[發明專利]一種基于MABR的DAT-IAT污水處理裝置和污水處理方法

在審

• 申請號: 202110148842.1
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112919632A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 王泳璇;張磊;趙玉強
• 申請（專利權）人: 沈陽環境科學研究院
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F101/10;C02F101/16;C02F101/30
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 何麗英

本發明屬于污水處理技術領域，特別涉及一種基于MABR的DAT?IAT污水處理裝置和污水處理方法。所述裝置包括DAT池、IAT池、曝氣系統Ⅰ及曝氣系統Ⅱ，其中DAT池和IAT池之間設有導流墻；曝氣系統Ⅰ包括供氣系統Ⅰ和曝氣膜組件，曝氣膜組件設置于DAT池內且與供氣系統Ⅰ連接，曝氣膜組件通過膜表面形成的微生物膜進行污水中有機污染物的氧化和同步硝化反硝化反應，實現生物脫氮；曝氣裝置設置于IAT池的底部，在IAT池內依靠活性污泥進行生物除磷。本發明DAT依靠曝氣膜組件上附著的生物膜進行生物脫氮，污泥齡較長；IAT依靠活性污泥進行生物除磷，可采用較短泥齡，消除了傳統生物脫氮除磷工藝中的污泥齡矛盾。

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，特別涉及一種基于MABR的DAT-IAT污水處理裝置和污水處理方法。

背景技術

近年來，水污染防治形勢面臨新的變化，部分地區氮、磷污染上升為水污染防治的主要問題，成為影響流域水質改善的突出瓶頸。污水集中處理設施是氮、磷排放的重要點源，應嚴格控制氮、磷排放總量。

DAT-IAT是SBR(sequencing batch reactor)的一種變形工藝，在污水處理領域應用廣泛。DAT-IAT由需氧池(demand aeration tank，DAT)和間歇曝氣池(intermittentaeration tank，IAT)串聯而成。DAT作為預反應區，連續進水，連續曝氣；IAT作為主反應區，連續進水，按順序完成反應、沉淀、潷水、閑置，為間歇曝氣。

DAT-IAT通過時間順序上的控制，能夠完成生物脫氮除磷過程。生物脫氮要經歷硝化反硝化兩個階段。硝化反應(依靠硝化菌完成)是指將氨氮氧化為亞硝態氮和硝態氮的生物化學反應。反硝化反應(依靠反硝化菌完成)是指微生物在缺氧情況下(溶解氧濃度通常低于0.5mg/L)，利用硝酸鹽和亞硝酸鹽中的氧化態氮作為能量代謝中的電子受體，氧作為受氫體生成H₂O和OH^-堿度，有機物作為碳源及電子供體提供能量并得到氧化，最終將NO₃^--N或NO₂^--N還原成N₂或N₂O的過程。

生物除磷過程通常包括厭氧釋磷和好氧吸磷兩個過程。在厭氧條件下，聚磷菌(PAO)充分吸收小分子有機物(主要為揮發性脂肪酸)，并以生物聚合物的形式貯存在細胞內。這一過程所需的能量主要來自細胞內貯存的聚磷酸鹽。聚磷酸鹽在厭氧狀態下水解并釋放大量的能量，最終分解為正磷酸鹽釋放到污水中。在好氧條件下，聚磷菌則利用胞內貯存的生物聚合物提供生長所需的能量和碳源。聚磷菌在生長的同時不斷在細胞體內以聚磷酸鹽的形式貯存磷，此時吸收的磷大大超過了厭氧時釋放的磷，實現了磷的超量吸收，因而出水中磷濃度大大降低。

然而，反硝化細菌、聚磷菌和硝化菌之間存在著污泥齡的矛盾。硝化菌繁殖速度緩慢，污泥齡較長；反硝化細菌和聚磷菌污泥齡則較短，污泥齡過長會使得排泥量降低，影響除磷。實際運行中，現有的DAT-IAT為了兼顧硝化效果，常采用較長的污泥齡(10-15d)，這導致了除磷效果難以進一步提高。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種基于MABR的DAT-IAT污水處理裝置和污水處理方法，將生物脫氮和生物除磷分別在DAT池和IAT池中獨立完成，消除了傳統生物脫氮除磷工藝中的污泥齡矛盾，具有高效脫氮除磷效果。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于MABR的DAT-IAT污水處理裝置，包括DAT池、IAT池、曝氣系統Ⅰ及曝氣系統Ⅱ，其中DAT池和IAT池之間設有導流墻；

所述曝氣系統Ⅰ包括供氣系統Ⅰ和曝氣膜組件，其中曝氣膜組件設置于DAT池內且與供氣系統Ⅰ連接，所述曝氣膜組件通過膜表面形成的微生物膜進行污水中有機污染物的氧化和同步硝化反硝化反應，實現有機物污染的氧化和生物脫氮；