本發明屬于水處理,涉及污水處理裝置與處理工藝,尤其涉及一種簡化mabr與mbr的結合方式,提高mabr的脫氮除碳效果,保證mabr高效傳質的mabr與mbr有效耦合的污水處理裝置及處理工藝。
背景技術:
1、無孔曝氣膜生物反應器(mabr)是一種節能降耗的新技術,mabr基于透氣膜,通過膜將氣態底物提供給在膜外部形成的生物膜。由于氧氣和污染物分別從生物膜兩側進入生物膜內,這使得mabr生物膜內的微生物具有獨特的菌落結構,不同的分層的微生物具有不同污染物處理能力。膜表面更厚的生物膜有助于提升其負荷能力,但同時又會導致污染物較難穿透生物膜層,如何提高污染物在膜表面的傳質能力是提高mabr膜性能的關鍵。
2、mabr通常放置在缺氧池,對污泥濃度要求不高,不需要或者需要少量回流避免處理水中的污染物濃度被稀釋;mbr通常放置在生化反應池末端,代替二沉池,為保證生化系統的污泥濃度,mbr通常需要較大的回流量,且mbr需要定期的維護性清洗,維護性清洗殘留的藥劑濃度往往會對生化系統的污泥產生一定的影響,因此,mabr與mbr工藝在一定程度上有明顯的沖突性,目前的相關專利與技術無法規避這個問題,導致實際應用過程,兩則都無法達到理想效果。
3、例如,專利公開號cn114380454a,公開日2022年4月22日公開的一種基于mabr和mbr的tmbr污水處理工藝的發明,mbr的混合液回流至mabr池,整個系統屬于活性污泥系統,并沒有解決mabr與mbr結合過程存在的問題。
4、專利公開號cn107867755a,公開日2018年4月3日公開的一種處理高濃度有機物和氨氮廢水的ambrmabr-a/o-mbr方法及其設備的發明,是針對高濃度有機廢水處理的,需要厭氧處理過程,mabr放置對高濃度有機污染物進行厭氧消化的厭氧生物處理斷,整個系統也是活性污泥系統。
5、有鑒于此,特提出本發明。
技術實現思路
1、本發明主要是為了解決在市政污水處理過程中,例如一體化設備中,現有mabr與mbr的耦合在一定程度上有明顯的沖突性,導致實際應用過程,兩則都無法達到理想效果的缺陷,包括以下問題:
2、(1)由于mbr系統需要大流量的回流保證系統的污泥濃度,減少mbr膜的污染,但是大流量回流導致整個生化系統的污染物濃度低,而mabr膜需要在高濃度污染物條件下才能發揮最大優勢,因此常規的mabr+mbr工藝組合難以實現mbr與mabr膜的性能與優勢。
3、(2)由于mbr系統的大流量保證了系統的污泥濃度,但是高污泥濃度影響了mabr的物質傳質,影響mabr性能的發揮。
4、(3)對于純生物膜系統,沒有懸浮態活性污泥,而mbr工藝必須要有懸浮態活性污泥,且污泥濃度可以達到12000mg/l,高污泥濃度是mbr的主要優勢,因此常規工藝上兩者很難結合。
5、(4)對于活性污泥系統的mabr系統通常是將整個mabr膜裝置放置在反應池中,為了減少占地,膜裝置的尺寸往往比較緊湊,在反應池中放置阻力較大的緊湊裝置,不僅會影響反應池中的流體速度,出現池內污泥沉降問題,還可能引起混合液無法進入mabr膜裝置內部,污染物無法被mabr處理,因此常規mabr膜裝置布置也難以起到應有的效果。
6、因此,本發明提供了一種mabr與mbr有效耦合的污水處理裝置及處理工藝,通過本發明的污水處理裝置與處理工藝解決了mbr高污泥濃度對mabr膜上微生物與污水充分接觸問題,解決了mbr高倍流量回流對mabr系統缺氧環境的影響,減少系統的回流量,保證mabr的脫氮除碳效果,解決了mbr清洗過程藥劑殘留對mabr生物膜系統的影響,保證系統的穩定運行,解決了純生物膜法處理效率低、占地面積大的問題;解決了mabr膜與混合液充分接觸的問題,保證系統的水力流態,簡化了mabr與mbr的結合方式,運行上互不相應,控制上簡單。
7、為了實現上述目的,本發明采用以下技術方案:
8、本發明首先提供了一種mabr與mbr有效耦合的污水處理裝置,所述污水處理裝置依次包括預處理系統,調節池,mabr池,生化反應池,mbr池,混合液回流系統以及供氣系統,其中,mbr池中的混合液經混合液回流系統回流至mabr池的后段,所述生化反應池為好氧池、缺氧池、脫氧池、氧化溝的一種或幾種組合;所述mabr池中設有mabr膜單元,mabr膜單元蓬松后的體積大小占mabr池容積的50%以上。
9、作為本發明的一種優選方案,mabr膜單元包括供氣管道,尾氣管道,多根支撐柱與可拆卸的多個束狀膜組件,所述供氣管道包括供氣總管與供氣支管,所述尾氣管道包括尾氣總管與尾氣支管,供氣支管與尾氣支管上連接有若干個束狀膜組件,束狀mabr膜組件通過供氣總管、供氣支管、尾氣總管、尾氣支管與mabr區的池體固定,通過若干根支撐柱均勻穩定地布置在mabr池中。
10、作為本發明的一種優選方案,mabr膜單元由多個束狀膜組件組成,束狀膜組件均勻分布設置在mabr池中,相鄰兩個束狀膜組件膜間距為單個膜組件直徑的2-10倍,單個束狀膜組件以快插的形式安裝。
11、作為本發明的一種優選方案,mabr膜為致密無孔的透氧膜,膜片結構為膜絲與纖維絲編織成片的簾式結構。
12、作為本發明的一種優選方案,所述供氣系統包括風機,風機分別給mabr池、生化反應池以及mbr池的曝氣沖刷結構供氣。
13、作為本發明的一種優選方案,所述束狀膜組件的上端與所述供氣支管連接,連接處設有密封墊圈,所述供氣總管與供氣支管通過活動接頭連接,所述活動接頭上設有閥門。
14、作為本發明的一種優選方案,所述的束狀膜組件的下端與所述尾氣支管連接,連接處設有密封墊圈;尾氣支管與尾氣總管通過活動接頭連接,所述活動接頭上設有閥門。
15、本發明還提供了采用上述污水處理裝置的mabr與mbr有效耦合的污水處理工藝,所述污水處理工藝包括以下步驟:
16、1)污水經預處理系統處理后,進入調節池;
17、2)調節池出水進入mabr池進行cod、nh3-n、tn的降解與去除;
18、3)mabr池的出水與mbr池和/或生化反應池回流的混合液混合后進入生化反應池進行剩余污染物的降解;
19、4)生化反應池的出水進入mbr池完成泥水分離;
20、5)mbr的產水達標后排放,mbr池中的混合液經混合液回流系統回流至mabr池的后段的生化反應池;部分混合液定期外排至排泥系統。
21、作為本發明的一種優選方案,步驟5)中,mbr池的混合液以100%-400%的回流量回流至mabr池后段的生化處理工藝。
22、作為本發明的一種優選方案,生化反應池為好氧池或者缺氧池或者缺氧池與脫氧池或者缺氧池與好氧池的組合。
23、與現有技術相比,本發明具有以下有益效果:
24、1)本發明的污水處理裝置與污水處理工藝解決了mbr高污泥濃度對mabr膜上微生物與污水充分接觸問題,保證mabr的高效傳質。
25、2)本發明的污水處理裝置與污水處理工藝解決了mbr高倍流量回流對mabr系統缺氧環境的影響,減少系統的回流量,保證mabr的脫氮除碳效果。
26、3)本發明的污水處理裝置與污水處理工藝解決了mbr高倍流量回流對mabr系統污染物的稀釋作用,提高mabr的脫氮效果;
27、4)本發明的污水處理裝置與污水處理工藝解決了mbr清洗過程藥劑殘留對mabr生物膜系統的影響,保證系統的穩定運行;
28、5)本發明的污水處理裝置解決了mabr膜與污水處分接觸的問題,減少了短流的發生;
29、6)本發明簡化了mabr與mbr的結合方式,運行上互不相應,控制上簡單;
30、7)本發明可以根據實際情況調整mabr的控制,保證系統的穩定,提高系統的抗沖擊性。
31、8)本發明可以根據實際情況調整生化系統與mbr的運行,保證系統的處理效果,提高系統的經濟性。