[发明专利]一种用分置式FBR生物反应器处理城镇污水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种城镇污水处理方法，尤其涉及一种用分置式FBR生物反应器处理城镇污水的方法。 

背景技术

随着目前我国水环境形势日益严峻，城镇污水处理面临标准逐步提高的局面。全国城镇污水处理厂已全面开始执行《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918－2002）》中规定的一级A标准。越来越严格的COD_Cr、氨氮、总氮、总磷排放标准，但现实中缺少处理效果好的环保实用技术；2012年7月1日起执行的北京市市政污水排放标准对新建污水处理厂的总氮排放要求控制在10 mg/l以下，出水水质要求更加严格；然而面对现实中突出的矛盾，目前国内外能采用的传统技术只有延时曝气的氧化沟、SBR、A²/O、曝气生物滤池等工艺，其出水指标很难达到这么严格的标准要求。MBR（膜生物反应器）虽然能达到要求，但其成本高，代价大，并不适合大规模应用。 

 　　要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918－2002）》中规定的一级A标准，甚至更加严格的标准，其难点是总氮的脱除。传统的生物脱氮工艺经改进和优化后在目前脱氮工艺中占有较大比重，包括A/O工艺(厌氧—好氧法)、A²/O工艺(厌氧－缺氧－好氧法)、SBR工艺(序批式反应器)、曝气生物滤池、MBR（膜生物反应器）等工艺，其脱氮理论基础都是好氧段进行硝化反应，厌氧段进行反硝化反应，脱氮基于厌氧反硝化的基理；总体工艺上都包含厌氧－缺氧－好氧方式进行设计，因此，普遍存在如下问题： 

1）在好氧条件下，自养硝化菌增殖速度缓慢，对溶解氧和有机物的竞争能力远不如脱碳好氧异养菌强，导致异养菌大量消耗碳源，使后续的反硝化缺少碳源，影响脱氮效果；

2）在厌氧条件下，反硝化需要有机物作为电子供体，而反硝化菌的生长能力和对有机物的竞争能力不如脱碳异养菌强，异养菌大量消耗碳源，使反硝化缺少碳源，影响脱氮效果，特别是在冬季，反硝化段一般均需要外加资源，增加了成本； 

3）硝化过程一般要求DO：2－4mg/l，而反硝化过程要求在厌氧情况下反应，一般要求DO＜0.5mg/l。好氧硝化与厌氧反硝化对DO的质量浓度要求不同，使DO过程控制成为重要因素，在工程上控制难度较大，因此传统生物脱氮工艺中硝化和反硝化两个过程为各自独立的单元，在时间上和空间上难以统一，增加了流程和控制难度；

4）为维持较高生物浓度及获得较好的脱氮效果，必须同时进行大量的污泥回流和硝化混合液回流，增加了动力消耗和运行费用；而且从污泥回流和硝化混合液回流中将溶解氧带到缺氧池中，导致难以维持缺氧池中低DO来满足反硝化的需要。

5）实际污水水质很大一部分是低C/N，污水本身碳源就不足，因此脱氮效率受到影响。 

基于以上原因，传统生物脱氮效率受到限制，不能达到很好的脱氮效果。 

近年来发展迅速的膜生物反应器（MBR）是一种将膜技术与传统活性污泥技术有机结合形成的污水处理系统。具有脱氮功能的MBR由一组好氧硝化池和一组前置缺氧反硝化池组成，一体式膜组件直接浸没在好氧池内，通过抽吸泵抽吸得到出水滤液。前置生物反应池作为缺氧池, 达到反硝化的目的。 

一般来说改进后的MBR总体工艺上增加了一个厌氧池，目的是为了达到更好的反硝化，具体为：经过预处理的污水先进入厌氧池，并从缺氧池中将低溶氧的硝化混合液回流至厌氧池，进行反硝化，部分缺氧池中的污水进入膜池中进行好氧硝化，通过好氧硝化将氨氮转化为硝态氮，再将膜池里的污泥和硝化混合液回流到缺氧池中进行溶解氧的控制，在缺氧状态下再回流至厌氧池以原水中有机物为电子供体，将回流的硝态氮进行反硝化，转化成N₂溢出水体，实现污水脱氮的目的。 

膜生物反应器（MBR）在脱氮原理上与传统生物脱氮机理相同，所不同的是生物反应器中的生物浓度比A²/O等传统工艺更高，达到6－12 g/l，其技术难点也是存在DO的控制和碳源的利用问题上；在工艺上存在膜容易堵、容易断、膜通量小、投资高、能耗高、运行成本高的缺点。