公布日：2023.12.08
申请日：2023.10.09
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N
摘要
本发明公布了一种基于MABR的污水处理工艺，包括一体化集成在混凝土箱中的污水收集池、厌氧池、MABR反应池、二沉池和中间水池，二沉池的底部连接污泥浓缩池和污泥存储池，MABR反应池内布置有MABR模块，MABR模块包括曝气膜和微生物膜，微生物膜沿背离曝气膜的方向依次为好氧硝化层、过渡层兼氧和厌氧反硝化层，本发明的有益效果是，采用中空纤维膜作为曝气膜，比表面积较大，有利于生物量的积累，微生物附着生长在膜的表面，不会被曝气冲刷；氧气和污染物进入生物膜的方向相反，微生物膜独特的氧化还原分层结构，可以同时进行硝化和反硝化反应，可在低碳氧比的情况下实现总氮的高效去除；在曝气的过程中，没有气泡的产生，可以提高溶氧效率，降低能耗。
权利要求书
1.一种基于MABR的污水处理工艺，其特征在于，包括一体化集成在混凝土箱中的污水收集池、厌氧池、MABR反应池、二沉池和中间水池，所述二沉池的底部连接污泥浓缩池和污泥存储池，所述MABR反应池内布置有MABR模块，污水经管网收集进入污水收集池，通过污水提升泵提升污水，并经过细格栅的过滤拦截大块悬浮物后依次进入厌氧池、MABR反应池和二沉池处理，通过MABR模块对污水进行处理，污水在二沉池进行泥水分离，二沉池的上部清液自留至中间水池，并依次经过砂滤和消毒后排放，二沉池的底部污泥经过污泥泵输送到污泥浓缩池中或回流到厌氧池中，污泥浓缩池的上层清液回流到污水收集池，浓缩后的污泥进入污泥存储池后定期清运。
2.根据权利要求1所述的一种基于MABR的污水处理工艺，其特征在于，所述MABR模块包括曝气膜和微生物膜，通过中空纤维曝气膜作为微生物附着载体，MABR模块安装在钢架中形成膜箱，膜箱放置在MABR反应池中，通过风机向中空纤维曝气膜中输入空气。
3.根据权利要求2所述的一种基于MABR的污水处理工艺，其特征在于，所述微生物膜沿背离曝气膜的方向依次为好氧硝化层、过渡层兼氧和厌氧反硝化层。
4.根据权利要求3所述的一种基于MABR的污水处理工艺，其特征在于，所述生物膜由微生物以及胞外多聚物组成，包括细菌、真菌、藻类、原生动物和后生动物。
5.根据权利要求4所述的一种基于MABR的污水处理工艺，其特征在于，所述曝气膜的曝气过程以曝气膜两侧的氧气溶解浓度差作为推动力，利用氧气在曝气膜中的溶解和扩散作用，使氧气以单分子形式向水中扩散，供氧的速率由以下公式计算：
其中，
为氧气传递速率；KL为扩散系数，m/s；A为曝气膜的比表面积；Cs为气液界面的氧气溶解浓度；C为液相中氧气的实际溶解浓度。
6.根据权利要求5所述的一种基于MABR的污水处理工艺，其特征在于，所述MABR模块工作时，风机将空气抽取到中空曝气膜中，在曝气膜两侧的氧气溶解浓度差的推动下，氧气经微生物膜扩撒到污水中，污水中的污染物在浓差驱动和微生物吸附的作用下进入生物膜，并经过生物代谢和增殖被微生物利用，使污水中的污染物同化为微生物菌体固定在生物膜上或分解成无机代谢产物。
7.根据权利要求6所述的一种基于MABR的污水处理工艺，其特征在于，所述生物膜工作时，紧靠曝气膜的位置氧气浓度最大，为好氧硝化层，分布亚硝化菌和硝化菌，硝化速率最大；中间为过渡兼氧层，此层临近水流主体，有机物浓度较高，同时最外层的厌氧菌代谢也会发生低分子有机物，形成较高的C/N比，有利于获得高反硝化速率，节省外加碳源的投加；最外层的厌氧硝化层有利于控制生物膜厚度，可减少污泥产量；由于MABR膜丝上的生物膜逐层形成好氧硝化层、过渡兼氧层和厌氧反硝化层等功能区，为硝化反硝化提供了反应机理，无需内回流。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种基于MABR的污水处理工艺，本发明是通过以下技术方案来实现的。
一种基于MABR的污水处理工艺，包括一体化集成在混凝土箱中的污水收集池、厌氧池、MABR反应池、二沉池和中间水池，所述二沉池的底部连接污泥浓缩池和污泥存储池，所述MABR反应池内布置有MABR模块，污水经管网收集进入污水收集池，通过污水提升泵提升污水，并经过细格栅的过滤拦截大块悬浮物后依次进入厌氧池、MABR反应池和二沉池处理，通过MABR模块对污水进行处理，污水在二沉池进行泥水分离，二沉池的上部清液自留至中间水池，并依次经过砂滤和消毒后排放，二沉池的底部污泥经过污泥泵输送到污泥浓缩池中或回流到厌氧池中，污泥浓缩池的上层清液回流到污水收集池，浓缩后的污泥进入污泥存储池后定期清运。
优选的，所述MABR模块包括曝气膜和微生物膜，通过中空纤维曝气膜作为微生物附着载体，MABR模块安装在钢架中形成膜箱，膜箱放置在MABR反应池中，通过风机向中空纤维曝气膜中输入空气。
优选的，所述微生物膜沿背离曝气膜的方向依次为好氧硝化层、过渡层兼氧和厌氧反硝化层。
优选的，所述生物膜由微生物以及胞外多聚物组成，包括细菌、真菌、藻类、原生动物和后生动物。
优选的，所述曝气膜的曝气过程以曝气膜两侧的氧气溶解浓度差作为推动力，利用氧气在曝气膜中的溶解和扩散作用，使氧气以单分子形式向水中扩散，供氧的速率由以下公式计算：
其中，
为氧气传递速率；KL为扩散系数，m/s；A为曝气膜的比表面积；Cs为气液界面的氧气溶解浓度；C为液相中氧气的实际溶解浓度。
优选的，所述MABR模块工作时，风机将空气抽取到中空曝气膜中，在曝气膜两侧的氧气溶解浓度差的推动下，氧气经微生物膜扩撒到污水中，污水中的污染物在浓差驱动和微生物吸附的作用下进入生物膜，并经过生物代谢和增殖被微生物利用，使污水中的污染物同化为微生物菌体固定在生物膜上或分解成无机代谢产物。
优选的，所述生物膜工作时，紧靠曝气膜的位置氧气浓度最大，为好氧硝化层，分布亚硝化菌和硝化菌，硝化速率最大；中间为过渡兼氧层，此层临近水流主体，有机物浓度较高，同时最外层的厌氧菌代谢也会发生低分子有机物，形成较高的C/N比，有利于获得高反硝化速率，节省外加碳源的投加；最外层的厌氧硝化层有利于控制生物膜厚度，可减少污泥产量；由于MABR膜丝上的生物膜逐层形成好氧硝化层、过渡兼氧层和厌氧反硝化层等功能区，为硝化反硝化提供了反应机理，无需内回流。
本发明的有益效果是，采用中空纤维膜作为曝气膜，比表面积较大，有利于生物量的积累，微生物附着生长在膜的表面，不会被曝气冲刷；氧气和污染物进入生物膜的方向相反，微生物膜独特的氧化还原分层结构，可以同时进行硝化和反硝化反应，可在低碳氧比的情况下实现总氮的高效去除；在曝气的过程中，没有气泡的产生，可以提高溶氧效率，降低能耗。
（发明人：王碧云;孙艾林;许雪煌）
