[发明专利]一种节能型MBR氧化沟污水处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用生物技术处理污水的技术领域，是一种MBR氧化沟污水处理装置。 

背景技术

水环境质量恶化态势的加剧，对污水处理率及处理程度提出了更高的标准；与此同时，随着城市化进程的加快，对污水处理程度、处理设施的用地、及其建成后对周边环境的不利影响都提出了更为严格的要求。在这之中，高效、低耗的污水深度处理工艺及设备的开发与应用成为当前水环境治理的热点。

MBR（膜生物反应器）是一种将膜分离技术与生物处理相结合的污水处理技术，它具有固液分离效果好（采用膜过滤方式）、占地面积小（省去了二沉池）、剩余污泥排放少（污泥浓度高、泥龄长）、自动化程度高等诸多优点，因此，该技术开发至今备受国内外的关注。

但是，MBR工艺自身固有的高运行能耗、高处理费用、以及除磷效果不佳等缺陷也成为了该技术推广应用的瓶颈；另一方面，我国南方城市因气候和生活习惯不同，城市污水中污染物浓度通常较低（CODcr浓度通常都低于300 mg/L），污水中一低两高（低碳高氮磷）的现状，导致城市污水处理厂污泥负荷处于较低水平、污泥活性降低，进而限制了出水水质的进一步提高；此外，为维持膜组器良好的出水效果，MBR工艺在运行过程中必须采取强曝气的方式对膜丝表面进行吹扫，由此而带来大量的能耗。这些都限制了MBR工艺的进一步推广应用。

而现有传统的MBR工艺是将A²O工艺（或其衍生工艺）的各生化单元与膜单元简单串联，两单元各自独立运行，仅通过混合液回流维系二者的联系。其缺点表现在以下几个方面：                                                能耗高，吨水能耗基本在0.7Kw~1.0Kw之间，其能耗主要发生在生化池曝气、膜池气扫风量（气水比15:1）、膜池产水系统及内回流系统，其中膜池气扫能耗约占总能耗的30~40%；污泥浓度的差异，膜池高、生化池低，这与污水生化处理相悖（生化池高污泥浓度利于污染物降解，膜池低污泥浓度利于固液分离、降低气扫风量）；系统复杂、运行管理难度较大，A²O-MBR工艺各单元之间存在较复杂的混合液回流（一般至少三套内循环系统，即膜池至好氧区、好氧区至缺氧区、缺氧区至厌氧区），不仅增加了工程投资和运行费用，而且使系统变得更加复杂，增加了运行管理难度。

因此，若要推广MBR工艺在污水处理领域中的应用，需要对以下几个方面进行深入的探讨和研究：其一为膜污染和膜成本，在降低膜成本的同时提高膜的寿命，解决膜污染问题，降低能耗，减少运行成本；其二为膜运行能耗的降低，为降低膜污染需大量的鼓风曝气对膜表面进行吹扫，浪费了大量的能源，应对膜吹扫能源的再利用进行研究，进一步降低MBR膜过滤工艺的运行能耗；其三，需要研发活性污泥工艺与MBR工艺组合的新技术流程，以期利用最低成本获得最佳出水效果。

氧化沟工艺污泥负荷低、水力停留时间长、循环流量大、抗冲击负荷强，可不设初沉池和污泥消化池，流程简单、维护管理方便、处理效果稳定、运行成本低，是备受欢迎的二级处理工艺。通过对目前国内成功运行的污水处理厂抽样调查分析显示，氧化沟工艺的COD平均处理成本仅为其它工艺的90%；氧化沟工艺的吨水电耗平均为0.30kW.h/m³，A²O工艺的吨水电耗平均为0.34 kW.h/m³，SBR工艺的污水处理厂的吨水电耗平均为0.31 kW.h/m³。

经过几十年的实践和发展，氧化沟处理技术被认为是出水水质好、运行可靠、运行费用低的污水生物处理方法，美国环境保护署的报告指出：“氧化沟能够通过最低限度的操作，稳定地达到BOD和TSS的去除率要求。”美国曾对13种处理水平、24种二级生化及二级处理系统进行技术经济比较，结果表明，除去渗滤系统外，氧化沟是最为经济的。但是，传统氧化沟工艺固有的曝气方式单一、充氧效率低、池体水深浅、占地面积大、污泥膨胀等缺点亦限制了该技术的应用。

因此，需要开发一种多工艺优化组合的低能耗、高效能的污水处理工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能型MBR氧化沟污水处理装置，将MBR池与氧化沟有机结合，具有占地面积少、投资省、运行维护简单、低能耗高效能的优点。