專利名稱：一種利用生物膜過濾的污水脫氮除磷處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種在污水活性污泥處理過程 中，利用生物膜過濾替代二沉池截留活性污泥的污水脫氮除磷方法。
背景技術(shù)：
水污染嚴(yán)重和水資源短缺已經(jīng)嚴(yán)重影響我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，環(huán)境污染和 水體富營養(yǎng)化問題的尖銳化迫使越來越多的國家和地區(qū)制定嚴(yán)格的氮磷排放 標(biāo)準(zhǔn)，大量的研究已經(jīng)證明，污水中的氮和磷是導(dǎo)致受納水體富營養(yǎng)化的主要 原因之一，常規(guī)的污水處理技術(shù)主要去除有機(jī)物和懸浮固體，對氮和磷的去處 效率較低。許多發(fā)達(dá)國家對排放污水中的氮和磷含量都做了限定，并要求污水 處理廠達(dá)到除氮除磷的要求，常規(guī)的污水脫氮除磷處理方法多為活性污泥處理 方法，目前在國內(nèi)使用較多的無外乎有A/A70、 UCT、 MUCT、倒置A/A/0、 SBR、氧化溝等幾種工藝，活性污泥依次經(jīng)過厭氧、缺氧、好氧過程，然后采 用二沉池(SBR池為曝氣池進(jìn)行泥水分離)進(jìn)行泥水分離，傳統(tǒng)的活性污泥法 曝氣池內(nèi)的污泥濃度污泥濃度一般在2~4g/l左右，由于二沉池所能承受的水力 負(fù)荷和污泥固體均難以提高，從而使曝氣池內(nèi)的污泥濃度難以提高，導(dǎo)致曝氣 池容積增大，從而增加了污水處理廠工程投資和占地面積，同時考慮污泥絮體 較輕，容易發(fā)生污泥膨脹，會導(dǎo)致污泥從二沉池流失，二沉池負(fù)荷較低，導(dǎo)致 二沉池的表面積較大，同時給污水處理廠運(yùn)行管理帶來較大的困難。為克服傳 統(tǒng)二沉池活性污泥流失，曝氣池污泥濃度較低的弊端，近年來出現(xiàn)采用膜生物 反應(yīng)器(MBR)處理污水，該技術(shù)采用超濾或微濾膜取代二沉池， 一般把膜裝 置放置在曝氣池中，有效解決了傳統(tǒng)二沉池污泥流失問題，曝氣池污泥可大幅 度提高，從而大大減少污水處理池容積和占地面積。由于目前超濾膜或微濾膜 處理裝置孔徑小，膜通量一般在15 201/h,m 單位面積水通量相對較低，從而 處理單位污水量的膜裝置表面積大，另外，同時膜運(yùn)行時阻力較大，膜運(yùn)行時
阻力最高可達(dá)5一8m,導(dǎo)致運(yùn)行能耗高，運(yùn)行一段時間后，常規(guī)物理反沖洗難 以恢復(fù)水通量，需要定期的化學(xué)清洗才能有效恢復(fù)水通量。同時由于膜表面積 大，膜組件費(fèi)用較高，導(dǎo)致膜處理裝置工程投資比傳統(tǒng)處理技術(shù)明顯增大，運(yùn) 行成本增加，從而使膜生物反應(yīng)器技術(shù)的應(yīng)用受到限制，另外膜生物反應(yīng)器技 術(shù)對磷的去除效率較差。由此可見，采用膜生物反應(yīng)器由于運(yùn)行費(fèi)用高，膜裝 置通量小，工程投資高等方面的限制影響其推廣應(yīng)用。
如何以最簡單有效的方式替代傳統(tǒng)的二沉池，增加曝氣池的污泥濃度，有效 減少曝氣池的容積和占地面積，縮減污水處理廠工程投資，減少污水處理運(yùn)行費(fèi) 用，對提高污水處理效率，減少能源消耗，保護(hù)環(huán)境具有重要作用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種利用生物膜過濾替代傳統(tǒng)二沉池的污水脫氮除磷處 理方法，采用生物膜過濾可提高曝氣池內(nèi)污泥濃度，防止活性污泥流失，有效克 服現(xiàn)有生物脫氮除磷技術(shù)中的一些不足；
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是設(shè)置以不銹鋼或?yàn)V布作為過濾網(wǎng) 的生物膜過濾器替代傳統(tǒng)的二沉池進(jìn)行泥水分離；其特征在于生物膜過濾器的
不銹鋼或?yàn)V布過濾網(wǎng)平均孔徑為10~200Mm，通過在濾網(wǎng)上形成動態(tài)生物膜可截
留活性污泥，單位濾網(wǎng)面積水通量可達(dá)到1001/h.m2以上，經(jīng)過過濾器的最高過 濾阻力可控制在0.5m以下，濾網(wǎng)上形成生物膜，防止污泥流失，從而使曝氣池 污泥可達(dá)到常規(guī)的2 3倍以上，過濾后污水中部分透過濾網(wǎng)SS和總磷再經(jīng)絮凝 沉淀池進(jìn)一步去除后達(dá)到脫氮除磷要求，出水SS可穩(wěn)定達(dá)到5mg/l以下，也可 直接在曝氣池進(jìn)水投加混凝劑，在到除磷的目的，過濾器運(yùn)行一段時間后水通量 降低，此時需要對濾網(wǎng)進(jìn)行反向沖洗以恢復(fù)水通量；
本發(fā)明克服傳統(tǒng)活性污泥脫氮除磷處理方法中曝氣池內(nèi)污泥濃度較低，二沉 池污泥流失等弊端，在正常運(yùn)行時，通過過濾器濾網(wǎng)表面形成動態(tài)生物膜過濾層， 使污泥截留在曝氣池內(nèi)，從而使曝氣池內(nèi)污泥濃度比常規(guī)活性污泥法曝氣池內(nèi)污 泥濃度大大提高，從而使曝氣池的有效容積是常規(guī)活性污泥法的1/2 1/3，可大 大減少池容積和占地面積，節(jié)約工程造價，另外由于采用過濾取代傳統(tǒng)的二沉池， 不存在傳統(tǒng)活性污泥處理廠運(yùn)行過程中的污泥膨脹和二沉池污泥流失問題，使污 水廠操作和運(yùn)行簡便。另外，由于本發(fā)明采用的生物膜過濾器濾網(wǎng)孔徑較大，過 濾器的阻力在0.5m以下，同時濾網(wǎng)水通量是常規(guī)膜生物反應(yīng)器(MBR)中超濾 膜膜水通量5 10倍，單位濾網(wǎng)面積水通量可達(dá)到1001/h.m2以上，過濾出水經(jīng)過 絮凝沉淀池對水中SS、 TP等污染物進(jìn)一步的去除，有效達(dá)到脫氮除磷的目的， 相對于傳統(tǒng)的超濾和微濾膜，該過濾器除水通量大、過濾阻力低外，由于采用不 銹鋼或?yàn)V布濾網(wǎng)過濾，過濾裝置的費(fèi)用大大降低，有效節(jié)約工程投資和降低運(yùn)行 費(fèi)用。
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圖l為本發(fā)明實(shí)施例的方法圖
圖2為本發(fā)明的另一實(shí)施例的方法圖 圖3為本發(fā)明的另一實(shí)施例的方法圖
1曝氣池2絮凝池3沉淀池4生物膜過濾器5曝氣器6反沖洗 空氣7反沖洗水泵8絮凝攪拌機(jī) 9剩余污泥IO沉淀污泥 11混凝劑 12回流泵
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例1對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明的方法在曝氣池內(nèi)設(shè)置生物膜過濾器替代傳統(tǒng)的二沉池進(jìn)行泥水分 離；具體運(yùn)行過程為污水首先進(jìn)入活性污泥曝氣池(1)，在曝氣池(1)內(nèi)設(shè) 置曝氣器(5)進(jìn)行曝氣，污水中的有機(jī)物和氨氮在曝氣池內(nèi)微生物作用下進(jìn)行 氧化分解和硝化反應(yīng)，在曝氣池內(nèi)設(shè)置生物膜過濾器(4)，生物膜過濾器(4)
采用不銹鋼或?yàn)V布濾網(wǎng)組成，不銹鋼或?yàn)V布濾網(wǎng)平均孔徑為10 200Mm，活性污
泥在濾網(wǎng)上形成動態(tài)生物膜，污水經(jīng)過生物膜過濾器(4)過濾后，出水SS基 本可達(dá)到20mg/1以下，由于濾網(wǎng)孔徑大，水通量可達(dá)到1001/h.m2以上，過濾阻 力可控制在0.5m以下，生物膜過濾器(4)運(yùn)行一段時間后水通量降低，此時利 用反向沖空氣(6)和反沖洗水泵(7)沖洗濾網(wǎng)，可恢復(fù)生物膜過濾器(4)的 水通量；曝氣池內(nèi)活性污泥在生物膜過濾的作用下被截留在曝氣池內(nèi)，達(dá)到進(jìn)行 泥水過濾分離目的，曝氣池剩余污泥(9)定期排放，曝氣池內(nèi)污泥濃度可達(dá)到
常規(guī)曝氣池內(nèi)污泥濃度的2~3倍以上，從而在常規(guī)處理工藝相同負(fù)荷情況下大大 減少曝氣池容積和占地面積；過濾后污水進(jìn)入絮凝池(2)，在此投加混凝劑(ll)， 通過在絮凝池(2)內(nèi)形成絮體后進(jìn)入沉淀池(3)，達(dá)到對懸浮物、磷進(jìn)一步去 除的目的，最終污水達(dá)到脫氮除磷的出水要求，同時出水SS可穩(wěn)定達(dá)到5mg/1 以下；
該種利用生物膜過濾的污水脫氮除磷處理方法，它的主要特點(diǎn)是
采用采用不銹鋼或?yàn)V布濾網(wǎng)組成的生物膜過濾器替代二沉池進(jìn)行泥水分 離，污泥截留在曝氣池內(nèi)，使曝氣池內(nèi)污泥濃度大大提高，從而使曝氣池的有效 容積是常規(guī)活性污泥法的1/2-1/3，由于過濾網(wǎng)孔徑較大，水通量可達(dá)到1001/h.m2 以上且過濾阻力小于0.5m，反沖洗時濾網(wǎng)水通量恢復(fù)容易；過濾后出水經(jīng)絮凝 沉淀進(jìn)一步處理，可去除經(jīng)過濾難以去除的SS和完成對TP的去除，由于曝氣 池污泥濃度高，從而使系統(tǒng)的停留時間比傳統(tǒng)活性污泥處理大大縮短，從而有效 減少污水處理池的容積和占地面積，工程造價大大降低。
本發(fā)明另一實(shí)例是在曝氣池(1)內(nèi)活性污泥混合液進(jìn)入生物膜過濾器(4)， 污水經(jīng)過生物膜過濾器(4)進(jìn)水泥水分離，生物膜過濾器(4)過濾截留污泥通 過回流泵(12)回流到曝氣池內(nèi)，從而維持曝氣池(1)內(nèi)污泥濃度，過濾后出 水投加混凝劑(11)，在絮凝池(2)內(nèi)形成絮體后進(jìn)入沉淀池(3)進(jìn)行沉淀， 達(dá)到對磷去除的目的，生物膜過濾器(4)運(yùn)行一段時間后水通量降低，此時利 用反向沖空氣(6)和反沖洗水泵(7)沖洗濾網(wǎng)，可恢復(fù)生物膜過濾器(4)的 水通量，曝氣池剩余污泥(9)定期排放；
本發(fā)明另一實(shí)施例是在曝氣池(1)內(nèi)設(shè)置生物膜過濾器(4)，在曝氣池(1) 進(jìn)水投加混凝劑(11)，使磷在曝氣池(1)內(nèi)去除，活性污泥采用生物膜過濾器
(4)進(jìn)水泥水分離，污泥截留在曝氣池(1)內(nèi)，生物過濾器(4)出水排放， 生物膜過濾器(4)運(yùn)行一段時間后水通量降低，此時利用反向沖空氣(6)和反 沖洗水泵(7)沖洗濾網(wǎng)，可恢復(fù)生物膜過濾器(4)的水通量，曝氣池剩余污泥
(9)定期排放。
權(quán)利要求
1、利用生物膜過濾的污水脫氮除磷處理方法，設(shè)置以不銹鋼或?yàn)V布作為過濾網(wǎng)的生物膜過濾器進(jìn)行活性污泥的泥水分離；其特征在于生物膜過濾器(4)不銹鋼或?yàn)V布濾網(wǎng)平均孔徑為10～200μm，通過濾網(wǎng)上形成生物膜可截留活性污泥，單位濾網(wǎng)面積水通量可達(dá)到100l/h.m2以上，最高過濾阻力可控制在0.5m以下，曝氣池污泥可達(dá)到常規(guī)的2～3倍以上，剩余污泥(9)定期排放，生物膜過濾器運(yùn)行一段時間后阻力增大，水通量降低，此時采用反向沖空氣(6)和反沖洗水泵(7)沖洗后，即可恢復(fù)生物膜過濾器(4)的正常運(yùn)行；
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生物膜過濾的污水脫氮除磷處理方法，其特征 在于在曝氣池(1)內(nèi)設(shè)置生物膜過濾器(4)，曝氣池(1)內(nèi)活性污泥在生物 膜過濾器的濾網(wǎng)生物膜過濾層的作用下被截留在曝氣池內(nèi)，維持曝氣池U)內(nèi) 污泥濃度，生物膜過濾器(4)過濾后出水在絮凝池(2)內(nèi)形成絮體后進(jìn)入沉淀 池(3)，進(jìn)一步除磷處理后排放；
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生物膜過濾的污水脫氮除磷處理方法，其特征在于曝氣池(1)活性污泥混合液自流進(jìn)入生物膜過濾器(4)，生物膜過濾器(4)過濾截留污泥通過回流泵(12)回流到曝氣池內(nèi)，維持曝氣池(1)內(nèi)污泥 濃度，生物膜過濾器(4)過濾后出水在絮凝池(2)內(nèi)形成絮體后進(jìn)入沉淀池(3)， 進(jìn)一步除磷處理后排放；
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生物膜過濾的污水脫氮除磷處理方法，其特征 在于在曝氣池(1)內(nèi)設(shè)置生物膜過濾器(4)，在曝氣池(1)進(jìn)水投加混凝劑(11)，使磷在曝氣池(1)內(nèi)去除，曝氣池(1)內(nèi)活性污泥在生物膜過濾器的 濾網(wǎng)生物膜過濾層的作用下被截留在曝氣池內(nèi)，維持曝氣池(1)內(nèi)污泥濃度，生物膜過濾器(4)過濾后出水直接排放；
全文摘要
一種利用生物膜過濾的污水脫氮除磷處理方法，在曝氣池內(nèi)設(shè)置以不銹鋼或?yàn)V布作為過濾網(wǎng)的生物膜過濾器替代傳統(tǒng)的二沉池進(jìn)行泥水分離；其特征在于生物膜過濾器不銹鋼或?yàn)V布濾網(wǎng)平均孔徑為10～200μm，在濾網(wǎng)上形成生物膜可截留活性污泥，單位濾網(wǎng)水通量可達(dá)到100l/h.m2以上，最高過濾阻力可控制在0.5m以下，曝氣池污泥可達(dá)到常規(guī)的2～3倍以上，生物膜過濾器過濾后出水中的磷再經(jīng)絮凝和沉淀進(jìn)一步處理達(dá)到脫氮除磷要求，生物過濾器運(yùn)行一段時間后阻力增大，水通量降低，此時采用反向沖空氣和反沖洗水泵沖洗后，即可恢復(fù)生物膜過濾器的正常運(yùn)行。
文檔編號C02F3/10GK101168461SQ20061011761
公開日2008年4月30日 申請日期2006年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月26日
發(fā)明者辰 張, 鄒偉國 申請人:上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院;上海斯美市政工程研發(fā)中心