[發明專利]一種深度脫氮除磷的MBR污水處理系統

有效

• 申請號: 201811329818.2
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109250819B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 陳春生;張朋川;薛濤;俞開昌;黃霞;戴日成;賈海濤;孫大陽
• 申請（專利權）人: 北京碧水源科技股份有限公司;清華大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/12;C02F101/16
• 代理公司: 北京君智知識產權代理事務所(普通合伙) 11305
• 代理人: 黃綠雯

本發明提供一種深度脫氮除磷的MBR污水處理系統，依次包括厭氧池、前缺氧池、好氧池、后缺氧池和膜池。膜池中不設置曝氣，膜組器通過機械傳動裝置實現往復運動，有效的解決了膜污染問題，并進一步降低了MBR工藝曝氣能耗，還避免了由于污泥過度氧化引起出水總氮升高。通過膜池的改進實現了膜池直接回流至厭氧池，簡化了工藝回流形式，同時還避免回流DO和硝氮過高影響生物除磷效果。好氧池通過分區曝氣，控制末端DO0.1mg/L，改善后缺氧池反硝化效果。后缺氧池中段設置回流點和后置加藥點可同時實現內源與外源反硝化，節約脫氮成本，外加碳源時，可保證出水總氮小于1mg/L。本發明用于市政污水處理可在不外加碳源時實現地表IV類出水，其中TN5mg/L，TP0.2mg/L。

【技術領域】

本發明涉及一種能夠深度脫氮除磷的MBR污水處理系統，以及所述污水處理系統的運行方法。

【背景技術】

水體中高氮磷污染物濃度是引發水體富營養化的主要原因。現有污水處理廠排放標準(TN15mg/L、TP0.5mg/L)使得污水排放后仍然對水環境造成較大負擔，需要進一步提高污水處理廠出水要求以緩解水環境污染。污水處理廠為達到較高的水質要求通常會投加過量的碳源和除磷藥劑，這勢必會增加污水處理成本，因而使得傳統污水處理廠在保持經濟性同時深度脫氮除磷成為技術升級的研究熱點和難點。膜-生物反應器(MBR)是一種通過超微濾膜分離技術與活性污泥活相結合污水處理工藝。由于膜的高效分離作用實現了污水處理工藝水力停留時間與污泥齡的完全分離，使得MBR工藝可以保持高污泥濃度運行，因此具有容積負荷高、占地面積省、出水水質穩定、污泥產量少等優點。這些優點為MBR工藝應用于深度脫氮除磷提供了條件。

膜污染是制約MBR工藝穩定運行的重要因素，傳統好氧MBR工藝是通過高的曝氣強度造成水體湍流，加強膜絲與水體水力剪切作用減緩膜污染。但是好氧MBR曝氣能耗高，增加了污水處理成本。另外，高強度的曝氣會導致污泥過度氧化而釋放總氮，進而引起出水總氮升高現象。往復式MBR可以有效的緩解膜污染，膜池中的膜組器在傳動電機牽引作用下往復運動，實現膜絲與水的相對運動，通過膜絲與水體剪切作用達到防止膜污染的目的，其取代了高強度曝氣沖刷，節約近50％的能耗，且在不曝氣的條件下，無總氮升高問題，還可以發揮缺氧池的作用進一步降低出水總氮。

另外，傳統AAO-好氧MBR工藝運行時為了避免膜池高濃度溶解氧的浪費，需將膜池污泥大量回流至好氧池供硝化細菌利用。同時，為了維持各生化單元合理的污泥濃度分布及原污水反硝化的碳氮比，需將好氧池的污泥回流至前缺氧池，而回流污泥中攜帶的溶解氧一方面會消耗污水中的碳源，另一方面會對反硝化和釋磷反應環境造成不利影響。通常解決這些問題，需設置多級回流，增加運行成本。往復式MBR工藝的膜池作為缺氧單元，因此污泥可直接回流至前端厭氧單元，需要的回流流量小、回流形式簡單，可以有效維持了各生化單元的污泥濃度并進一步降低運行成本，回流污泥攜帶的溶解氧對反硝化脫氮和釋磷造成的不利影響也相對減弱。目前對往復式MBR的研究多集中于設備的開發與優化，而在污水處理工藝應用中尚未報導。

內源反硝化即微生物內源代謝產出碳源而發生反硝化作用，相比于傳統工藝污泥濃度4～5g/L，污泥齡15～30d，MBR工藝污泥濃度較高，膜池污泥濃度可維持在12～15g/L，污泥齡長達60d以上，強化了內源反硝化脫氮效果，進一步去除總氮。另外，城市污水的碳氮比較低(COD_Cr/TN5)，不利于總氮去除，需要投加外碳源，增加了污水處理成本。因此有必要基于MBR工藝開發結合內源脫氮技術和往復式運動MBR技術的深度脫氮除磷工藝，實現節能降耗和深度脫氮除磷提升水質的目標。

【發明內容】

本發明的目的是克服傳統好氧MBR運行能耗高和總氮釋放的不足，提供一種強化內源反硝化和往復式MBR工藝深度脫氮除磷污水處理系統，以提高對原污水中的碳源高效利用率和出水品質。