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強化AOMBR工藝污泥原位減量方法

發布時間:2019-7-9 14:33:11  中國污水處理工程網

  申請日2019.03.18

  公開(公告)日2019.06.18

  IPC分類號C02F3/30

  摘要

  本發明屬于污水處理技術領域,公開了一種強化AOMBR工藝污泥原位減量的方法及裝置,包括如下步驟:污水從進水口中進入缺氧池,通過機械攪拌使污水與污泥充分混勻,混合液由缺氧池底部進入好氧池上部,通過曝氣裝置與潛水泵使溶液充分混合均勻并控制其溶解氧,溶液由好氧池底部進入高氧膜池上部,通過曝氣裝置控制其溶解氧,溶液通過出水泵與MBR膜組件出水,高氧膜池中一部分混合液經硝化液回流泵與泵管回流至缺氧池,另一部分混合液經污泥回流泵與泵管側流至厭氧反應器,通過機械攪拌使污泥處于懸浮狀態,與填料充分接觸,從溢流管通過連接管流入缺氧池內。本發明工藝方法能提高污染物去除效果和降低剩余污泥產率,同時還能夠提高系統營養物質的去除效果。

  權利要求書

  1.一種強化AOMBR工藝污泥原位減量的裝置,包括缺氧池(2)、好氧池(3)、高氧膜池(4)、厭氧反應器(8),其特征在于所述缺氧池(2)內設置機械攪拌器(12),所述缺氧池(2)一端設有進水口(1),所述缺氧池(2)另一端連接好氧池(3),所述好氧池(3)底部設置曝氣裝置(13),所述好氧池(3)的另一端連接高氧膜池(4),所述高氧膜池(4)內設置曝氣裝置(13)和MBR膜組件(5),所述MBR膜組件(5)通過管道連接出水口,所述管道上設有出水泵(11);所述高氧膜池(4)通過硝化回流管道(6)連接所述缺氧池(2);所述高氧膜池(4)通過污泥回流管道(7)連接厭氧反應器(8),所述厭氧反應器(8)中填充填料(9)。

  2.根據權利要求1所述的強化AOMBR工藝污泥原位減量的裝置,其特征在于:所述缺氧池(2)未連接好氧池(3)的一端設有進水口(1)。

  3.根據權利要求1所述的強化AOMBR工藝污泥原位減量的裝置,其特征在于:所述缺氧池(2)與好氧池(3)之間設有隔流擋板(14),所述好氧池(3)與高氧膜池(4)之間也設有隔流擋板(14)。

  4.根據權利要求1所述的強化AOMBR工藝污泥原位減量的裝置,其特征在于:所述硝化回流管道(6)、污泥回流管道(7)均設有回流泵(10)。

  5.根據權利要求1所述的強化AOMBR工藝污泥原位減量的裝置,其特征在于:所述高氧膜池(4)容積為4.7L,水力停留時間為2.30h。

  6.根據權利要求1所述的強化AOMBR工藝污泥原位減量的裝置,其特征在于:所述填料(9)為火山巖生物活性多孔流離填料。

  7.根據權利要求6所述的強化AOMBR工藝污泥原位減量的裝置,其特征在于:所述火山巖生物多孔流離填料粒徑2-4cm,孔徑1-5mm,采用筒狀隔網沿厭氧反應器壁均勻環狀布設,與厭氧反應器(8)具有相同圓心。

  8.一種權利要求1所述的強化AOMBR工藝污泥原位減量的方法,其特征在于:包括如下步驟:原污水從進水口中進入缺氧池,通過機械攪拌使污水與污泥充分混勻,混合液由缺氧池底部進入好氧池上部,通過曝氣裝置與潛水泵使溶液充分混合均勻并控制其溶解氧,溶液由好氧池底部進入高氧膜池上部,通過曝氣裝置控制其溶解氧,溶液通過出水泵與MBR膜組件出水,高氧膜池中一部分混合液經硝化液回流泵與泵管回流至缺氧池,另一部分混合液經污泥回流泵與泵管側流至厭氧反應器,通過機械攪拌使污泥處于懸浮狀態,與火山巖生物活性多孔流離填料充分接觸,經火山巖生物活性多孔流離填料中的多種微生物作用后的混合液通過重力溢流的方式從溢流管通過連接管流入缺氧池內。

  9.根據權利要求8所述的強化AOMBR工藝污泥原位減量的方法,其特征在于:所述缺氧池溶解氧為0.1-0.5mg/L,好氧池溶解氧為2.5-3.5mg/L;厭氧反應器溶解氧低于0.1mg/L,高氧膜池溶解氧控制為6-8mg/L。

  說明書

  一種強化AOMBR工藝污泥原位減量的方法及裝置

  技術領域

  本發明屬于污水處理技術領域,涉及污泥減量技術,具體涉及一種強化AOMBR工藝污泥原位減量的方法及裝置。

  背景技術

  活性污泥法是目前我國應用最廣泛的污水處理方法,活性污泥工藝運行過程中會產生大量的剩余污泥,剩余污泥不僅處理處置費用高昂,而且大量剩余污泥的存在極易于對生態環境造成嚴重的二次污染。隨著污水處理率的不斷提高,其產生的大量剩余污泥的有效處置也成為一個非常棘手的問題。目前,剩余污泥在濃縮、脫水和穩定后,大約90%以上的污泥都以土地利用、衛生填埋、焚燒作為最終處理。但由于經濟、環境和法規等因素,剩余污泥的處理和處置已成為污水處理環境領域的一大難題。

  污泥處理應當遵循減量化為主,資源化和末端處置為輔,這已經成為解決城市污泥問題的主流。剩余污泥原位減量化是在污水處理過程中減少污泥產生,與剩余污泥的后續處理相比,污泥原位減量可以從根本上減少剩余污泥的產率。剩余污泥原位減量技術根據污泥原位減量在污水處理工藝中的作用位置可分為:主體污泥原位減量工藝以及旁路污泥原位減量工藝。相關研究表明,厭氧側流污泥原位減量工藝(ASSR)工藝較好的實現污泥減量率,與主體處理工藝相比,貯泥池必須維持相對較長的污泥(水力)停留時間,但會造成貯泥池池容較大,運行能耗以及基建費用過高,削弱了其在實際工程中的應用優勢。盡管可以通過耦合其它旁路污泥減量方法(如超聲、臭氧處理)縮短ASSR工藝貯泥池污泥停留時間,但將會造成能耗以運行成本的提高。所以針對ASSR污泥原位減量工藝,如何在保證較高污泥減量率以及良好的污染物去除效果同時,在不削弱SSR工藝本身優勢前提下,進一步提高貯泥池效能和縮短貯泥池污泥停留時間將是SSR工藝在實際工程中應用亟需解決的關鍵問題。

  研究表明,將膜生物技術(AOMBR)與厭氧側流污泥原位減量工藝耦合組建AOMBR-ASSR工藝,能夠進一步提高污泥原位減量效能以及污染物去除效果,且該工藝基建費用低、能耗低,且容易控制,在工程應用中具有良好的前景。

  發明內容

  針對現有技術存在的上述不足,本發明的目的是提供一種強化AOMBR污泥原位減量系統的方法及裝置。

  本發明解決上述技術問題的技術方案如下:

  一種強化AOMBR工藝污泥原位減量的裝置,包括缺氧池、好氧池、高氧膜池、厭氧反應器,所述缺氧池內設置機械攪拌器,所述缺氧池一端設有進水口,所述缺氧池另一端連接好氧池,所述好氧池底部設置曝氣裝置,所述好氧池的另一端連接高氧膜池,所述高氧膜池內設置曝氣裝置和MBR膜組件,所述MBR膜組件通過管道連接出水口,所述管道上設有出水泵;所述高氧膜池通過硝化回流管道連接所述缺氧池;所述高氧膜池通過污泥回流管道連接厭氧反應器,所述厭氧反應器中填充填料。

  本發明的工作原理:

  本發明所述高氧膜池是按照好氧池形式設計并采用膜生物技術用膜組件實現泥水分離,利用蠕動泵實現高氧膜池的出水,經過好氧池的硝化作用,進入到高氧膜池中的混合液中所含污染物含量相較好氧池有所下降,同時高氧膜池容積更小,因此高氧膜池中所涉及的曝氣量相較好氧池少,卻可以控制在較高的溶解氧環境,不僅有利于節省能源,而且可以充分實現硝化過程,還能使其中的微生物保持較高的代謝強度,由于高氧膜池相較于好氧池具有更高的溶解氧,當污泥微生物經高溶解氧環境,微生物消耗底物并合成ATP,進入底物匱乏的厭氧環境后,從高氧膜池反應區回流的活性污泥中的微生物更加難以適應環境的劇烈變化與貯泥池中的厭氧饑餓環境,生長受到限制,相比于原工藝更刺激生物體開始分解自身體內的ATP以維持正常代謝,使污泥微生物消耗基質來滿足自身對能量的需求的速度更快,最終氧化成CO2和水,異化作用得到顯著增強,從而強化了污泥衰減現象;同時在有效提高曝氣池與厭氧反應池之間的差值后,相比于原工藝由高濃度氧環境過渡到厭氧環境的變化更加劇烈,即好氧、厭氧的交替循環可促進分解代謝活性,使分解代謝和合成代謝相分離,微生物從厭氧過程向好氧過程的轉變時發生的解偶聯現象更加顯著,使得污泥減量效果更為明顯。污泥由高氧膜池進入厭氧貯泥池后,部分微生物由于基質缺乏而發生溶胞,在水解發酵型微生物的作用作為二次基質利用,溶胞-隱性生長作用也得到增強從而促使污泥產量降低。因此在不需要通過污泥或化學手段對污泥進行處理就能實現強化污泥減量,同時還能夠提高系統營養物質的去除效果。

  進一步的,所述缺氧池(2)未連接好氧池(3)的一端設有進水口(1)。

  進一步的,所述缺氧池(2)與好氧池(3)之間設有隔流擋板(15),所述好氧池(3)與高氧膜池(4)之間也設有隔流擋板(14)。

  進一步的,所述硝化回流管道(6)、污泥回流管道(7)均設有回流泵(10)。

  進一步的,所述高氧膜池(4)容積為4.7L,水力停留時間為2.30h。

  進一步的,所述填料(9)為火山巖生物活性多孔流離填料;所述火山巖生物多孔流離填料粒徑2-4cm,孔徑1-5mm,采用筒狀隔網沿厭氧反應器壁均勻環狀布設,與厭氧反應器(8)具有相同圓心,直徑相較于厭氧反應器直徑小10cm,高度30cm,填充比為16%。火山巖生物活性多孔流離填料其比重大、不易隨水漂流,其內部交聯形成的立體多孔結構有利于各種菌群的附著,填料中各種與污泥減量有關的優勢菌群在厭氧的環境下進行了增殖,使得填料中優勢菌群數量增多,并能很好地截留在填料中不會流失,從而逐漸提高了火山巖生物活性多孔流離填料的污泥減量效率,由于填料富集了豐富的優勢菌群,為其提供了很好的生長、繁殖環境,因此該填料中的微生物即使在厭氧反應器停止工作的情況下在一段時間內依舊可以保持一定的生物活性,所以與其它填料相比具有不易堵塞、結球、易掛膜、生物積累量大并具有一定生物活性、無任何污染與有害作用等優勢。同時,火山巖生物活性多孔流離填料的“流離”現象,能夠促使固體懸浮顆粒物吸附聚集于球體內部,在厭氧環境下被厭氧微生物水解酸化,從而進一步強化了對污染物的去除效果。因此,基于火山巖生物活性多孔流離填料優勢,將其應用于ASSR工藝能有效強化貯泥池污泥減量效能以及污染物去除效果同時減少運行能耗和基建費用,具有良好的工程應用前景。

  本發明的另一目的是提供一種強化AOMBR工藝污泥原位減量的方法,包括如下步驟:

  原污水從進水口中進入缺氧池,通過機械攪拌使污水與污泥充分混勻,混合液由缺氧池底部進入好氧池上部,通過曝氣裝置與潛水泵使溶液充分混合均勻并控制其溶解氧,溶液由好氧池底部進入高氧膜池上部,通過曝氣裝置控制其溶解氧,溶液通過出水泵與MBR膜組件出水,高氧膜池中一部分混合液經硝化液回流泵與泵管回流至缺氧池,另一部分混合液經污泥回流泵與泵管側流至厭氧反應器,通過機械攪拌使污泥處于懸浮狀態,與火山巖生物活性多孔流離填料充分接觸,經火山巖生物活性多孔流離填料中的多種微生物作用后的混合液通過重力溢流的方式從溢流管通過連接管流入缺氧池內。

  進一步的,所述缺氧池溶解氧為0.1-0.5mg/L,好氧池溶解氧為2.5-3.5mg/L;厭氧反應器溶解氧低于0.1mg/L,高氧膜池溶解氧控制為6-8mg/L。

  進一步的,所述缺氧池有效容積3.7L,水力停留時間1.81h;好氧池容積為12.5L,水力停留時間為6.13h。

  進一步的,所述厭氧反應器為厭氧環境,有效容積為17.0L,HRT為8.33h。

  進一步的,所述污泥回流比為100%;硝化液回流比為300%。硝化液回流與污泥回流采用蠕動泵控制流量。

  本發明的有益效果是:

  1.本發明工藝方法中加入火山巖生物活性多孔流離填料,有效富集相關功能性菌群,減少運行能耗和基建費用,提高污染物去除效果和降低剩余污泥產率。

  2.本發明在好氧池后增設高氧膜池,這種劇烈的好氧、厭氧交替變換的環境更刺激了生物體開始分解自身體內的ATP以維持正常代謝,使細胞進入內源呼吸階段,同時微生物細胞的合成代謝與分解代謝分離,從而使污泥衰減現象與這種由能量解偶聯引發的污泥減量效應得到強化。

  3.本發明工藝在污染物指標COD、總氮及總磷的去除均具有強化作用,同時對氨氮也能保持較高的去除效果。

  4.本發明裝置日常維護簡單,所涉及的高氧膜池及火山巖生物活性多孔流離填料成本低且無需增加額外運營管理成本。

  5.本發明工藝具有較長的污泥齡和較短的水力停留時間,裝置在較高的污泥濃度下運行,且占地和能耗利用較少。

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