[發明專利]基于MBR泥膜共生高效生物脫氮耦合膜污染控制裝置與方法

在審

• 申請號: 201811547259.2
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109574212A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 王朝朝;趙丹;李思敏;閆立娜;冀穎;高鵬;張歡
• 申請（專利權）人: 河北工程大學
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發明公開了基于MBR泥膜共生高效生物脫氮耦合膜污染控制裝置與方法，包括裝置主體，該裝置主體由進水箱、MBR反應池和產水箱組成；其中，進水箱通過進水管與MBR反應池的進水口連接，進水管上設置有進水泵；MBR反應池的集水管通過產水管與產水箱連接，集水管通過真空壓力表與產水管連接；該高效生物脫氮耦合膜污染控制的裝置，通過中空纖維膜組件和產水泵經集水管實現產水，通過膜組件高效的泥水分離與投加填料使微生物附著生長形成生物膜作用，同時通過投加spr型填料對膜面機械沖刷和摩擦作用實現減緩膜污染、降低洗膜頻率的技術效果，提高了系統運行的穩定性能。

技術領域

本發明涉及處理含氮污水領域，具體是基于MBR泥膜共生高效生物脫氮耦合膜污染控制裝置與方法。

背景技術

近年來，富氮廢水因其對水生系統的潛在威脅而備受關注。新型生物脫氮技術厭氧氨氧化（ANaerobic AMMonium OXidation）ANAMMOX被認為是一個高效節約的去除廢水中的氮的過程。彌補了傳統硝化—反硝化工藝的缺陷，不僅提高了廢水脫氮效率，也降低了廢水脫氮所需的成本。在這個過程中，厭氧氨氧化細菌(AnAOB)在厭氧條件下直接使用亞硝酸鹽（NO₂^--N）作為電子受體將氨NH₄⁺-N轉化為氮氣。厭氧氨氧化具有耗氧低且無需外加碳源、污泥產量低等優點。雖然ANAMMOX工藝剩余污泥排放量少，但同時AnAOB生長緩慢。理論上厭氧氨氧化工藝只能達到89%的總氮去除率，產生11%左右的NO3-，這使得單獨的厭氧氨氧化工藝難以滿足日益嚴格的總氮排放標準。有研究表明發現厭氧氨氧化菌和反硝化菌可以共生(SAD工藝),通過兩種細菌的協同作用可提高反應器脫氮性能。同時有研究表明，膜生物反應器（MBR）在ANAMMOX啟動過程中表現出優異的性能，在MBR中發現培養AnAOB生長時間縮短，可快速啟動ANAMMOX過程，進而提高整體脫氮效率。

然而，雖然MBR具有顯著優勢，但膜污染的控制方法和緩解策略仍具有挑戰性，若不能解決膜污染的問題，就會阻礙MBR在ANAMMOX過程中的應用。有研究表明，膜污染主要是由于AnAOB附著到膜上引起的，所以在MBR腔體中放入懸浮填料，利用懸浮載體對膜面的機械沖刷、摩擦作用來控制膜污染。與此同時，微生物群附著于填料上形成一個微生物適宜生長較穩定的生物膜微環境。實現MBR與生物膜的耦合，與傳統活性污泥法相比，生物膜含水率降低，微生物量增多，處理能力更大，凈化功能更強。生物膜法由于微生物附著生長，使絲狀菌大量繁殖，無活性污泥法中的污泥膨脹問題，相反生物膜法還可利用絲狀菌較強的分解氧化能力，且生物膜法更易于污泥沉降分離，提高處理效果。無需曝氣，節省能源。對提高處理水質、降低成本有重要意義。另一方面降低懸浮活性污泥含量，盡可能讓附著生物膜發揮作用，減緩膜污染。然而,雖然有少數關于利用懸浮填料利用水力條件來降低膜污染的研究,但是處理效果不盡人意，需進一步研究。

發明內容

本發明的目的在于提供基于MBR泥膜共生高效生物脫氮耦合膜污染控制裝置與方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

基于MBR泥膜共生高效生物脫氮耦合膜污染控制裝置，包括裝置主體，該裝置主體由進水箱、MBR反應池和產水箱組成；其中，進水箱通過進水管與MBR反應池的進水口連接，進水管上設置有進水泵；MBR反應池的集水管通過產水管與產水箱連接，集水管通過真空壓力表與產水管連接；產水管上設置有產水泵，產水箱上設置有溢流管。

MBR反應池的頂端與側壁四周均粘貼有黑色保溫避光紙；

MBR反應池的外側壁上設置有腔體內帶有水浴循環的套筒，套筒一側側壁上的底部的出水口通過水浴循環管與套筒另一側側壁上的頂部的進水口相連通，水浴循環管上設置有水浴循環泵；套筒的腔體內均布有若干個加熱棒，加熱棒浸入在循環水浴里；

MBR反應池的頂部中心安裝有攪拌器，攪拌器下方攪拌棒位于MBR反應池腔體內，攪拌棒中部與底端設置有攪拌葉片；