[发明专利]一种基于膜生物反应器的磷富集方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于膜生物反应器的磷富集方法和系统，在膜生物反应器中培养聚磷菌；膜生物反应器在好氧和厌氧条件下交替运行，在好氧条件下聚磷菌吸收进水中的磷，在厌氧条件下聚磷菌释放磷酸盐至富集池中进而富集磷。本发明可直接用于富集生活污水及工业废水中的磷，达到结晶法回收磷的磷浓度标准，膜组件的存在可减少污泥的流出，同时截留聚磷菌，完全保留在膜生物反应器内，使吸/释磷顺利进行，同时好氧/厌氧交替运行操作下可极大地减少膜的污染，延长膜的使用寿命。

技术领域

本发明属于污水处理领域，特别涉及了一种磷富集方法和系统。

背景技术

磷具有污染性、稀缺性，截至2019年世界磷矿石总储量约500亿吨，而经济储量不足180亿吨，按目前的开采速度，全球磷矿资源的可用年限不足70年。而且，城市污水厂中回收的磷能够满足15-20% 磷需求。污水处理厂的磷将成为磷资源的重要场所。

目前，现存的回收磷工艺中，强化生物除磷系统是基于悬浮式活性污泥法，通过测流磷工艺从剩余污泥中回收磷，从剩余污泥中回收磷主要有三种方法：生物处理法、湿化学法、热学法，三种方法都是能量密集型（加热）或化学密集型（用强酸/碱处理）。此外，这三种方法需采用厌氧消化池和焚烧炉等设施。而采用膜生物反应器可以达到泥水分离的目的，可极大地减少污泥的排放。同时该技术具有高微生物浓度，可极大发挥微生物的除磷作用。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种基于膜生物反应器的磷富集方法和系统。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种基于膜生物反应器的磷富集方法，在膜生物反应器中培养聚磷菌；膜生物反应器在好氧和厌氧条件下交替运行，在好氧条件下聚磷菌吸收进水中的磷，在厌氧条件下聚磷菌释放磷酸盐至富集池中进而富集磷。

进一步地，在好氧条件下，进水为含磷废水；在厌氧条件下，进水为富集池中的富磷浓液。

进一步地，在好氧条件下，含磷废水泵入膜生物反应器中，经过聚磷菌的磷吸收过程，经膜生物反应器中的膜组件泥水分离后，废水达标排放；在厌氧条件下，富集池中的富磷浓液泵入膜生物反应器中，经过聚磷菌的磷释放过程，富磷浓液的浓度升高，经膜生物反应器中的膜组件泥水分离后，富磷浓液回流至富集池。

进一步地，在厌氧条件下，加入降解碳源供聚磷菌吸收并转化为PHA，PHA为好氧条件下聚磷菌吸收磷提供能量。

进一步地，当富集池的磷浓度大于50mg/L时，采用结晶法回收富集液中的磷。

进一步地，采用来源于污水处理厂氧化沟的活性污泥来培养聚磷菌。

进一步地，当膜生物反应器的跨膜压差达到30kpa时，进行膜组件的物理化学清洗。

一种基于膜生物反应器的磷富集系统，包括膜生物反应器、进水装置、磷富集装置和控制系统；所述控制系统分别与膜生物反应器、进水装置和磷富集装置电性连接；所述膜生物反应器中培养聚磷菌，膜生物反应器在控制系统的控制下进行好氧和厌氧条件的交替运行；所述进水装置在好氧条件下向膜生物反应器泵入含磷废水，在厌氧条件下向膜生物反应器泵入富集池中的富磷浓液；所述磷富集装置用于监测富集池中的磷浓度并在磷浓度达到阈值后回收磷。

进一步地，设置至少两组相互并联的膜生物反应器。

进一步地，所述膜生物反应器中的膜组件为U型中空纤维膜组件或平板膜。

采用上述技术方案带来的有益效果：