層臨近水流主體，有機物濃度較高，同時(shí)最外層的厭氧菌代謝也會(huì )發(fā)生低分子有機物，形成較高的C/N比，有利于獲得高反硝化速率，節省外加碳源的投加；最外層的厭氧硝化層有利于控制生物膜厚度，可減少污泥產(chǎn)量；由于MABR膜絲上的生物膜逐層形成好氧硝化層、過(guò)渡兼氧層和厭氧反硝化層等功能區，為硝化反硝化提供了反應機理，無(wú)需內回流。
發(fā)明內容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于MABR的污水處理工藝，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現的。
一種基于MABR的污水處理工藝，包括一體化集成在混凝土箱中的污水收集池、厭氧池、MABR反應池、二沉池和中間水池，所述二沉池的底部連接污泥濃縮池和污泥存儲池，所述MABR反應池內布置有MABR模塊，污水經(jīng)管網(wǎng)收集進(jìn)入污水收集池，通過(guò)污水提升泵提升污水，并經(jīng)過(guò)細格柵的過(guò)濾攔截大塊懸浮物后依次進(jìn)入厭氧池、MABR反應池和二沉池處理，通過(guò)MABR模塊對污水進(jìn)行處理，污水在二沉池進(jìn)行泥水分離，二沉池的上部清液自留至中間水池，并依次經(jīng)過(guò)砂濾和消毒后排放，二沉池的底部污泥經(jīng)過(guò)污泥泵輸送到污泥濃縮池中或回流到厭氧池中，污泥濃縮池的上層清液回流到污水收集池，濃縮后的污泥進(jìn)入污泥存儲池后定期清運。
優(yōu)選的，所述MABR模塊包括曝氣膜和微生物膜，通過(guò)中空纖維曝氣膜作為微生物附著(zhù)載體，MABR模塊安裝在鋼架中形成膜箱，膜箱放置在MABR反應池中，通過(guò)風(fēng)機向中空纖維曝氣膜中輸入空氣。
優(yōu)選的，所述微生物膜沿背離曝氣膜的方向依次為好氧硝化層、過(guò)渡層兼氧和厭氧反硝化層。
優(yōu)選的，所述生物膜由微生物以及胞外多聚物組成，包括細菌、真菌、藻類(lèi)、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物。
優(yōu)選的，所述曝氣膜的曝氣過(guò)程以曝氣膜兩側的氧氣溶解濃度差作為推動(dòng)力，利用氧氣在曝氣膜中的溶解和擴散作用，使氧氣以單分子形式向水中擴散，供氧的速率由以下公式計算：
其中，
為氧氣傳遞速率；KL為擴散系數，m/s；A為曝氣膜的比表面積；Cs為氣液界面的氧氣溶解濃度；C為液相中氧氣的實(shí)際溶解濃度。
優(yōu)選的，所述MABR模塊工作時(shí)，風(fēng)機將空氣抽取到中空曝氣膜中，在曝氣膜兩側的氧氣溶解濃度差的推動(dòng)下，氧氣經(jīng)微生物膜擴撒到污水中，污水中的污染物在濃差驅動(dòng)和微生物吸附的作用下進(jìn)入生物膜，并經(jīng)過(guò)生物代謝和增殖被微生物利用，使污水中的污染物同化為微生物菌體固定在生物膜上或分解成無(wú)機代謝產(chǎn)物。
優(yōu)選的，所述生物膜工作時(shí)，緊靠曝氣膜的位置氧氣濃度最大，為好氧硝化層，分布亞硝化菌和硝化菌，硝化速率最大；中間為過(guò)渡兼氧層，此層臨近水流主體，有機物濃度較高，同時(shí)最外層的厭氧菌代謝也會(huì )發(fā)生低分子有機物，形成較高的C/N比，有利于獲得高反硝化速率，節省外加碳源的投加；最外層的厭氧硝化層有利于控制生物膜厚度，可減少污泥產(chǎn)量；由于MABR膜絲上的生物膜逐層形成好氧硝化層、過(guò)渡兼氧層和厭氧反硝化層等功能區，為硝化反硝化提供了反應機理，無(wú)需內回流。
本發(fā)明的有益效果是，采用中空纖維膜作為曝氣膜，比表面積較大，有利于生物量的積累，微生物附著(zhù)生長(cháng)在膜的表面，不會(huì )被曝氣沖刷；氧氣和污染物進(jìn)入生物膜的方向相反，微生物膜獨特的氧化還原分層結構，可以同時(shí)進(jìn)行硝化和反硝化反應，可在低碳氧比的情況下實(shí)現總氮的高效去除；在曝氣的過(guò)程中，沒(méi)有氣泡的產(chǎn)生，可以提高溶氧效率，降低能耗。
（發(fā)明人：王碧云;孫艾林;許雪煌）
