[发明专利]一种不排泥除磷膜生物反应器工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜生物反应器工艺，尤其是涉及一种可在不排泥情况下除磷的膜生物反应器工艺。

背景技术

目前典型的除磷工艺有兼氧与好氧组合的生化处理工艺，活性污泥中的聚磷微生物通过在好氧条件下过量吸收污水中的磷，并通过污泥回流在厌氧或兼氧条件下将吸收的磷释放。其机理即是应用了微生物好氧吸磷，通过排放部分污泥实现磷从污水处理系统的去除。因此排泥除磷成为目前污水处理磷去除的主要技术，该种方法在实际工程应用中主要存在下述问题：一、污泥排放量大，剩余污泥处置难度大；

排泥除磷方式要求系统不断的排放剩余污泥，实现磷从反应器系统中的去除，避免出现磷的富集情况。为保持较好的排泥效果，现有城市污水处理厂污泥排放量为污水处理量的2％，带来的剩余污泥处置问题成为目前各大污水处理厂面临的难题。二、构筑物分置，占地大；

传统生物除磷污水处理工艺为实现磷在兼氧条件系磷的释放，防止磷在污泥中的积累，需要采用兼氧+好氧的组合处理模式，构筑物分置，占地大，运行管理复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种不排泥除磷的新型膜生物反应器工艺，克服现有常规生化处理工艺及膜生物反应器工艺通过排泥除磷存在的污泥处置难度大、占地大的缺陷。

本发明通过以下工艺步骤实现的：通过将曝气量集中分布于膜区下方，在膜区局部形成溶解氧大于2mg/L的好氧区，其它区域溶解氧小于1mg/L，并通过形成循环流场形态，形成好氧-兼氧-厌氧的交替分布流场形态，实现好氧吸磷-厌氧释磷的生化反应环境；通过维持系统污泥浓度为15000～25000mg/L，提高了污泥的自身消化速率，促进了活性污泥生菌种消化死亡释磷；磷在厌氧区被微生物释放出来后，在系统中的磷化氢还原菌的作用下，转化为磷化氢释放，并经曝气系统吹脱进入大气。

本发明通过对曝气系统布设进行优化，将曝气强度几种分布在膜组件下部，形成膜区局部为好氧区，为微生物好氧吸磷提供了生化反应条件；污水从膜区经循环流场形态上升至膜区上部，由于溶解氧在膜区中下部被微生物快速利用，在膜区上部及膜组件外部基本形成兼氧区，微生物在兼氧区释放磷；通过微滤膜的截留作用，实现了磷化氢还原菌在系统的富集生长，为磷的气化去除提供了条件，通过构造适合磷的气化去除生化反应环境，实现了磷的新的去除方式，避免了传统的排泥除磷的传统工艺路线。

具体实施方式

本发明通过以下工艺步骤实现的：通过将曝气量集中分布于膜区下方，在膜区局部形成溶解氧大于2mg/L的好氧区，为微生物好氧吸磷提供了生化反应条件；其它区域溶解氧小于1mg/L，并通过形成循环流场形态，形成好氧-兼氧-厌氧的交替分布流场形态，实现好氧吸磷-厌氧释磷的生化反应环境；污水从膜区经循环流场形态上升至膜区上部，由于溶解氧在膜区中下部被微生物快速利用，在膜区上部及膜组件外部基本形成兼氧区，微生物在兼氧区释放磷；通过维持系统污泥浓度为15000～25000mg/L，提高了污泥的自身消化速率，促进了活性污泥生菌种消化死亡释磷；磷在厌氧区被微生物释放出来后，在系统中的磷化氢还原菌的作用下，转化为磷化氢释放，并经曝气系统吹脱进入大气。

本发明通过微滤膜的截留作用，实现了磷化氢还原菌在系统的富集生长，为磷的气化去除提供了条件，形成如下的连续式生化反应：

磷的吸收：

ADP+H₃PO₄+能量→ATP+H₂O    (好氧环境)

磷的释放：

ATP+H₂O→ADP+H₃PO₄+能量    (厌氧环境)

磷的气化转化：

H₃PO₄+磷酸盐还原菌→磷化氢    (厌氧环境)

通过构造适合磷的气化去除生化反应环境，实现了磷的新的去除方式，避免了传统的排泥除磷的传统工艺路线。