[发明专利]一体化序批式膜生物反应器

说明书

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，涉及污水处理及中水回用技术，特别涉及膜生物反应器工艺脱氮除磷功能实现的方法。

背景技术

我国是世界上13个贫水国之一，为节约宝贵的水资源，中水回用是有效途径之一。国内外的研究证明将膜过滤和生物降解有机结合的膜生物反应器工艺是一种高效、实用的污水处理和中水回用技术，但是膜生物反应器脱氮除磷能力不足，无法满足日益严格的水质要求。

氮磷含量高的再生污水回用于工业冷却水、工业生产用水或市政杂用水时将造成以下主要危害：使受纳水体富营养化；导致输水管道、用水设备繁殖生物垢，从而造成堵塞或影响效率；增加消毒剂用量，提高制水成本的同时，降低水质的安全性。在《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中对城镇污水二级处理厂出水水质提出了磷酸盐≤0.5mg/L，氨氮≤15mg/L的严格要求。

传统的A²/O法同步脱氮除磷工艺需要厌氧池、缺氧池、好氧池及二沉池四个池体，好氧池出水需要由回流泵作为部分循环回到缺氧池，实现硝化液脱氮；二沉池含磷污泥需要由污泥泵作为部分循环回到厌氧池，实现聚磷菌充分放磷。此工艺流程复杂、能耗高、不易操作和控制，而且该工艺出水是二沉池的上清液，出水水质差，不能作为中水实现会用。

发明内容

本发明的目的是提供一种使膜生物反应器具有脱氮除磷功能的方法，用该方法设计及建造膜生物反应器，将使其在保持原有优势的基础上，对氮磷污染物质能够充分有效地去除，而且操作简单、易于实现。

实现本发明所述使膜生物反应器具有脱氮除磷功能方法的技术方案是：

在膜生物反应器中增设搅拌机，利用液位控制器和时间继电器控制搅拌机、鼓风机、进水提升泵和出水抽吸泵四个设备的开停方式和运行时间，在同一个反应池中实现好氧、缺氧、厌氧三种环境。鼓风机曝气期间，由倒伞形中气泡曝气器产生气泡，在充分扰动膜丝、减缓膜污染的同时，向反应池中活性污泥提供充足的氧，使其处于好氧状态，从而异养菌降解有机污染物质，硝化细菌将氨氮氧化为硝酸盐，聚磷菌对磷进行过量吸收。鼓风机停止曝气时，抽吸泵停止，搅拌机开动，保证活性污泥处于悬浮状态，反应池内泥水混合均匀。同时提升泵以大流量进水，在尽量短的时间内，使反应池水位恢复至最高水位，由液位控制器控制提升泵停止。即提升泵的开泵由时间继电器控制，而停止是由液位控制器控制。在停止曝气后短时间内大量进水为反硝化提供了充足的电子供体。无须外加碳源；而且避免了反硝化军和聚磷菌对有机物的竞争，保证了良好的除磷效果；大量有机碳的进入，可使溶解氧迅速降低，保证反应池中足够的缺氧、厌氧时间。缺氧阶段反硝化菌以废水中含碳有机物为碳源使硝酸盐转化为氮气逸出，实现彻底的脱氮。硝酸盐浓度逐渐降低，进入厌氧阶段，聚磷菌充分放磷。在停止曝气后，由反硝化菌和聚磷菌作用，有机物也会得到进一步的去除。厌氧状态结束后，通过时间继电器控制，鼓风机开启，使反应池中活性污泥重新进入好氧状态。

反应池含磷剩余污泥由气体泵定期排至污泥浓缩池，使其浓缩、减容，上清液返回调节池进行再处理。鼓风机曝气阶段，只需打开支路上的阀门，污泥就可以实现气提，不另外消耗电能。

本发明的效果和益处是脱氮除磷功能强、流程简单、操作方便、能耗低，可用于处理高氮磷含量污水，对中水回用工程尤为适用。

附图说明

附图是一体化序批式膜生物反应器工艺流程示意图。

图1中：（1）鼓风机；（2）提升泵；（3）搅拌机；（4）抽吸泵；（5）膜组件；（6）倒伞形中气泡曝气器；（7）气体泵；（8）阀门；（9）反应池；（10）调节池；（11）污泥浓缩池。

具体实施方式

下面结合附图，详细说明本发明方法及装置的最佳实施例。

实施例

生活污水中C/N比通常在10:1以上，此时设定时间继电器每一小时进行切换，若进水C/N低于10:1，则延长循环周期。

鼓风机（1）与抽吸泵（4）同时启动，此阶段只出水，不进水，反应池（9）水位下降，此为好氧阶段。一小时后，由时间继电器控制，鼓风机（1）与抽吸泵（4）停止运行，与此同时，提升泵（2）和搅拌机（3）同步启动。提升泵（2）以大流量进水，在尽量短的时间内，是反应池（9）水位恢复到最高水位，提升泵（2）的停止由液位控制器控制，此为缺氧和厌氧阶段。两小时后，搅拌机（3）由时间继电器控制停止，同时鼓风机（1）与抽吸泵（4）再开启，完成一个循环周期。鼓风机曝气时，定期打开阀门（8），含磷剩余污泥由气体泵（7）排至污泥浓缩池（11），污泥在池底浓缩，上清液返回调节池（10）再处理。本发明自控系统简单，易于实现，可使膜生物反应器具有极佳的脱氮除磷能力。