專利名稱：一種利用生物膜過濾的污水脫氮除磷處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及污水處理的技術領域，具體地說是一種在污水活性污泥處理過程 中，利用生物膜過濾替代二沉池截留活性污泥的污水脫氮除磷方法。
背景技術：
水污染嚴重和水資源短缺已經嚴重影響我國經濟的持續(xù)發(fā)展，環(huán)境污染和 水體富營養(yǎng)化問題的尖銳化迫使越來越多的國家和地區(qū)制定嚴格的氮磷排放 標準，大量的研究已經證明，污水中的氮和磷是導致受納水體富營養(yǎng)化的主要 原因之一，常規(guī)的污水處理技術主要去除有機物和懸浮固體，對氮和磷的去處 效率較低。許多發(fā)達國家對排放污水中的氮和磷含量都做了限定，并要求污水 處理廠達到除氮除磷的要求，常規(guī)的污水脫氮除磷處理方法多為活性污泥處理 方法，目前在國內使用較多的無外乎有A/A70、 UCT、 MUCT、倒置A/A/0、 SBR、氧化溝等幾種工藝，活性污泥依次經過厭氧、缺氧、好氧過程，然后采 用二沉池(SBR池為曝氣池進行泥水分離)進行泥水分離，傳統(tǒng)的活性污泥法 曝氣池內的污泥濃度污泥濃度一般在2~4g/l左右，由于二沉池所能承受的水力 負荷和污泥固體均難以提高，從而使曝氣池內的污泥濃度難以提高，導致曝氣 池容積增大，從而增加了污水處理廠工程投資和占地面積，同時考慮污泥絮體 較輕，容易發(fā)生污泥膨脹，會導致污泥從二沉池流失，二沉池負荷較低，導致 二沉池的表面積較大，同時給污水處理廠運行管理帶來較大的困難。為克服傳 統(tǒng)二沉池活性污泥流失，曝氣池污泥濃度較低的弊端，近年來出現(xiàn)采用膜生物 反應器(MBR)處理污水，該技術采用超濾或微濾膜取代二沉池， 一般把膜裝 置放置在曝氣池中，有效解決了傳統(tǒng)二沉池污泥流失問題，曝氣池污泥可大幅 度提高，從而大大減少污水處理池容積和占地面積。由于目前超濾膜或微濾膜 處理裝置孔徑小，膜通量一般在15 201/h,m 單位面積水通量相對較低，從而 處理單位污水量的膜裝置表面積大，另外，同時膜運行時阻力較大，膜運行時
阻力最高可達5一8m,導致運行能耗高，運行一段時間后，常規(guī)物理反沖洗難 以恢復水通量，需要定期的化學清洗才能有效恢復水通量。同時由于膜表面積 大，膜組件費用較高，導致膜處理裝置工程投資比傳統(tǒng)處理技術明顯增大，運 行成本增加，從而使膜生物反應器技術的應用受到限制，另外膜生物反應器技 術對磷的去除效率較差。由此可見，采用膜生物反應器由于運行費用高，膜裝 置通量小，工程投資高等方面的限制影響其推廣應用。
如何以最簡單有效的方式替代傳統(tǒng)的二沉池，增加曝氣池的污泥濃度，有效 減少曝氣池的容積和占地面積，縮減污水處理廠工程投資，減少污水處理運行費 用，對提高污水處理效率，減少能源消耗，保護環(huán)境具有重要作用。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于提供一種利用生物膜過濾替代傳統(tǒng)二沉池的污水脫氮除磷處 理方法，采用生物膜過濾可提高曝氣池內污泥濃度，防止活性污泥流失，有效克 服現(xiàn)有生物脫氮除磷技術中的一些不足；
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是設置以不銹鋼或濾布作為過濾網 的生物膜過濾器替代傳統(tǒng)的二沉池進行泥水分離；其特征在于生物膜過濾器的
不銹鋼或濾布過濾網平均孔徑為10~200Mm，通過在濾網上形成動態(tài)生物膜可截
留活性污泥，單位濾網面積水通量可達到1001/h.m2以上，經過過濾器的最高過 濾阻力可控制在0.5m以下，濾網上形成生物膜，防止污泥流失，從而使曝氣池 污泥可達到常規(guī)的2 3倍以上，過濾后污水中部分透過濾網SS和總磷再經絮凝 沉淀池進一步去除后達到脫氮除磷要求，出水SS可穩(wěn)定達到5mg/l以下，也可 直接在曝氣池進水投加混凝劑，在到除磷的目的，過濾器運行一段時間后水通量 降低，此時需要對濾網進行反向沖洗以恢復水通量；
本發(fā)明克服傳統(tǒng)活性污泥脫氮除磷處理方法中曝氣池內污泥濃度較低，二沉 池污泥流失等弊端，在正常運行時，通過過濾器濾網表面形成動態(tài)生物膜過濾層， 使污泥截留在曝氣池內，從而使曝氣池內污泥濃度比常規(guī)活性污泥法曝氣池內污 泥濃度大大提高，從而使曝氣池的有效容積是常規(guī)活性污泥法的1/2 1/3，可大 大減少池容積和占地面積，節(jié)約工程造價，另外由于采用過濾取代傳統(tǒng)的二沉池， 不存在傳統(tǒng)活性污泥處理廠運行過程中的污泥膨脹和二沉池污泥流失問題，使污 水廠操作和運行簡便。另外，由于本發(fā)明采用的生物膜過濾器濾網孔徑較大，過 濾器的阻力在0.5m以下，同時濾網水通量是常規(guī)膜生物反應器(MBR)中超濾 膜膜水通量5 10倍，單位濾網面積水通量可達到1001/h.m2以上，過濾出水經過 絮凝沉淀池對水中SS、 TP等污染物進一步的去除，有效達到脫氮除磷的目的， 相對于傳統(tǒng)的超濾和微濾膜，該過濾器除水通量大、過濾阻力低外，由于采用不 銹鋼或濾布濾網過濾，過濾裝置的費用大大降低，有效節(jié)約工程投資和降低運行 費用。


-
圖l為本發(fā)明實施例的方法圖
圖2為本發(fā)明的另一實施例的方法圖 圖3為本發(fā)明的另一實施例的方法圖
1曝氣池2絮凝池3沉淀池4生物膜過濾器5曝氣器6反沖洗 空氣7反沖洗水泵8絮凝攪拌機 9剩余污泥IO沉淀污泥 11混凝劑 12回流泵
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例1對本發(fā)明作進一步的描述。
本發(fā)明的方法在曝氣池內設置生物膜過濾器替代傳統(tǒng)的二沉池進行泥水分 離；具體運行過程為污水首先進入活性污泥曝氣池(1)，在曝氣池(1)內設 置曝氣器(5)進行曝氣，污水中的有機物和氨氮在曝氣池內微生物作用下進行 氧化分解和硝化反應，在曝氣池內設置生物膜過濾器(4)，生物膜過濾器(4)
采用不銹鋼或濾布濾網組成，不銹鋼或濾布濾網平均孔徑為10 200Mm，活性污
泥在濾網上形成動態(tài)生物膜，污水經過生物膜過濾器(4)過濾后，出水SS基 本可達到20mg/1以下，由于濾網孔徑大，水通量可達到1001/h.m2以上，過濾阻 力可控制在0.5m以下，生物膜過濾器(4)運行一段時間后水通量降低，此時利 用反向沖空氣(6)和反沖洗水泵(7)沖洗濾網，可恢復生物膜過濾器(4)的 水通量；曝氣池內活性污泥在生物膜過濾的作用下被截留在曝氣池內，達到進行 泥水過濾分離目的，曝氣池剩余污泥(9)定期排放，曝氣池內污泥濃度可達到
常規(guī)曝氣池內污泥濃度的2~3倍以上，從而在常規(guī)處理工藝相同負荷情況下大大 減少曝氣池容積和占地面積；過濾后污水進入絮凝池(2)，在此投加混凝劑(ll)， 通過在絮凝池(2)內形成絮體后進入沉淀池(3)，達到對懸浮物、磷進一步去 除的目的，最終污水達到脫氮除磷的出水要求，同時出水SS可穩(wěn)定達到5mg/1 以下；
該種利用生物膜過濾的污水脫氮除磷處理方法，它的主要特點是
采用采用不銹鋼或濾布濾網組成的生物膜過濾器替代二沉池進行泥水分 離，污泥截留在曝氣池內，使曝氣池內污泥濃度大大提高，從而使曝氣池的有效 容積是常規(guī)活性污泥法的1/2-1/3，由于過濾網孔徑較大，水通量可達到1001/h.m2 以上且過濾阻力小于0.5m，反沖洗時濾網水通量恢復容易；過濾后出水經絮凝 沉淀進一步處理，可去除經過濾難以去除的SS和完成對TP的去除，由于曝氣 池污泥濃度高，從而使系統(tǒng)的停留時間比傳統(tǒng)活性污泥處理大大縮短，從而有效 減少污水處理池的容積和占地面積，工程造價大大降低。
本發(fā)明另一實例是在曝氣池(1)內活性污泥混合液進入生物膜過濾器(4)， 污水經過生物膜過濾器(4)進水泥水分離，生物膜過濾器(4)過濾截留污泥通 過回流泵(12)回流到曝氣池內，從而維持曝氣池(1)內污泥濃度，過濾后出 水投加混凝劑(11)，在絮凝池(2)內形成絮體后進入沉淀池(3)進行沉淀， 達到對磷去除的目的，生物膜過濾器(4)運行一段時間后水通量降低，此時利 用反向沖空氣(6)和反沖洗水泵(7)沖洗濾網，可恢復生物膜過濾器(4)的 水通量，曝氣池剩余污泥(9)定期排放；
本發(fā)明另一實施例是在曝氣池(1)內設置生物膜過濾器(4)，在曝氣池(1) 進水投加混凝劑(11)，使磷在曝氣池(1)內去除，活性污泥采用生物膜過濾器
(4)進水泥水分離，污泥截留在曝氣池(1)內，生物過濾器(4)出水排放， 生物膜過濾器(4)運行一段時間后水通量降低，此時利用反向沖空氣(6)和反 沖洗水泵(7)沖洗濾網，可恢復生物膜過濾器(4)的水通量，曝氣池剩余污泥
(9)定期排放。
權利要求
1、利用生物膜過濾的污水脫氮除磷處理方法，設置以不銹鋼或濾布作為過濾網的生物膜過濾器進行活性污泥的泥水分離；其特征在于生物膜過濾器(4)不銹鋼或濾布濾網平均孔徑為10～200μm，通過濾網上形成生物膜可截留活性污泥，單位濾網面積水通量可達到100l/h.m2以上，最高過濾阻力可控制在0.5m以下，曝氣池污泥可達到常規(guī)的2～3倍以上，剩余污泥(9)定期排放，生物膜過濾器運行一段時間后阻力增大，水通量降低，此時采用反向沖空氣(6)和反沖洗水泵(7)沖洗后，即可恢復生物膜過濾器(4)的正常運行；
2、 根據權利要求1所述的利用生物膜過濾的污水脫氮除磷處理方法，其特征 在于在曝氣池(1)內設置生物膜過濾器(4)，曝氣池(1)內活性污泥在生物 膜過濾器的濾網生物膜過濾層的作用下被截留在曝氣池內，維持曝氣池U)內 污泥濃度，生物膜過濾器(4)過濾后出水在絮凝池(2)內形成絮體后進入沉淀 池(3)，進一步除磷處理后排放；
3、 根據權利要求1所述的利用生物膜過濾的污水脫氮除磷處理方法，其特征在于曝氣池(1)活性污泥混合液自流進入生物膜過濾器(4)，生物膜過濾器(4)過濾截留污泥通過回流泵(12)回流到曝氣池內，維持曝氣池(1)內污泥 濃度，生物膜過濾器(4)過濾后出水在絮凝池(2)內形成絮體后進入沉淀池(3)， 進一步除磷處理后排放；
4、 根據權利要求1所述的利用生物膜過濾的污水脫氮除磷處理方法，其特征 在于在曝氣池(1)內設置生物膜過濾器(4)，在曝氣池(1)進水投加混凝劑(11)，使磷在曝氣池(1)內去除，曝氣池(1)內活性污泥在生物膜過濾器的 濾網生物膜過濾層的作用下被截留在曝氣池內，維持曝氣池(1)內污泥濃度，生物膜過濾器(4)過濾后出水直接排放；
全文摘要
一種利用生物膜過濾的污水脫氮除磷處理方法，在曝氣池內設置以不銹鋼或濾布作為過濾網的生物膜過濾器替代傳統(tǒng)的二沉池進行泥水分離；其特征在于生物膜過濾器不銹鋼或濾布濾網平均孔徑為10～200μm，在濾網上形成生物膜可截留活性污泥，單位濾網水通量可達到100l/h.m2以上，最高過濾阻力可控制在0.5m以下，曝氣池污泥可達到常規(guī)的2～3倍以上，生物膜過濾器過濾后出水中的磷再經絮凝和沉淀進一步處理達到脫氮除磷要求，生物過濾器運行一段時間后阻力增大，水通量降低，此時采用反向沖空氣和反沖洗水泵沖洗后，即可恢復生物膜過濾器的正常運行。
文檔編號C02F3/10GK101168461SQ20061011761
公開日2008年4月30日 申請日期2006年10月26日 優(yōu)先權日2006年10月26日
發(fā)明者辰 張, 鄒偉國 申請人:上海市政工程設計研究總院;上海斯美市政工程研發(fā)中心