公布日：2023.12.08

申請日：2023.10.09

分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N

摘要

本發(fā)明公布了一種基于MABR的污水處理工藝，包括一體化集成在混凝土箱中的污水收集池、厭氧池、MABR反應(yīng)池、二沉池和中間水池，二沉池的底部連接污泥濃縮池和污泥存儲池，MABR反應(yīng)池內(nèi)布置有MABR模塊，MABR模塊包括曝氣膜和微生物膜，微生物膜沿背離曝氣膜的方向依次為好氧硝化層、過渡層兼氧和厭氧反硝化層，本發(fā)明的有益效果是，采用中空纖維膜作為曝氣膜，比表面積較大，有利于生物量的積累，微生物附著生長在膜的表面，不會被曝氣沖刷；氧氣和污染物進(jìn)入生物膜的方向相反，微生物膜獨(dú)特的氧化還原分層結(jié)構(gòu)，可以同時(shí)進(jìn)行硝化和反硝化反應(yīng)，可在低碳氧比的情況下實(shí)現(xiàn)總氮的高效去除；在曝氣的過程中，沒有氣泡的產(chǎn)生，可以提高溶氧效率，降低能耗。

權(quán)利要求書

1.一種基于MABR的污水處理工藝，其特征在于，包括一體化集成在混凝土箱中的污水收集池、厭氧池、MABR反應(yīng)池、二沉池和中間水池，所述二沉池的底部連接污泥濃縮池和污泥存儲池，所述MABR反應(yīng)池內(nèi)布置有MABR模塊，污水經(jīng)管網(wǎng)收集進(jìn)入污水收集池，通過污水提升泵提升污水，并經(jīng)過細(xì)格柵的過濾攔截大塊懸浮物后依次進(jìn)入?yún)捬醭亍?/span>MABR反應(yīng)池和二沉池處理，通過MABR模塊對污水進(jìn)行處理，污水在二沉池進(jìn)行泥水分離，二沉池的上部清液自留至中間水池，并依次經(jīng)過砂濾和消毒后排放，二沉池的底部污泥經(jīng)過污泥泵輸送到污泥濃縮池中或回流到厭氧池中，污泥濃縮池的上層清液回流到污水收集池，濃縮后的污泥進(jìn)入污泥存儲池后定期清運(yùn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MABR的污水處理工藝，其特征在于，所述MABR模塊包括曝氣膜和微生物膜，通過中空纖維曝氣膜作為微生物附著載體，MABR模塊安裝在鋼架中形成膜箱，膜箱放置在MABR反應(yīng)池中，通過風(fēng)機(jī)向中空纖維曝氣膜中輸入空氣。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于MABR的污水處理工藝，其特征在于，所述微生物膜沿背離曝氣膜的方向依次為好氧硝化層、過渡層兼氧和厭氧反硝化層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于MABR的污水處理工藝，其特征在于，所述生物膜由微生物以及胞外多聚物組成，包括細(xì)菌、真菌、藻類、原生動物和后生動物。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于MABR的污水處理工藝，其特征在于，所述曝氣膜的曝氣過程以曝氣膜兩側(cè)的氧氣溶解濃度差作為推動力，利用氧氣在曝氣膜中的溶解和擴(kuò)散作用，使氧氣以單分子形式向水中擴(kuò)散，供氧的速率由以下公式計(jì)算：

其中，為氧氣傳遞速率；KL為擴(kuò)散系數(shù)，m/s；A為曝氣膜的比表面積；Cs為氣液界面的氧氣溶解濃度；C為液相中氧氣的實(shí)際溶解濃度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于MABR的污水處理工藝，其特征在于，所述MABR模塊工作時(shí)，風(fēng)機(jī)將空氣抽取到中空曝氣膜中，在曝氣膜兩側(cè)的氧氣溶解濃度差的推動下，氧氣經(jīng)微生物膜擴(kuò)撒到污水中，污水中的污染物在濃差驅(qū)動和微生物吸附的作用下進(jìn)入生物膜，并經(jīng)過生物代謝和增殖被微生物利用，使污水中的污染物同化為微生物菌體固定在生物膜上或分解成無機(jī)代謝產(chǎn)物。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于MABR的污水處理工藝，其特征在于，所述生物膜工作時(shí)，緊靠曝氣膜的位置氧氣濃度最大，為好氧硝化層，分布亞硝化菌和硝化菌，硝化速率最大；中間為過渡兼氧層，此層臨近水流主體，有機(jī)物濃度較高，同時(shí)最外層的厭氧菌代謝也會發(fā)生低分子有機(jī)物，形成較高的C/N比，有利于獲得高反硝化速率，節(jié)省外加碳源的投加；最外層的厭氧硝化層有利于控制生物膜厚度，可減少污泥產(chǎn)量；由于MABR膜絲上的生物膜逐層形成好氧硝化層、過渡兼氧層和厭氧反硝化層等功能區(qū)，為硝化反硝化提供了反應(yīng)機(jī)理，無需內(nèi)回流。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于MABR的污水處理工藝，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

一種基于MABR的污水處理工藝，包括一體化集成在混凝土箱中的污水收集池、厭氧池、MABR反應(yīng)池、二沉池和中間水池，所述二沉池的底部連接污泥濃縮池和污泥存儲池，所述MABR反應(yīng)池內(nèi)布置有MABR模塊，污水經(jīng)管網(wǎng)收集進(jìn)入污水收集池，通過污水提升泵提升污水，并經(jīng)過細(xì)格柵的過濾攔截大塊懸浮物后依次進(jìn)入?yún)捬醭亍?/span>MABR反應(yīng)池和二沉池處理，通過MABR模塊對污水進(jìn)行處理，污水在二沉池進(jìn)行泥水分離，二沉池的上部清液自留至中間水池，并依次經(jīng)過砂濾和消毒后排放，二沉池的底部污泥經(jīng)過污泥泵輸送到污泥濃縮池中或回流到厭氧池中，污泥濃縮池的上層清液回流到污水收集池，濃縮后的污泥進(jìn)入污泥存儲池后定期清運(yùn)。

優(yōu)選的，所述MABR模塊包括曝氣膜和微生物膜，通過中空纖維曝氣膜作為微生物附著載體，MABR模塊安裝在鋼架中形成膜箱，膜箱放置在MABR反應(yīng)池中，通過風(fēng)機(jī)向中空纖維曝氣膜中輸入空氣。

優(yōu)選的，所述微生物膜沿背離曝氣膜的方向依次為好氧硝化層、過渡層兼氧和厭氧反硝化層。

優(yōu)選的，所述生物膜由微生物以及胞外多聚物組成，包括細(xì)菌、真菌、藻類、原生動物和后生動物。

優(yōu)選的，所述曝氣膜的曝氣過程以曝氣膜兩側(cè)的氧氣溶解濃度差作為推動力，利用氧氣在曝氣膜中的溶解和擴(kuò)散作用，使氧氣以單分子形式向水中擴(kuò)散，供氧的速率由以下公式計(jì)算：

其中，為氧氣傳遞速率；KL為擴(kuò)散系數(shù)，m/s；A為曝氣膜的比表面積；Cs為氣液界面的氧氣溶解濃度；C為液相中氧氣的實(shí)際溶解濃度。

優(yōu)選的，所述MABR模塊工作時(shí)，風(fēng)機(jī)將空氣抽取到中空曝氣膜中，在曝氣膜兩側(cè)的氧氣溶解濃度差的推動下，氧氣經(jīng)微生物膜擴(kuò)撒到污水中，污水中的污染物在濃差驅(qū)動和微生物吸附的作用下進(jìn)入生物膜，并經(jīng)過生物代謝和增殖被微生物利用，使污水中的污染物同化為微生物菌體固定在生物膜上或分解成無機(jī)代謝產(chǎn)物。

優(yōu)選的，所述生物膜工作時(shí)，緊靠曝氣膜的位置氧氣濃度最大，為好氧硝化層，分布亞硝化菌和硝化菌，硝化速率最大；中間為過渡兼氧層，此層臨近水流主體，有機(jī)物濃度較高，同時(shí)最外層的厭氧菌代謝也會發(fā)生低分子有機(jī)物，形成較高的C/N比，有利于獲得高反硝化速率，節(jié)省外加碳源的投加；最外層的厭氧硝化層有利于控制生物膜厚度，可減少污泥產(chǎn)量；由于MABR膜絲上的生物膜逐層形成好氧硝化層、過渡兼氧層和厭氧反硝化層等功能區(qū)，為硝化反硝化提供了反應(yīng)機(jī)理，無需內(nèi)回流。

本發(fā)明的有益效果是，采用中空纖維膜作為曝氣膜，比表面積較大，有利于生物量的積累，微生物附著生長在膜的表面，不會被曝氣沖刷；氧氣和污染物進(jìn)入生物膜的方向相反，微生物膜獨(dú)特的氧化還原分層結(jié)構(gòu)，可以同時(shí)進(jìn)行硝化和反硝化反應(yīng)，可在低碳氧比的情況下實(shí)現(xiàn)總氮的高效去除；在曝氣的過程中，沒有氣泡的產(chǎn)生，可以提高溶氧效率，降低能耗。

（發(fā)明人：王碧云;孫艾林;許雪煌）