公布日：2023.04.04
申请日：2023.01.09
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/12(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N
摘要
本发明涉及一种多段MBR零碳源污水处理方法，主要涉及四段AO+MBR和五段Bardenpho+MBR的零碳源污水处理方法，通过对各阶段的污泥回流比、溶解氧、污泥浓度、污泥龄等参数进行具体设置结合对初沉阶段进行除臭污泥回流和内部污泥浓度等进行设置进行碳源开发，实现了无外加碳源的情况下，而对污水进行处理的技术效果，处理得到的水体达到一级A的标准，从而大大降低了处理成本，提高了系统的抗冲击能力，具有良好的应用前景。
权利要求书
1.一种多段MBR零碳源污水处理方法，其特征在于，采用多段MBR零碳源污水处理装置，所述多段MBR零碳源污水处理装置包括进水泵房、粗格栅段、细格栅段、曝气沉砂池、初沉碳源开发池、膜格栅段、全过程生物除臭装置、生物池、MBR膜池、储泥池和脱水装置；所述进水泵房、粗格栅段、细格栅段、曝气沉砂池、初沉碳源开发池、膜格栅段、生物池和MBR膜池顺次相连，全过程生物除臭装置用于向生物池内加入除臭营养剂，初沉碳源开发池开发碳源后得到的剩余污泥排入到储泥池；所述方法包括如下步骤：(1)污水通过进水泵房排入，然后经过粗格栅段将大块杂物进行粗过滤，经过细格栅段对中等粒度杂物进行细过滤，然后进入到曝气沉砂池中将细颗粒杂物排出后与污泥共同排入到初沉碳源开发池中；(2)将生物池产生的除臭污泥按3～8wt％的回流量回流到初沉碳源开发池内，并设置初沉碳源开发池的进水流速为680～1080m3/h，控制初沉碳源开发池的排泥泵每小时启动一次，每次启动运行4～6min后停止，维持初沉碳源开发池内污泥的停留时间为4～5天，维持初沉碳源开发池水下一米处污泥浓度为7800～8800mg/L，维持初沉碳源开发池出水混合液中污泥浓度为3000～4000mg/L，将初沉碳源开发池排出的水体排入至膜格栅段，初沉碳源开发池产生的剩余污泥排入到储泥池内，初沉碳源开发池排入储泥池的排泥量为初沉碳源开发池进水量的8～16wt‰；(3)膜格栅段的水体排入到生物池内，在生物池内设置各好氧段的有机负荷为0.032～0.051kgBOD5/(kgMLVSS·d)；(4)生物池排出的水体通过MBR膜池进一步处理，在MBR膜池中，通过MBR膜池鼓风机进行高强度曝气，对水体进行超滤级别的过滤，然后，进行紫外消毒；(5)储泥池内的污泥通过脱水装置脱水之后，形成处理污泥，外运处理；紫外消毒处理后的水体外排，完成污水处理；所述生物池顺次包括缺氧一段、好氧一段、缺氧二段、好氧二段、缺氧三段、好氧三段、缺氧四段和好氧四段；且在步骤(3)中，通过膜格栅段的18～22％的水体直接排入到缺氧一段、28～32％的水体直接排入到缺氧二段、28～32％的水体直接排入到缺氧三段以及18～22％的水体直接排入到缺氧四段，通过生物池鼓风机向好氧一段、好氧二段、好氧三段以及好氧四段鼓入空气，MBR膜池的污泥按回流比300～400％回流至缺氧一段；并且好氧一段、好氧二段、好氧三段和好氧四段的溶解氧设置为0.8～1.2mg/L；好氧一段的污泥浓度设置为11800～12050mg/L，好氧四段的污泥浓度设置为8000～9000mg/L；或者所述生物池顺次包括预缺氧段、厌氧段、缺氧段、好氧一段、好氧二段、好氧三段和后缺氧段；且在步骤(3)中，通过膜格栅段的30～40％的水体直接排入到预缺氧段、10～20％的水体直接排入到厌氧段、40～60％的水体直接排入到缺氧段，通过生物池鼓风机向好氧一段、好氧二段以及好氧三段鼓入空气；MBR膜池污泥按回流比380～420％回流至好氧一段、好氧一段的污泥按回流比280～320％回流至缺氧段、缺氧段的污泥按回流比180～220％回流至预缺氧段；设置好氧一段的溶解氧为1～1.5mg/L，好氧二段的溶解氧为0.8～1.2mg/L；好氧三段的污泥浓度设置为7800～8200mg/L；所述多段MBR零碳源污水处理方法的污泥龄为33～36天。
2.根据权利要求1所述的多段MBR零碳源污水处理方法，其特征在于，所述污泥龄的天数通过控制初沉碳源开发池产生的剩余污泥排入到储泥池内的频率和排放量而实现。
3.根据权利要求1所述的多段MBR零碳源污水处理方法，其特征在于，步骤(2)中，将生物池产生的除臭污泥按3～8wt％的回流量回流到初沉碳源开发池内，具体为生物池产生的除臭污泥排入到MBR膜池中，将MBR膜池中除臭污泥的3～8％回流至进水泵房，除臭污泥随着进水泵房的水体流过粗格栅段、细格栅段、曝气沉砂池后进入到初沉碳源开发池内。
4.根据权利要求1所述的多段MBR零碳源污水处理方法，其特征在于，步骤(2)中，将生物池产生的除臭污泥按3～8wt％的回流量回流到初沉碳源开发池内，具体为生物池产生的除臭污泥排入到MBR膜池中，将MBR膜池中除臭污泥的3～8％直接回流至初沉碳源开发池内。
5.根据权利要求1所述的多段MBR零碳源污水处理方法，其特征在于，所述MBR膜池设置有MBR膜池鼓风机，所述MBR膜池鼓风机通过向MBR膜池内鼓入空气，用于对MBR膜池膜组件进行冲刷，减小膜污染，保持MBR膜池膜通量，同时加强对有机物的进一步去除，确保出水水质稳定达标。
6.根据权利要求5所述的多段MBR零碳源污水处理方法，其特征在于，MBR膜池鼓风机保持MBR膜池内气水比为(10～12):1。
发明内容
本发明针对上述技术问题提供了一种多段MBR零碳源污水处理方法。
具体通过如下技术方案实现：
一种多段MBR零碳源污水处理方法，采用多段MBR零碳源污水处理装置，所述多段MBR零碳源污水处理装置包括进水泵房、粗格栅段、细格栅段、曝气沉砂池、初沉碳源开发池、膜格栅段、全过程生物除臭装置、生物池、膜池、储泥池和脱水装置；所述进水泵房、粗格栅段、细格栅段、曝气沉砂池、初沉碳源开发池、膜格栅段、生物池和膜池顺次相连，全过程生物除臭装置用于向生物池内加入除臭营养剂，初沉碳源开发池开发碳源后得到的剩余污泥排入到储泥池。
所述方法包括如下步骤：
(1)污水通过进水泵房排入，然后经过粗格栅段将大块杂物进行粗过滤，经过细格栅段对中等粒度杂物进行细过滤，然后进入到曝气沉砂池中将细颗粒杂物排出后与污泥共同排入到初沉碳源开发池中。
(2)将生物池产生的除臭污泥按3～8wt％的回流量回流到初沉碳源开发池内，并设置初沉碳源开发池的进水流速为680～1080m3/h，控制初沉碳源开发池的排泥泵每小时启动一次，每次启动运行4～6min后停止，维持初沉碳源开发池内污泥的停留时间为4～5天，维持初沉碳源开发池水下一米处污泥浓度为7800～8800mg/L，维持初沉碳源开发池出水混合液中污泥浓度为3000～4000mg/L，将初沉碳源开发池排出的水体排入至膜格栅段，初沉碳源开发池产生的剩余污泥排入到储泥池内，初沉碳源开发池排入储泥池的排泥量为初沉碳源开发池进水量的8～16wt‰(千分之)。
(3)膜格栅段的水体排入到生物池内，在生物池内设置各好氧段的溶解氧为0.3～1.5mg/L、有机负荷为0.032～0.051kgBOD5/(kgMLVSS.d)；设置好氧末端的污泥浓度为7800～9000mg/L。
(4)生物池排出的水体通过膜池进一步处理，在膜池中，通过膜池鼓风机进行高强度曝气，对水体进行超滤级别的过滤，然后，进行紫外消毒。
(5)储泥池内的污泥通过脱水装置脱水之后，形成处理污泥，外运处理；紫外消毒处理后的水体外排，完成污水处理。
作为优选，所述生物池顺次包括缺氧一段、好氧一段、缺氧二段、好氧二段、缺氧三段、好氧三段、缺氧四段和好氧四段。
步骤(3)中，通过膜格栅段的18～22％的水体直接排入到缺氧一段、28～32％的水体直接排入到缺氧二段、28～32％的水体直接排入到缺氧三段以及18～22％的水体直接排入到缺氧四段，通过生物池鼓风机向好氧一段、好氧二段、好氧三段以及好氧四段鼓入空气，膜池的污泥按回流比300～400％回流至缺氧一段；并且好氧一段、好氧二段、好氧三段和好氧四段的溶解氧设置为0.8～1.2mg/L；好氧一段的污泥浓度设置为11800～12050mg/L，好氧四段的污泥浓度设置为8000～9000mg/L。
作为优选，所述生物池顺次包括预缺氧段、厌氧段、缺氧段、好氧一段、好氧二段、好氧三段和后缺氧段。
步骤(3)中，通过膜格栅段的30～40％的水体直接排入到预缺氧段、10～20％的水体直接排入到厌氧段、40～60％的水体直接排入到缺氧段，通过生物池鼓风机向好氧一段、好氧二段以及好氧三段鼓入空气；膜池污泥按回流比380～420％回流至好氧一段、好氧一段的污泥按回流比280～320％回流至缺氧段、缺氧段的污泥按回流比180～220％回流至预缺氧段；设置好氧一段的溶解氧为1～1.5mg/L，好氧二段的溶解氧为0.8～1.2mg/L，内回流点(好氧二段末端)的溶解氧为0.4～0.6mg/L；好氧三段的污泥浓度设置为7800～8200mg/L。
回流比在本领域是公知概念，是和生物池进水量的一个比值，生物处理系统(生物池+膜池)的内部循环的外回流(好氧段和缺氧段外部的回流)，该处内部循环的外回流是可以超过100％的，是由于水没有离开生物处理系统。
作为优选，所述多段MBR零碳源污水处理方法的污泥龄为33～36天(优选35天)。
作为优选，所述污泥龄的天数通过控制初沉碳源开发池产生的剩余污泥排入到储泥池内的频率和排放量而实现。
作为优选，步骤(2)中，将生物池产生的除臭污泥按3～8wt％的回流量回流到初沉碳源开发池内，具体为生物池产生的除臭污泥排入到膜池中，将膜池中除臭污泥的3～8％回流至进水泵房，除臭污泥随着进水泵房的水体流过粗格栅段、细格栅段、曝气沉砂池后进入到初沉碳源开发池内。
作为优选，步骤(2)中，将生物池产生的除臭污泥按3～8wt％的回流量回流到初沉碳源开发池内，具体为生物池产生的除臭污泥排入到膜池中，将膜池中除臭污泥的3～8％直接回流至初沉碳源开发池内。
作为优选，所述膜池设置有膜池鼓风机，所述膜池鼓风机通过向膜池内鼓入空气，用于对膜池膜组件进行冲刷，减小膜污染，保持膜池膜通量，同时加强对有机物的进一步去除，确保出水水质稳定达标。
作为优选，膜池鼓风机保持膜池内气水比为(10～12):1。
作为优选，步骤(3)中，通过全过程生物除臭装置向生物池内加入除臭营养剂。
本发明的技术效果在于：
1，本发明针对多段MBR方法(具体为四段AO+MBR工艺和五段Bardenpho+MBR工艺)，将初沉污泥与剩余除臭污泥混合发酵通过控制初沉池(初沉碳源开发池)内各位置的污泥浓度、进水流速和排泥泵的排泥时间，从而实现了开发内碳源的效果，提高了对原水碳源的利用率，改善低碳氮比城镇污水厂进水水质。同时通过控制生物池好氧末段的具体高污泥浓度，合理控制外回流比和合适的低溶解氧浓度，以及合适的低有机负荷，配合具体的除臭污泥回流比等具体参数的设置，从而促使生化系统发生同步硝化反硝化、短程硝化反硝化和厌氧氨氧化，大量减少了生物脱氮所需碳源，实现了在不外加碳源的情况下(即在零碳源投加的情况下)，系统能够稳定脱氮，实际出水水质达到并优于一级A出水标准、大量降低生产成本，减少碳排放。本发明不仅节约了大量药剂费和设备运行费用，而且提高了系统的抗冲击能力，具有良好的应用前景。
2，通过合理控制生物池的低溶解氧，实现生物池所需风量远小于常规控制方法，大幅度降低了鼓风机电单耗，从而节约了生产成本；并且控制低溶解氧浓度，减少了内回流带到缺氧段的溶解氧消耗进水碳源，提高了原水碳源利用率；同时控制本发明合适的低溶解氧，强化了促使生化系统发生同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等反应，减少异养脱氮所需碳源。
3，通过合理设置生物池各段的污泥浓度，实现了相对的高污泥浓度，高污泥浓度进一步消耗了回流及缺氧段溶解氧，增大了扩散阻力，从而提高了原水碳源的利用率；并且高污泥浓度提高了反硝化菌的浓度，在缺氧段有效容积一定的条件下，可以更好的利用难降解有机物进行反硝化；高污泥浓度菌胶团直径相对较大，易发生同步硝化反硝化；同时高污泥浓度硝化菌浓度高，有利于提高系统硝化能力。
4，不同的菌种世代时间不同，有的繁殖一代5-7天，有的15天，因此污泥龄适当延长，菌种越丰富，系统抗冲击能力和处理能力都越强，但是如果一味地延长污泥龄，会导致污泥老化，老化就会出现处理效果下降，因此合适的污泥龄需要根据整个系统合理设置，本发明通过控制生物池内的相对的具体长污泥龄(通过合理控制初沉污泥的排放量)，富集了更多硝化菌，提高了硝化菌的占比，增强了系统硝化处理能力；生物池内菌群丰富，污染物去除效率高；本发明设置的污泥龄使污泥絮体沉降速度变快；污泥产泥量极低，在好氧段和缺氧段利用微生物内碳源进行了反硝化处理。
5，本发明通过控制回流比，设置除臭污泥回流比为5％左右，不仅可以有效去除厂内污水臭味，提高了经济性，而且可以借助其进行全过程回流，灵活控制初沉池污泥浓度，调控初沉池的发酵效果。控制污泥外回流比控制为400％左右，维持了膜污染在合理范围内，同时可以有效补充生化系统污泥浓度。
（发明人：尹建辉;王福浩;宋威;王继苗;顾瑞环;沈传浩;刘海山;庄宗桂;朱晓华;迟文浩;孙扬;蔡宏亮;孙贤鹏;陈刚;王晓霞;赵骥）
