[发明专利]强化内源反硝化的膜－生物反应器脱氮除磷工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱氮除磷的污水处理工艺，尤其是涉及应用膜-生物反应器的污水脱氮除磷工艺、装置与技术。

城市污水中含有大量的氮、磷污染物质，当污水排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后，氮、磷逐渐积累下来，使水生生物特别是藻类大量繁殖，最终导致水体生态平衡遭到严重破坏，即发生所谓的富营养化现象。富营养化不仅会破坏水体原有的生态系统，还会对渔业、养殖业等造成重大的经济损失，严重时甚至危害到人类健康。为了有效遏制水体富营养化，越来越多的国家和地区制定了严格的氮、磷排放标准。但传统的污水处理工艺由于在脱氮和除磷之间存在对碳源需求的矛盾，出水氮、磷浓度难以同时达标，这使得污水脱氮除磷成为了污水处理领域的热点和难点。

膜-生物反应器是一种将膜分离技术与生物处理单元相组合的新型污水处理与回用工艺。该工艺由于采用高效的膜分离替代传统活性污泥工艺中的二沉池，固液分离效率高，出水好且稳定，可直接回用；反应器内可保持高浓度的微生物量，处理容积负荷高，占地面积省；剩余污泥产生量小；操作管理方便，自动化程度高等。鉴于膜-生物反应器的优点，国内外已建立了相当规模和数量的膜-生物反应器污水处理和资源化工程。

污水脱氮除磷是膜-生物反应器的一个重要应用领域和方向，由于机理复杂，影响因素众多，现有研究大多独立考察膜-生物反应器的脱氮或除磷，难以两者兼顾。部分研究采用外加碳源的方式同时改善脱氮除磷效果，但由于增加了工艺的复杂度和运行成本，不适合大规模推广。有研究通过应用反硝化除磷技术，使脱氮和除磷可以共用一部分碳源，能在一定程度上缓解两者的矛盾，但其效果仍然有限。内源反硝化技术则是利用微生物的胞内物质作为碳源，无需污水中的碳源，因而非常适用于通常碳源含量有限的城市生活污水的脱氮除磷处理。目前应用内源反硝化技术强化脱氮除磷效果的膜-生物反应器工艺仅在国外有少量的研究，但针对的是高碳源含量的污水，进水COD超过600mg/L，而城市生活污水的COD含量通常较低，例如我国城市污水的COD往往不到400mg/L，因此目前尚缺乏以处理城市生活污水为目标的应用内源反硝化技术的膜-生物反应器脱氮除磷工艺。

发明内容

为了克服传统污水处理工艺不能有效地去除污水中的氮和磷的不足，本发明的目的是提供一种强化内源反硝化的膜-生物反应器脱氮除磷工艺及装置，该工艺可以在不额外投加碳源的条件下，针对城市生活污水进行高效脱氮除磷处理，而且工艺简单，出水可达到国家回用水标准。

本发明的技术方案如下：

一种强化内源反硝化的膜-生物反应器脱氮除磷装置，其特征在于：该装置含有厌氧池16以及依次与厌氧池相连通的第一缺氧/好氧可调池17、好氧池18、第二缺氧/好氧可调池19、缺氧池20和膜池21；在膜池21和第一缺氧/好氧可调池17及好氧池18之间设有1#污泥混合液回流管11，在该1#污泥混合液回流管上装有1#回流泵4、第一截止阀7和第二截止阀8；在缺氧池20和厌氧池16之间设有2#污泥混合液回流管12，在该2#污泥混合液回流管上装有2#回流泵5；在第二缺氧/好氧可调池19和第一缺氧/好氧可调池17之间设有3#污泥混合液回流管13，在该3#污泥混合液回流管上装有第三3#回流泵6；在厌氧池16和第二缺氧/好氧可调池19之间设有污泥混合液分流管14，在该污泥混合液分流管上装有分流泵3；在所述的厌氧池16、第一缺氧/好氧可调池17、第二缺氧/好氧可调池19和缺氧池20内均设有搅拌混合装置9；在第一缺氧/好氧可调池17、好氧池18、第二缺氧/好氧可调池19和膜池21内均设有曝气充氧装置10。

上述方案中所述的厌氧池、第一缺氧/好氧可调池、好氧池、第二缺氧/好氧可调池、缺氧池和膜池均由一个或多个单元池结构组成。

本发明提供的第一种工艺方法为：一种强化内源反硝化的膜-生物反应器脱氮除磷工艺方法，其特征在于该工艺方法包括如下步骤：

1)将待处理的污水经进水泵1送入厌氧池16，同时使缺氧池20的部分污泥混合液回流送入厌氧池，与厌氧池原有污泥混合液混合反应后进入第一缺氧/好氧可调池17；

2)在第一缺氧/好氧可调池内通过关闭曝气充氧装置并开启搅拌混合装置，使该池成为缺氧池，该池中的污泥混合液与从第二缺氧/好氧可调池19回流来的污泥混合液充分混合反应，之后进入好氧池18；

3)关闭第一截止阀7并开启第二截止阀8，使好氧池中的污泥混合液与从膜池21回流来的部分污泥混合液充分混合反应，之后进入第二缺氧/好氧可调池19；