申请日2015.08.17
公开(公告)日2015.12.23
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明提出一种AAO-MBR污水处理设备及其优化运行方法，设备主要包括有相互连通的厌氧池、缺氧池、好氧池及膜池，其中好氧池由3个廊道串联组成，依次为好氧池c1、好氧池c2和好氧池c3，好氧池c1、好氧池c2、好氧池c3内均分别配置有第一曝气系统e1、第二曝气系统e2和第三曝气系统e3并分别通过管道和阀连接到鼓风机;膜池与好氧池之间、好氧池与缺氧池之间、缺氧池与厌氧池之间分别设有回流系统。本发明在充分利用膜池回流液携带的大量溶解氧的前提下，对好氧池的3个廊道进行交互或交替曝气，降低了MBR工艺的运行能耗，实现了MBR工艺节能降耗优化运行，同时提高了传统或现有AAO-MBR工艺的脱氮效能。本发明适宜于各类活性污泥法与MBR组合的污水处理工艺的优化运行和控制，有着广泛的适应性。
权利要求书
1.一种AAO-MBR污水处理设备，包括依次相互连通的厌氧池(a)、缺氧池(b)、好氧池(c)和膜池(d)，所述厌氧池(a)和缺氧池(b)中分别设置有潜水推流器或者搅拌器，膜池(d)中设置有膜组件(d1)，厌氧池(a)具有进水口，膜池(d)具有污泥排出口，膜组件(d1)连接有膜吹扫风机和出水管，其中，包括管道和第一回流泵(p1)的第一回流系统(R1)将所述膜池(d)与好氧池(c)连接通，包括管道和第二回流泵(p2)的第二回流系统(R2)将所述好氧池(c)与缺氧池(b)连接通，包括管道和第三回流泵(p3)的第三回流系统(R3)将缺氧池(b)与厌氧池(a)连接通;
其特征在于：所述好氧池(c)由3个廊道串联组成，依次为好氧池c1、好氧池c2、好氧池c3，好氧池c1、好氧池c2、好氧池c3内均分别配置有第一曝气系统(e1)、第二曝气系统(e2)和第三曝气系统(e3)，并分别通过管道和阀连接到鼓风机。
2.根据权利要求1所述的AAO-MBR污水处理设备，其特征在于：第二回流系统(R2)将所述好氧池c3与缺氧池(b)连接通。
3.一种AAO-MBR污水处理优化运行方法，其特征在于采用如权利要求1或2所述的AAO-MBR污水处理设备，工艺流程是：预处理后的污水依顺序流经厌氧池(a)、缺氧池(b)、好氧池(c)和膜池(d)，剩余污泥从膜池(d)的污泥排出口排放，处理水从出水管排出;
缺氧池(b)的混合液经第三回流系统(R3)回流入厌氧池(a)，好氧池(c)的混合经第二回流系统(R2)回流入缺氧池(b)，膜池(d)的混合液经第一回流系统(R1)回流入好氧池(c);具体采用如下运行方法：
、预处理后的污水与经第三回流系统(R3)回流的混合液一起进入厌氧池(a)，在厌氧池(a)中停留1~2小时;其中，经第三回流系统(R3)进入厌氧池(a)的回流量Q3为预处理后污水进水量Q的1~3倍;
、厌氧池(a)的混合液与经第二回流系统(R2)回流的混合液一起进入缺氧池(b)，在缺氧池(b)中停留2~4小时;其中，经第二回流系统(R2)进入缺氧池(b)的回流量Q2为预处理后污水进水量Q的2~4倍;
、缺氧池(b)的混合液与经第一回流系统(R1)回流的混合液一起进入好氧池(c)，在好氧池(c)中停留3~8小时;其中，经第一回流系统(R1)进入好氧池(c)的回流量Q1为预处理后污水进水量Q的3~8倍;
、好氧池(c)的混合液进入膜池(d)中，在膜池(d)中停留时间为1~2小时;膜池(d)中的混合液经膜组件(d1)过滤后经出水管出水;
好氧池c1、好氧池c2、好氧池c3内分别通过所配置的第一曝气系统(e1)、第二曝气系统(e2)、第三曝气系统(e3)各自单独开启曝气，各曝气系统每次开启时长为3~30分钟的曝气时间段，相同好氧池的曝气时间段相隔30~60分钟。
4.根据权利要求3所述的AAO-MBR污水处理优化运行方法，其特征在于：厌氧池(a)、缺氧池(b)、好氧池(c)和膜池(d)中的污泥浓度均为6~10g/L、污泥龄为10~20天。
说明书
一种AAO-MBR污水处理设备及其优化运行方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种活性污泥法污水生物处理工艺。
背景技术
膜生物反应器技术(即MBR污水处理工艺)是膜分离技术和污水生物处理技术有机结合的产物，该技术以超、微滤膜分离过程取代传统活性污泥处理过程中的泥水重力沉降分离过程，由于采用膜分离，可以保持很高的生物相浓度和非常优异的出水效果。该技术具有出水水质良好且稳定、占地面积小、剩余污泥排放少、不受污泥膨胀的影响、抗冲击负荷能力强、自动化程度高、运行管理简便等优点。随着污水处理厂出水水质标准的提高、膜生产成本的降低及膜性能的改善，膜生物反应器技术日益受到关注。
但是，随着制膜成本的降低、膜性能的改善，能耗问题日益成为MBR工艺、能耗问题对MBR工艺的阻碍作用愈发凸显。现有资料显示，目前我国城市污水处理厂的平均电耗为0.29kW·h/m3，而MBR工艺污水处理厂的单位电耗为0.6~0.9kW·h/m3，远高于传统生物污水处理工艺;另外，从去除单位污染物所需的能耗来看，MBR工艺去除单位CODcr的能耗为1.40~2.76kW·h/kgCODcr，而传统污水处理工艺的能耗为1.01~1.54kW·h/kgCODcr。根据统计，在MBR污水处理工艺中，生化单元的能耗约占全厂总能耗的90%，而在这之中，鼓风曝气的能耗约占生化单元能耗的65%;为控制膜表面的污染，需通过鼓风曝气的方式对膜表面进行高强度的吹扫，一般膜池中气水比为10:1~20:1，其混合液溶解氧浓度高达5.0mg/L~10.0mg/L，若不对其进行科学利用，不仅浪费了鼓风曝气的能耗、提高了污水处理成本，而且还将会消耗大量的污水中可利用优质碳源，不利于提高整套污水处理系统的出水效果。
此外，由于MBR工艺是完全依赖于膜的物理截滤作用进行泥水分离，出水水质的优劣依赖于膜孔径，从而该工艺具有污泥浓度高、不受污泥膨胀影响等优势。一般而言，MBR工艺中，其活性污泥的污泥龄长达20天之久，约为传统活性污泥法污泥龄的3倍之多，相应其污泥沉降性能也存在很大差异。对于污泥龄长达20天之久的MBR工艺而言，其污泥沉降比SV一般均高于80%;可见，为维持这种性状的活性污泥的良好泥水混合状态，应与传统活性污泥所采取的措施不同。
因此，应结合MBR工艺的特点，对MBR工艺的运行进行优化与改进，开发一套低能耗、高效能的MBR膜工艺优化运行方法。
发明内容
本发明的目的是提出了一种AAO-MBR污水处理设备及其优化运行方法。
本发明结合MBR工艺的特点，通过对好氧池中的曝气方式进行调整、同时提高膜回流量，实现生化池运行工况的灵活调整，在最大限度地利用膜池过曝气产生的溶解氧的同时，降低或省去了好氧池所需的鼓风曝气量，在保证并提高出水水质的同时节省了大量能耗，进而降低了运行成本。
本发明的技术方案如下：
一种AAO-MBR污水处理设备，包括依次相互连通的厌氧池、缺氧池、好氧池和膜池，所述厌氧池和缺氧池中分别设置有潜水推流器或者搅拌器;膜池中设置有膜组件，厌氧池具有进水口，膜池具有污泥排出口，膜组件连接有膜吹扫风机和出水管;其中，包括管道和第一回流泵的第一回流系统将所述膜池与好氧池连接通，包括管道和第二回流泵的第二回流系统将所述好氧池与缺氧池连接通，包括管道和第三回流泵的第三回流系统将缺氧池与厌氧池连接通。
所述好氧池由3个廊道串联组成，依次为好氧池c1、好氧池c2、好氧池c3，好氧池c1、好氧池c2、好氧池c3内均分别配置有第一曝气系统e1、第二曝气系统e2和第三曝气系统e3并分别通过管道和阀连接到鼓风机。
一种AAO-MBR污水处理优化运行方法，采用上面所述AAO-MBR污水处理设备，其工艺流程是：预处理后的污水依顺序流经厌氧池、缺氧池、好氧池和膜池，剩余污泥从膜池的污泥排出口排放，处理水从出水管排出。
缺氧池的混合液经第三回流系统回流入厌氧池，好氧池的混合经第二回流系统回流入缺氧池，膜池的混合液经第一回流系统回流入好氧池。
具体采用如下运行方法;
、预处理后的污水与经第三回流系统回流的混合液一起进入厌氧池，在厌氧池中停留1~2小时;其中，经第三回流系统进入厌氧池的回流量Q3为预处理后污水进水量Q的1~3倍。
、厌氧池的混合液与经第二回流系统回流的混合液一起进入缺氧池，在缺氧池中停留2~4小时;其中，经第二回流系统进入缺氧池的回流量Q2为预处理后污水进水量Q的2~4倍。
、缺氧池的混合液与经第一回流系统回流的混合液一起进入好氧池中，在好氧池中停留3~8小时;其中，经第一回流系统进入好氧池的回流量Q1为预处理后污水进水量Q的3~8倍。
、好氧池的混合液进入膜池中，在膜池中停留时间为1~2小时，膜池中的混合液经膜组件过滤后经出水管出水。
好氧池c1、好氧池c2、好氧池c3分别通过所配置的第一曝气系统e1、第二曝气系统e2、第三曝气系统e3各自单独开启曝气，各曝气系统每次开启时长为3~30分钟的曝气时间段，相同好氧池的曝气时间段相隔30~60分钟。
厌氧池、缺氧池、好氧池和膜池中的污泥浓度均为6~10g/L、污泥龄为10~20天。
本发明具有如下突出的实质性特点和显著进步。
1.本发明的处理流程和方法打破了MBR膜工艺以及活性污泥法污水处理工艺流程的传统思路，可根据进水水质、水量及环境条件的变化，灵活调整系统运行模式及灵活调整好氧池运行工况，好氧池由3个廊道串联而成、且设置有各自独立的曝气系统，好氧池各廊道的曝气系统交互或交替运行、亦可独立运行;由于膜池强曝气产生的大量溶解氧可以随膜池的回流液回流至好氧池，实现好氧池即使在不曝气的情况下，也可以利用膜池回流液携带的高溶解氧进行硝化和污染物的去除。
2.本发明结合MBR工艺的污泥沉降比SV高的特点，对好氧池各廊道进行交互或交替曝气，在无需设置搅拌器或推流器的前提下，即可实现良好的泥水混合状态，进一步降低了MBR工艺的运行能耗和工程投资。
3.利用本发明提出的好氧池交互或交替曝气的方式运行，在不增加任何设备的情况下，可将传统AAO-MBR工艺改变为AAOA-MBR工艺，即利用运行工况的变化，实现在传统AAO工艺之后增设后缺氧池，提高系统对内碳源的高效利用、实现内源反硝化，进一步提高整套工艺的脱氮效能。
本发明工艺可用于AAO-MBR污水处理厂的新建和改造工程，可减少污水厂的处理能耗，本发明工艺的鼓风机送气量可以降低50%以上，单位处理能耗也相应降低。
