申请日2012.12.27
公开(公告)日2013.08.07
IPC分类号C02F9/14
摘要
本实用新型公开了一种短程硝化污水处理装置，包括通过污水进水泵连接污水进水口的进水调节池，UASB装置，MBR曝气池，进水调节池与UASB装置的连通;在MBR曝气池的一侧设有厌氧污泥沉淀池，在MBR曝气池的另一侧设有好氧污泥沉淀池;UASB装置的溢流口连接厌氧污泥沉淀池，厌氧污泥沉淀池与UASB装置连通;好氧污泥沉淀池的与UASB装置连通，好氧污泥沉淀池的底部与MBR曝气池连通;MBR曝气池的顶部通过正向抽水/反向冲洗泵与出水池连接。本实用新型将上流式厌氧污泥床和膜生物反应器进行组合，采用MBR作为厌氧产能技术的后处理手段，实现最小量的有机物氧化、最低的碳源释放、最少的剩余污泥产量和优良的出水水质。
权利要求书
1.一种短程硝化污水处理装置，包括通过污水进水泵(P1)连接污水进水口的进水调节池(2)，UASB装置(3)，MBR曝气池(4)，其特征在于：进水调节池(2)通过进水泵(P4)与UASB装置(3)的底部连通;在MBR曝气池(4)的一侧设有厌氧污泥沉淀池(5)，在MBR曝气池(4)的另一侧设有好氧污泥沉淀池(6);UASB装置(3)的溢流口连接厌氧污泥沉淀池(5)，厌氧污泥沉淀池(5)的底部通过厌氧污泥循环泵(P5)与UASB装置(3)的底部连通;好氧污泥沉淀池(6)的上部通过系统回流泵(P6)与UASB装置(3)的底部连通，好氧污泥沉淀池(6)的底部通过MBR内部循环泵(P7)与MBR曝气池(4)的底部连通;MBR曝气池(4)内的膜组件装置通过正向抽水/反向冲洗泵(P8)与出水池(7)连接。
2.根据权利要求1所述的短程硝化污水处理装置，其特征在于：进水调节池(2)通过PH调节泵1(P2)与PH调节池(1)连接;PH调节池(1)通过PH调节泵2(P3)与MBR曝气池(4)连接。
3.根据权利要求1所述的短程硝化污水处理装置，其特征在于：在UASB装置(3)的顶部设有出气口的气体收集器(8)。
4.根据权利要求1所述的短程硝化污水 处理装置，其特征在于：UASB装置(3)的上部通过UASB内部循环泵(P9)与UASB装置(3)的下部连通。
5.根据权利要求1所述的短程硝化污水处理装置，其特征在于：在厌氧污泥沉淀池(5)和好氧污泥沉淀池(6)的底部都为坡度结构。
说明书
短程硝化污水处理装置
技术领域
本实用新型涉及一种污水处理领域，尤其是一种短程硝化污水处理装置。
背景技术
目前，随着城市化建设的加快和人们生活水平的提高，公众对环境质量的要求也逐渐提高。为防治水域污染、改善生态环境，我国城市污水处理率迅速提高。截至2011年底，全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3135座，污水处理能力达到1.36亿立方米/日，较2010年底增加处理能力约1100万立方米/日。
城市生活污水处理的主要对象为废水中的有机物、氨氮和磷酸盐。因此，活性污泥法是城市污水处理厂应用最为广泛的生物处理技术，COD和氨氮的脱除由生物氧化和硝化/反硝化完成。但是传统的活性污泥处理工艺存在耗能高，剩余污泥产量大，消耗大量有机碳源，同时释放较多CO2到大气之中等诸多弊端。随着能源危机的爆发，越来越多的研究者开始重新考虑节能的污水处理技术，试图在最小的能源消耗条件下达到最好的污染治理效果，即提倡可持续污水处理技术。因此，研发以节省能源消耗并回收有用能源的可持续污水处理工艺，实现可持续污水处理工艺已势在必行。
厌氧生物处理技术由于具有能耗低、占地面积小以及可回收清洁的生物能源等优势逐渐引起了世界各国研究者的广泛兴趣。然而，厌氧恶臭和出水中水质不高阻止了厌氧技术在实际中的广泛应用。近年来，随着科学技术的发展和生物分离鉴定技术水平的提高，厌氧技术的优越性更加突现出来。在全社会提倡循环经济，关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天，厌氧污水处理技术重新受到人们的关注，特别是随着能源危机，水质污染日趋复杂，节能、高效的厌氧处理技术又成为人们的新一轮的研究热点，如何充分利用厌氧反应条件，实现厌氧反应器的功能扩展;在原有单一脱碳功能基础上，完成废水中同时有机碳与氮的去除，是当前厌氧污水处理技术研究的内容。目前的研究表明，反硝化与产甲烷过程可以在厌氧反应器内共存，具有同时脱氮和脱碳的功能，并可取得较好的碳氮去除效果。
但是，目前研究中的主要问题是将反硝化过程引入到厌氧产甲烷系统后，厌氧污泥的沉降性下降从而导致系统的稳定性变差;NO2-N/NO3-N以及反硝化的中间产物对甲烷菌具有毒害作用;更多的碳源在反硝化过程中被反硝化菌利用，从而影响了甲烷的产生与再利用，在实现了同时有机碳与氮去除的情况下破坏了厌氧反应器的优势。因此，研究开发新型反应器或者研究新的工艺过程在实现厌氧反硝化的同时保持厌氧反应器原有的能源优势具有十分重要的意义。鉴于一些研究者发现氮去除可以通过短程硝化反硝化路经来实现，并且与传统的全程硝化反硝化过程相比，能够节省氧气消耗量，提高反硝化效率，节省反硝化碳源，减少污泥产生量，尤其是较快的反硝化速率以及反硝化过程中较少的碳源消耗为实现厌氧条件下同时甲烷化与反硝化提供了广阔的技术空间。
发明内容
本实用新型的目的是：提供一种短程硝化污水处理装置，它能解决厌氧技术中不能有效的脱氮和相对较低的出水水质, 以及解决好氧气技术中对污水进水中有机物含量不能太高等缺点，实现整个系统装置的操作简单、出水水质安全可靠、同时脱碳脱氮和节能、产能一体化，以克服现有技术的不足。
本实用新型是这样实现的：短程硝化污水处理装置，包括通过污水进水泵连接污水进水口的进水调节池，UASB装置，MBR曝气池，进水调节池通过进水泵与UASB装置的底部连通;在MBR曝气池的一侧设有厌氧污泥沉淀池，在MBR曝气池的另一侧设有好氧污泥沉淀池;UASB装置的溢流口连接厌氧污泥沉淀池，厌氧污泥沉淀池的底部通过厌氧污泥循环泵与UASB装置的底部连通;好氧污泥沉淀池的上部通过系统回流泵与UASB装置的底部连通，好氧污泥沉淀池的底部通过MBR内部循环泵与MBR曝气池的底部连通;MBR曝气池内的膜组件装置通过正向抽水/反向冲洗泵与出水池连接。
进水调节池通过PH调节泵1与PH调节池连接;PH调节池通过PH调节泵2与MBR曝气池连接。
在UASB装置的顶部设有出气口的气体收集器。气体收集器收集UASB装置产生的气体，实现能源利用。
在厌氧污泥沉淀池和好氧污泥沉淀池的底部都设有一个坡度结构。该坡度结构可使厌氧污泥沉淀池和好氧污泥沉淀池中的污泥能更好的回流。
在污水处理中，厌氧技术有很多优点，比如无需供氧、低能耗，较少污泥排放量(由于在厌氧过程中，细菌生长较慢)，良好的污泥特性(使污泥更容易脱水和稳定化)。上流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket，UASB)是厌氧技术的常用设备。
膜生物反应器(Membrane Bioreactor，MBR)是将膜分离技术和生物反应器结合而成的一种新型水处理工艺，得到了越来越广泛的研究与重视。相比于传统活性污泥法水处理工艺，采用MBR工艺，占地面积能节省一半以上，而且能够通过膜过滤作用将污泥停留时间与水利停留时间分离，使得整个反应过程处理效果高，出水水质好，出水可以直接作为回用水，并且解决了活性污泥膨胀引起的二沉池泥水分离和水质恶化问题。
在传统活性污泥法处理工艺中，有机物和氨氮的去除一般由生物氧化和硝化/反硝化完成。在反硝化之前需要将亚硝态氮变成硝态氮，然后在反硝化阶段将硝态氮转换成氮气被去除。而在UASB-MRB相结合的技术中，进水中的大部分碳源在UASB系统中转换成甲烷，从而使进入MBR中水质的C/N很低，有利于将氨氮转换成亚硝态氮。然后再通过回流工艺使亚硝态氮在UASB中完成反硝化，达到脱氮的目的。所以这一技术不需要将亚硝态氮转化成硝态氮而是直接以亚硝态氮形式进行反硝化, 因而节约了能量的消耗, 这也就是所谓的短程硝化反硝化，其原理如图2所示。本实用新型在厌氧产能反应器(UASB)中力求实现最大的能源产生与碳氮的去除。作为厌氧产能技术的后处理技术，MBR能够确保高质量出水的同时实现硝化过程，还能够有效的把水力停留时间和污泥停留时间分开, 从而实现真正意义上的泥水分离。
本实用新型将传统MBR曝气池进行改进，增设了厌氧污泥沉淀池与好氧污泥沉淀池，厌氧污泥沉淀池的作用是将UASB装置出来的水通过重力进行泥水分离，使厌氧污泥从底部回到UASB装置中，而厌氧污泥沉淀池中的上清液则通过溢流从进入MBR曝气池;如果厌氧污泥进入到MBR曝气池中，则会影响MBR曝气池的污水处理效果，因此通过厌氧污泥沉淀池分离之后再进入MBR曝气池中，则可稳定MBR曝气池中的溶解氧度;设置好氧污泥沉淀池的作用是，MBR曝气池中水和泥的混合液通过溢流进入好氧污泥沉淀池，该混合液在好氧污泥沉淀池中通过重力实现好氧污泥的泥水分离，好氧污泥回到MBR曝气池的底部，而上清液则通过水泵回流到UASB装置的底部，由于经过好氧污泥沉淀池的泥水分离，因此回流到UASB装置中的是上清液，该上清液的好氧污泥含量大大降低，不会对UASB装置中的厌氧污泥产生影响，所以更好的实现了短程硝化。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型将上流式厌氧污泥床和膜生物反应器进行组合，采用MBR作为厌氧产能技术的后处理手段，利用MBR确保高质量出水的同时实现水体中的短程硝化过程，然后部分出水回流至厌氧产能反应器去实现同时的甲烷化与反硝化过程，可有效的改善传统工艺的弊端，实现最小量的有机物氧化、最低的碳源释放、最少的剩余污泥产量和优良的出水水质，整个过程操作简单、出水水质安全可靠、同时脱碳脱氮和节能、产能一体化的污水处理技术。本实用新型使用的效果相对于其它的传统工艺技术，可减少25%的氧气消耗量;在反硝化阶段节省40%的碳消耗量;高于传统工艺1.5～2倍的反硝化率，氨氮去除效果可以到达98.2%，总氮的去除效果可以达到60%，出水COD为15~20mg/L;更少的污泥产量，减少了污泥再处理的费用;总能耗降低20%，从而降低了运营成本;更少的二氧化碳排放量和更小的占地面积。本实用新型在现有设备的基础上进行改进，成本低廉，使用效果好。
投资资本和运营成本是衡量经济可行性的两大重要指标。运营成本主要取决于能量消耗，人力成本和化学消耗量。将实施例1的设备进行运营后，将其投资资本和运营成本进行了总结，并与传统方式进行比较.
