CN116177823A - 一种资源能源化综合污水处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种资源能源化综合污水处理装置及方法，包括对污水进行预处理：向污水中添加药液，对加入药液的污水进行混凝、沉淀处理；对经混凝、沉淀处理后的清液进行生化处理，去除污染物：生化处理包括短程硝化反硝化处理和/或厌氧氨氧化处理以及微好氧处理；对经过生化处理的污水进行过滤消毒，去除污水中的悬浮物和有害微生物，然后排放。结构简单、使用灵活，对污水进行混凝沉淀，去除部分污染物，短程硝化反硝化MABR膜处理单元、厌氧氨氧化MABR膜处理单元和微好氧MABR膜处理单元对沉淀后的清液进行生化处理，进一步去除污染物，生化处理后的污水经过滤消毒模块过滤消毒，降低水体中的悬浮物和有害微生物，达到排放标准。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，尤其是涉及一种资源能源化综合污水处理装置及方法。
背景技术
城镇污水处理厂的污水呈现低碳氮比特征，处理工艺多采用A2/O工艺，该工艺存在工艺流程复杂、能耗物耗高、脱氮效果差、运行操作不方便等问题，***抗冲击能力差，稳定性差，温室气体排放大，运行成本高。同时，在减污降碳的时代背景下，常规污水处理技术难以实现城镇污水的资源和能源化利用。因此亟需一种适用于城镇污水特点的资源能源化的污水处理***和解决方案。
在专利CN113845224A（“一种适用于低碳氮比污水治理的工艺方法”）中公开了一种低碳比污水处理方法，利用的是预处理***和PN/A***，常规预处理***采用普通絮凝剂进行混凝沉淀，但在日渐能源化污水处理工艺的发展下，常规如PAC、PAM等混凝助凝剂处理在污水处理过程中和污泥的后处理中不能够被降解或利用，其长期留存会对环境生态产生不良影响。因此研究开发可持续的资源能源化低碳污水处理***已是必然。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种资源能源化综合污水处理装置及方法，以解决现有技术存在的以上或者其他前者问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种资源能源化综合污水处理方法，包括，
对污水进行预处理：向污水中添加药液，对加入药液的污水进行混凝、沉淀处理；
对经混凝、沉淀处理后的清液进行生化处理，进一步去除污染物：生化处理包括短程硝化反硝化处理和/或厌氧氨氧化处理以及微好氧处理；
对经过生化处理的污水进行过滤消毒，进一步去除悬浮物和有害微生物，然后排放。
进一步的，短程硝化反硝化处理为在短程硝化反硝化MABR膜处理单元中进行硝化反硝化反应，短程硝化反硝化MABR膜处理单元包括短程硝化反硝化MABR膜组件，短程硝化反硝化MABR膜组件的MABR膜丝外表面形成由内至外为好氧/缺氧/厌氧的生物膜结构，水体中的溶解氧浓度为0.2-0.5mg/L。
进一步的，厌氧氨氧化处理为在厌氧氨氧化MABR膜处理单元中进行厌氧氨氧化反应，厌氧氨氧化MABR膜处理单元包括厌氧氨氧化MABR膜组件，厌氧氨氧化MABR膜组件的MABR膜丝外表面的生物膜中含有厌氧氨氧化菌，水体中溶解氧浓度为0-0.4mg/L。
进一步的，微好氧处理为在微好氧MABR膜处理单元中进行微好氧处理，微好氧MABR膜处理单元包括微好氧MABR膜组件，微好氧MABR膜组件的MABR膜丝外表面的生物膜保持在好氧状态，水体中溶解氧浓度为0.5-1.0mg/L。
进一步的，当生化处理包括短程硝化反硝化处理、厌氧氨氧化处理和微好氧处理时，短程硝化反硝化处理与厌氧氨氧化处理在同一池体中进行。
进一步的，药液为有机可降解高分子材料和/或绿色无机絮凝材料，用于分离去除污水中大部分COD和磷元素。
一种资源能源化综合污水处理装置，包括依次相连通的预处理模块、MABR膜多过程处理模块以及过滤消毒模块，其中，
预处理模块包括混凝池、与混凝池相连通的沉淀池以及与混凝池相连通的加药模块，混凝池内设有搅拌装置，加药模块向混凝池内添加药液，搅拌装置对加入药液的污水进行搅拌、混合，沉淀池中进行沉淀分离；
MABR膜多过程处理模块包括短程硝化反硝化MABR膜处理单元和/或厌氧氨氧化MABR膜处理单元和微好氧MABR膜处理单元，对从混凝沉淀模块流出的清液进行短程硝化反硝化和/或厌氧氨氧化处理以及微好氧处理；其中，短程硝化反硝化MABR膜处理单元与微好氧MABR膜处理单元连通，或，厌氧氨氧化MABR膜处理单元与微好氧MABR膜处理单元连通，或，短程硝化反硝化MABR膜处理单元与厌氧氨氧化MABR膜处理单元设于同一池体内，且该池体与微好氧MABR膜处理单元所在池体连通；
过滤消毒模块对经生化处理后的污水进行过滤消毒处理。
进一步的，短程硝化反硝化MABR膜处理单元包括短程硝化反硝化MABR膜组件以及设于短程硝化反硝化MABR膜组件底部的曝气管，短程硝化反硝化MABR膜组件的MABR膜丝外表面形成由内至外为好氧/缺氧/厌氧的微生物膜结构，曝气管间歇开启；
厌氧氨氧化MABR膜处理单元包括厌氧氨氧化MABR膜组件以及设于厌氧氨氧化MABR膜组件底部的密格网，厌氧氨氧化MABR膜组件的MABR膜丝外表面的生物膜中含有厌氧氨氧化菌，密格网连接有支撑件；
微好氧MABR膜处理单元包括微好氧MABR膜组件、设于微好氧MABR膜组件底部的斜坡装置以及回流***，微好氧MABR膜组件的MABR膜丝外表面的生物膜呈微好氧状态，斜坡装置的前端的高度大于末端的高度；
微好氧MABR膜组件的底部设有曝气管，间歇开启；
回流***包括相连接的回流管和回流泵，回流管的两端分别与短程硝化反硝化MABR膜处理单元的前端和微好氧MABR膜处理单元的末端连通，在回流泵的作用下，将回流液回流至短程硝化反硝化MABR膜处理单元的前端。
进一步的，短程硝化反硝化MABR膜组件、厌氧氨氧化MABR膜组件与微好氧MABR膜组件数量不相同。
进一步的，过滤消毒模块包括过滤模块和消毒模块，过滤模块的填料为石英砂、陶粒和活性炭中的一种或几种；过滤模块为单过滤***、双过滤***或单过滤双层过滤***；消毒模块的消毒设备为紫外消毒灯或化学消毒设备。
由于采用上述技术方案，资源能源化综合污水处理装置结构简单、使用灵活，利用有机可降解高分子材料和/或绿色无机絮凝材料对污水进行混凝沉淀，去除部分污染物和绝大多数的磷元素，短程硝化反硝化MABR膜处理单元、厌氧氨氧化MABR膜处理单元和微好氧MABR膜处理单元对沉淀后的清液连续进行生化处理，进一步去除污水中的污染物，生化处理后的污水经过过滤消毒模块进行过滤消毒，进一步降低水体中的悬浮物和有害微生物，提升水质，使得出水达到排放标准，处理流程短，成本低，无污染堵塞，处理效果好。
附图说明
图1是本发明的一实施例的流程示意图；
图2是本发明的一实施例的立面结构示意图。
图中：
1、进水口；2、加药模块； 3、混凝池；4、沉淀池；5、短程硝化反硝化MABR膜处理单元；6、厌氧氨氧化MABR膜处理单元；7、微好氧MABR膜处理单元；8、过滤消毒模块；9、出水口；10、供气设备； 11、阀门； 12、主供气管路；13、流道隔墙；14、短程硝化反硝化MABR膜组件；15、曝气管；16、污泥外排***；17、回流泵； 18、回流管；19、密格网； 20、支撑件； 21、厌氧氨氧化MABR膜组件；22、微好氧MABR膜组件； 23、斜坡装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
图1示出了本发明的一实施例的流程示意图，本实施例涉及一种资源能源化综合污水处理装置及方法，用于对资源能源化污水进行处理，依次对污水进行混凝沉淀处理、MABR膜多过程处理和过滤消毒处理，去除污水中的污染物，提升水质，使得排出的水达到排放标准。
一种资源能源化综合污水处理装置，如图1-图2所示，包括依次相连通的预处理模块、MABR膜多过程处理模块、过滤消毒模块8以及与预处理模块相连接的加药模块2，依次对污水进行混凝沉淀处理、多过程MABR膜处理和过滤消毒处理，去除污水中的污染物，使得处理后的水能够达到排放标准，其中，
预处理模块包括相连通的混凝池3和沉淀池4，混凝池3内设有搅拌装置，加药模块2向混凝池3内添加药液，搅拌装置对加入药液的污水进行搅拌、混合，混合后进行混凝，沉淀池4进行沉淀，去除污水中的部分污染物和绝大部分磷元素；
MABR膜多过程处理模块包括短程硝化反硝化MABR膜处理单元5和/或厌氧氨氧化MABR膜处理单元6和微好氧MABR膜处理单元7，对从预处理模块流出的清液进行生化处理，进一步去除清液中的污染物，预处理模块中的沉淀物排出该污水处理装置，进行资源能源化利用；
其中，上述的生化处理包括短程硝化反硝化处理和/或厌氧氨氧化处理和微好氧处理，即，该生化处理可以包括短程硝化反硝化处理和微好氧处理，或者，该生化处理可以包括厌氧氨氧化处理和微好氧处理，或者，该生化处理可以包括短程硝化反硝化处理、厌氧氨氧化处理和微好氧处理，该生化处理可以根据实际需求选择相应的处理模式，这里不做具体要求；
过滤消毒模块8对经生化处理后的污水进行过滤消毒处理，进一步去除经生化处理后的污水中的悬浮物和有害微生物，并排出过滤后的水，使得排出的水达到排放标准。
具体地，如图2所示，在预处理模块中，污水在混凝池3中混凝，在沉淀池4中沉淀，其中，混凝池3包括反应区以及设于反应区下游的混凝区，反应区内设有搅拌装置，对加入药液的污水进行搅拌，使得药液与污水充分混合，混合后的混合液进入混凝区进行充分混凝，混凝后的污水进入沉淀池4中进行沉淀，进行泥水分离。
上述的混凝池3设置有进水口1，该进水口1使得混凝池3的内外相连通，使得污水能够经该进水口1进入混凝池3内，混凝池3内靠近进水口1的位置被设置为反应区，反应区内设置有搅拌装置，该搅拌装置可以是连接有电机的搅拌桨，反应区的下游为混凝区；该混凝池3与加药模块2连通，药液从加药模块2直接投放进入混凝池3的反应区内，与反应区内的污水在搅拌装置的作用下快速、充分混合，形成混合液，混合液进入混凝区，在混凝区内进行混凝，混凝后的水体进入沉淀池4。
在本实施例中，该加药模块2可以为加药设备，为市售产品，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。
混凝后的水体在沉淀池4内进行沉淀，实现固液分离，所获清液进入MABR膜多过程处理模块中，进行生化处理；在沉淀池4的底部设置有污泥外排***16，使得所获沉淀物排放至污水处理装置的外部，进行资源能源化利用。
进入MABR膜多过程处理模块中的清液经过短程硝化反硝化MABR膜处理单元5的短程硝化反硝化处理和/或厌氧氨氧化MABR膜处理单元6的厌氧氨氧化处理和微好氧MABR膜处理单元7的微好氧处理，污水中的绝大多数污染被消减去除。具体地，当生化处理包括短程硝化反硝化处理和微好氧处理时，该MABR膜多过程处理模块包括相连通的短程硝化反硝化MABR膜处理单元5和微好氧MABR膜处理单元7，依次对清液进行短程硝化反硝化反应和微好氧反应，此种情况下，短程硝化反硝化MABR膜处理单元5的反应区域和微好氧MABR膜处理单元7的反应区域单独设置，可以分别位于单独的池体内，或者，位于同一池体内，经流道隔墙13隔开；
或者，当该生化处理包括厌氧氨氧化处理和微好氧处理时，该MABR膜多过程处理模块包括相连通的厌氧氨氧化MABR膜处理单元6和微好氧MABR膜处理单元7，依次对清液进行厌氧氨氧化反应和微好氧反应，此种情况下，厌氧氨氧化MABR膜处理单元6的反应区域和微好氧MABR膜处理单元7的反应区域单独设置，可以分别位于单独的池体内，或者，位于同一池体内，经流道隔墙13隔开；
或者，当该生化处理包括短程硝化反硝化处理、厌氧氨氧化处理和微好氧处理时，该MABR膜多过程处理模块包括短程硝化反硝化MABR膜处理单元5、厌氧氨氧化MABR膜处理单元6和微好氧MABR膜处理单元7，对清液进行短程硝化反硝化反应、厌氧氨氧化反应和微好氧反应，此种情况下，短程硝化反硝化MABR膜处理单元5与厌氧氨氧化MABR膜处理单元6位于同一反应区域内，该反应区域位于同一池体内，微好氧MABR膜处理单元7的反应区域位于单独的池体内，或者，短程硝化反硝化MABR膜处理单元5与厌氧氨氧化MABR膜处理单元6的反应区域通过流道隔墙13与微好氧MABR膜处理单元7的反应区域隔开，清洗进入短程硝化反硝化MABR膜处理单元5与厌氧氨氧化MABR膜处理单元6中，同时进行短程硝化反硝化反应和厌氧氨氧化反应（根据池体中的水体的溶解氧浓度来选择，溶解氧浓度控制在0.5mg/L以下，保证溶解氧浓度既能满足短程硝化反硝化反应需要，也能满足厌氧氨氧化反应，二者反应的溶解氧需求有重叠部分，可以在合并的溶解氧区间控制溶解氧含量），然后进行微好氧反应；
或者，当该生化处理包括短程硝化反硝化处理、厌氧氨氧化处理和微好氧处理时，该MABR膜多过程处理模块包括短程硝化反硝化MABR膜处理单元5、厌氧氨氧化MABR膜处理单元6和微好氧MABR膜处理单元7，对清液进行短程硝化反硝化反应、厌氧氨氧化反应和微好氧反应，此种情况下，短程硝化反硝化MABR膜处理单元5、厌氧氨氧化MABR膜处理单元6和微好氧MABR膜处理单元7的反应区域单独设置，可以分别单独设置在一个池体内，也可以不同反应区域通过流道隔墙13隔开，对清液依次进行短程硝化反硝化反应、厌氧氨氧化反应和微好氧反应。
该MABR膜多过程处理模块还包括主供气***，分别为短程硝化反硝化MABR膜处理单元5、厌氧氨氧化MABR膜处理单元6与微好氧MABR膜处理单元7供气，以控制各个反应区域内水体的溶解氧浓度。该主供气***包括相连接的供气设备10和主供气管路12，供气设备10为气体流动提供动力，气体沿着主供气管路12流动，供气设备10优选为风机。
MABR膜多过程处理模块为渐变式、多过程膜处理***。其中，上述的短程硝化反硝化MABR膜处理单元5包括短程硝化反硝化MABR膜组件14以及设于短程硝化反硝化MABR膜组件14底部的曝气管15，该短程硝化反硝化MABR膜组件14设置在处理池体内，经过混凝沉淀后的清液进入短程硝化反硝化MABR膜处理单元5的处理池体内，流经短程硝化反硝化MABR膜组件14，短程硝化反硝化MABR膜组件14的MABR膜丝外表面形成由内至外为好氧/缺氧/厌氧的微生物膜结构，利用MABR膜丝既是微生物膜载体，又能为微生物膜提供氧气，在好氧层内发生硝化反应，缺氧和厌氧区发生反硝化反应，在同一个***内同步完成硝化反硝化反应，进行脱氮处理；
曝气管15通过连接管道与处理池体外部的主供气管路12连通，连接管道与短程硝化反硝化MABR膜组件14上的管道连通，为短程硝化反硝化MABR膜组件14供气，在连通管道上设置有阀门11，控制连通管道是否通气，控制处理池体内的水体的溶解氧浓度；曝气管15用于当微生物膜增厚时，吹扫MABR膜组件上的微生物膜使用，间歇开启；在本实施例中，溶解氧浓度为0.2-0.5mg/L，曝气压力为0-0.085Mpa，以满足处理工艺要求；
上述的厌氧氨氧化MABR膜处理单元6包括厌氧氨氧化MABR膜组件21以及设于厌氧氨氧化MABR膜组件21底部的密格网19，该厌氧氨氧化MABR膜组件21设置在处理池内，污水进入厌氧氨氧化MABR膜处理单元6的处理池内，流经厌氧氨氧化MABR膜组件21，厌氧氨氧化MABR膜组件21通过连接管道与主供气管路12连通，供气设备10为厌氧氨氧化MABR膜组件21供气，在连通管道上设置有阀门11，控制连通管道是否通气，控制处理池体内的水体的溶解氧浓度；
利用MABR膜丝既是微生物膜载体，又能为微生物膜提供氧气，厌氧氨氧化MABR膜组件21的MABR膜丝外表面的微生物膜中含有厌氧氨氧化菌，在MABR膜丝外表面形成的微生物膜结构中好氧层量比较少，大部分结构成分为厌氧层结构，控制溶解氧浓度为0-0.4mg/L，发生厌氧氨氧化反应，去除污水中的大部分氮素；
密格网19连接有支撑件20，支撑件20与处理池底接触，密格网19水平放置在支撑件20上方，支撑件20固定在池底底部，密格网19用于收集拦截沉淀下来的厌氧氨氧化有用菌种，使得厌氧氨氧化区域的有用菌种量不流失并得以繁殖；密格网19选用耐腐蚀、无毒的PVC、PP等材料。
上述的微好氧MABR膜处理单元7包括微好氧MABR膜组件22、设于微好氧MABR膜组件22底部的斜坡装置23以及回流***，该微好氧MABR膜组件22设置在处理池内，经过短程硝化反硝化处理和/或厌氧氨氧化处理的污水进入微好氧MABR膜处理单元7的处理池内，流经微好氧MABR膜组件22，微好氧MABR膜组件22通过连接管道与主供气管路12连通，供气设备10为微好氧MABR膜组件22供气，在连通管道上设置有阀门11，控制连通管道是否通气，控制处理池体内的水体的溶解氧浓度，控制溶解氧含量为0.5-1.0mg/L；
利用MABR膜丝既是微生物膜载体，又能为微生物膜提供氧气，微好氧MABR膜组件22的MABR膜丝外表面的微生物膜保持在好氧状态，不涉及厌氧层微生物，MABR膜丝外表面的微生物膜结构发生反应，进一步去除污水中的污染物。
斜坡装置23的前端的高度大于末端的高度（便于污泥回流），该反应区域末端与过滤消毒模块8形成液位差，靠重力流入过滤消毒模块8中，节约能耗；
回流***包括相连接的回流管18和回流泵17，回流管18的一端位于短程硝化反硝化MABR膜处理单元5的前端或厌氧氨氧化MABR膜处理单元6的前端，另一端位于微好氧MABR膜处理单元7的末端，回流泵17设置在回流管18上，在回流泵17的作用下，将回流液回流至短程硝化反硝化MABR膜处理单元5的前端或厌氧氨氧化MABR膜处理单元6的前端，在底部的回流液中含有大量的硝态氮和亚硝态氮，回流至短程硝化反硝化MABR膜处理单元5或厌氧氨氧化MABR膜处理单元6中，进一步为短程硝化反硝化MABR膜处理单元5或厌氧氨氧化MABR膜处理单元6提供氮素，从而进一步去除氮素；
微好氧MABR膜组件22的底部设有曝气管15，曝气管15通过连接管道与处理池体外部的主供气管路12连通，曝气管15用于当微生物膜增厚时，吹扫MABR膜组件上的微生物膜使用，间歇开启；在本实施例中，曝气压力为0-0.085Mpa，以满足处理工艺要求。
在本实施例中，主供气管路12通入的气体可以是空气或氧气。
上述的曝气管15设置在相应反应区域内的处理池内，主要设置在重点区域的短程硝化反硝化MABR膜组件14或微好氧MABR膜组件22的底部，如：靠近池体端部两侧水流易出现涡流的地方或者是在短程硝化反硝化区每个分区和微好氧区每个分区的前端，曝气管15的作用是吹扫相对应的MABR膜组件上多余的微生物量，避免过厚的微生物膜悬挂在MABR膜组件表面，与曝气管15相连通的供气管路上设置有控制阀，控制曝气管15的开启，曝气管15为微孔曝气管，间隔设置，间歇开启，曝气管15的具体的设置方式和开启方式根据实际需求进行选择。
在主供气管路12上设置有控制阀，在各个供气支管路上也可以设置控制阀，通过调节控制阀，控制各个MABR膜组件的供气量，控制各个MABR膜组件处的溶解氧含量，以模块安装，利用控制阀控制模块的供气量。
短程硝化反硝化MABR膜组件14、厌氧氨氧化MABR膜组件21以及微好氧MABR膜组件22均通过膜组件架安装在相应处理池中或者以模块化的形式直接投放（安放）在相应处理池中。该短程硝化反硝化MABR膜组件14、厌氧氨氧化MABR膜组件21以及微好氧MABR膜组件22均包括MABR膜，MABR膜是可透氧膜，氧气通过MABR膜丝内腔通过MABR膜丝渗透到MABR膜丝外部，MABR膜丝具有很好的微生物附着性能，是良好的微生物膜载体，MABR膜丝外表面形成的微生物膜结构根据短程硝化反硝化MABR膜处理单元5、厌氧氨氧化MABR膜处理单元6和微好氧MABR膜处理单元7的实际生化处理工况需求进行选择，这里不做具体要求。
短程硝化反硝化MABR膜组件14、厌氧氨氧化MABR膜组件21与微好氧MABR膜组件22数量不相同，根据各处理区不同要求进行设计（根据进水水质不同，每个区域去除率水质要求不同、反应性质不同，所得到的MABR膜组件数量不同）。
MABR膜多过程处理模块在工作过程中，供气压力为0-0.085MPa，运行方式为间歇运行，间歇时间根据实际需求进行选择设置。
MABR膜多过程处理模块中的短程硝化反硝化MABR膜处理单元5、厌氧氨氧化MABR膜处理单元6与微好氧MABR膜处理单元7内的溶解氧可以使用在线装置进行溶解氧含量数值的调节，可通过溶解氧仪调节溶解氧含量值。
过滤消毒模块8的目的是去除MABR膜多过程处理模块的出水含有的少量悬浮物（包含浊度）和有害微生物，因水体经过MABR膜多过程处理模块后产泥量很少，不需要进行二次沉淀设备，为确保整体***的出水水质，使用过滤消毒模块8进行过滤消毒，使经过MABR膜多过程处理模块处理后的水进一步得到提升，处理后的水达标排放。
上述的过滤消毒模块8包括过滤模块和消毒模块，过滤模块包括处理池，处理池内装填有填料，过滤模块的填料为石英砂、陶粒和活性炭中的一种或几种，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。
因微好氧MABR膜处理单元7属于纯MABR膜法***，产泥量非常少，根据工艺和水质要求，过滤模块可以为单过滤***、双过滤***或单过滤双层过滤***。
消毒模块的消毒设备可以为紫外消毒灯或化学消毒设备，均为市售产品，可根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。
过滤消毒模块8的处理池设有出水口9，对过滤消毒后的水进行排放。
一种资源能源化综合污水处理方法，包括，
对污水进行预处理：向污水中添加药液，对加入药液的污水进行混凝、沉淀处理，具体地，污水从进水口1进入混凝池3内，加药模块2将药液也投放至混凝池3内，在反应区经搅拌装置搅拌混合后，进入混凝区，在混凝区混凝后，进入沉淀池4进行沉淀，进行固液分离，除去污染物中的大部分COD和磷，磷元素只需维持够微生物生长使用即可，此时获得的清液中C/N比常规的污水处理低很多，属于低碳处理污水；该药液为有机可降解高分子材料和/或绿色无机絮凝材料，如：可降解的以动植物蛋白为原料的有机高分子聚合物，为市售产品，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求；
经过预处理后的污水相对而言，污泥量减少，C含量减少，N元素未降低多少，此时的C/N比较低，常规工艺一般选用C/N大于4的比较符合生物法处理，MABR膜处理***可以打破此瓶颈，在低碳环境下，可采用MABR膜多过程处理***进行处理；对经混凝、沉淀处理后的清液进行生化处理，去除污染物：生化处理包括短程硝化反硝化处理和/或厌氧氨氧化处理以及微好氧处理，使得污水中绝大多数污染物被消减去除；
短程硝化反硝化处理为在短程硝化反硝化MABR膜处理单元5中进行硝化反硝化反应，水体中的溶解氧浓度为0.2-0.5mg/L，该溶解氧溶度根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。一般硝化反应控制的溶解氧浓度在2-3mg/L，一般不小于1mg/L，小于1mg/L氨的硝态氮会受到限制，MABR膜***不会受此限制，MABR膜丝外表面的微生物膜最内侧的好氧层溶解氧浓度完全能够溶解氧在2mg/L以上，能够实现硝化反应。
短程硝化反硝化MABR膜处理单元5包括短程硝化反硝化MABR膜组件14，利用MABR膜丝既是微生物膜载体，又能为微生物膜提供氧气，短程硝化反硝化MABR膜组件14的MABR膜丝外表面形成由内至外为好氧/缺氧/厌氧的微生物膜结构，在好氧层内发生硝化反应，缺氧和厌氧区发生反硝化反应，在同一个***内同步完成硝化反硝化反应，进行脱氮处理。
厌氧氨氧化处理为在厌氧氨氧化MABR膜处理单元6中进行厌氧氨氧化反应，水体中溶解氧溶度为0-0.4mg/L，该溶解氧溶度根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。
厌氧氨氧化MABR膜处理单元6包括厌氧氨氧化MABR膜组件21，利用MABR膜丝既是微生物膜载体，又能为微生物膜提供氧气，厌氧氨氧化MABR膜组件21的MABR膜丝外表面的微生物膜中含有厌氧氨氧化菌，能够更好地使厌氧氨氧化反应顺利进行，在MABR膜丝外表面形成的微生物膜结构中好氧层量比较少，大部分结构成分为厌氧层结构，去除污水中的大部分氮素。
微好氧处理为在微好氧MABR膜处理单元7中进行生化处理，水体中溶解氧浓度为0.5-1.0mg/L，该溶解氧浓度根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。
微好氧MABR膜处理单元7包括微好氧MABR膜组件22，利用MABR膜丝既是微生物膜载体，又能为微生物膜提供氧气，微好氧MABR膜组件22的MABR膜丝外表面的微生物膜保持在好氧状态，不涉及厌氧层微生物，在此***中MABR膜丝外表面的微生物膜结构发生反应，进一步去除污水中的污染物，在底部的回流污泥中含有大量的硝态氮和亚硝态氮，回流至短程硝化反硝化MABR膜处理单元5或厌氧氨氧化MABR膜处理单元6中，进一步为短程硝化反硝化MABR膜处理单元5或厌氧氨氧化MABR膜处理单元6提供氮素，从而进一步去除氮素。
短程硝化反硝化处理过程中供气压力为0-0.085Mpa，运行方式为间歇运行；微好氧处理过程中供气压力为0-0.085Mpa，运行方式为间歇运行。
对经过生化处理的污水进行过滤消毒，去除污水中的悬浮物，并将过滤消毒后的水进行排放。
下面以具体实施例进行说明。
实施例一
某城镇污水处理厂污水处理量为20000m3/d，污水水质指标为：COD≤400mg/L、氨氮为≤45mg/L、总氮为≤60mg/L、总磷为≤6mg/L，取其中200m3/d水量进行处理，包括以下步骤：
污水从进水口1首先进入混凝池3，利用加药模块2向混凝池3的污水中投加可生物降解混凝剂与助凝剂，在混凝池3内经搅拌混合后的混合液进入沉淀池4，进行沉淀；
在沉淀池4内混合液实现固液分离，所获清液进入短程硝化反硝化MABR膜处理单元5中进行硝化反硝化处理，经过短程硝化反硝化MABR膜处理单元5处理后的污水进入厌氧氨氧化MABR膜处理单元6中进行厌氧氨氧化处理，经过厌氧氨氧化MABR膜处理单元6处理后的污水进入微好氧MABR膜处理单元7中再次进行生化处理，污水中的绝大多数污染被消减去除，所获沉淀物排出污水处理装置进行资源能源化利用；
经过生化处理后的污水进入过滤消毒模块8中进行过滤消毒，在此污水中的悬浮物被有效分离、有害微生物被去除，水质得到进一步提升，然后从出水口排出；
其中，微好氧MABR膜处理单元7在微好氧处理过程中，混合液的回流管18设置在该处理单元的末端，混合液通过回流泵17回流至短程硝化反硝化MABR膜处理单元5的前端，再次进行短程硝化反硝化反应。
实施例二
本实施例与实施例一不同之处在于：将混凝池3分成两格，一个快速区一个慢速区，串联或并联使用，按进水流量2-3:1分配给快速区和慢速区，经过快速区的污水快速混凝后进入慢速区进一步混凝后与快速区的混凝后污水进入沉淀池4进行沉淀。
上述实施例中，污水经过处理后，出水水质指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，即COD≤40mg/L，氨氮≤5mg/L，总氮≤15mg/L，总磷≤0.5mg/L。
由于采用上述技术方案，资源能源化综合污水处理装置结构简单、使用灵活，利用有机可降解高分子材料和/或绿色无机絮凝材料对污水进行混凝沉淀，去除部分污染物和绝大部分磷元素，短程硝化反硝化MABR膜处理单元、厌氧氨氧化MABR膜处理单元和微好氧MABR膜处理单元对沉淀后的清液连续进行生化处理，进一步去除污水中的污染物，生化处理后的污水经过过滤消毒模块进行过滤消毒，进一步降低水体中的悬浮物和有害微生物，提升水质，使得出水达到排放标准，处理流程短，成本低，无污染堵塞，处理效果好。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种资源能源化综合污水处理方法，其特征在于：包括，
对污水进行预处理：向污水中添加药液，对加入药液的污水进行混凝、沉淀处理；
对经混凝、沉淀处理后的清液进行生化处理，进一步去除污染物：所述生化处理包括短程硝化反硝化处理和/或厌氧氨氧化处理以及微好氧处理；
对经过生化处理的污水进行过滤消毒，进一步去除悬浮物和有害微生物，然后排放。
2.根据权利要求1所述的资源能源化综合污水处理方法，其特征在于：所述短程硝化反硝化处理为在短程硝化反硝化MABR膜处理单元中进行硝化反硝化反应，所述短程硝化反硝化MABR膜处理单元包括短程硝化反硝化MABR膜组件，所述短程硝化反硝化MABR膜组件的MABR膜丝外表面形成由内至外为好氧/缺氧/厌氧的生物膜结构，水体中的溶解氧浓度为0.2-0.5mg/L。
3.根据权利要求1或2所述的资源能源化综合污水处理方法，其特征在于：所述厌氧氨氧化处理为在厌氧氨氧化MABR膜处理单元中进行厌氧氨氧化反应，所述厌氧氨氧化MABR膜处理单元包括厌氧氨氧化MABR膜组件，所述厌氧氨氧化MABR膜组件的MABR膜丝外表面的生物膜中含有厌氧氨氧化菌，水体中溶解氧浓度为0-0.4mg/L。
4.根据权利要求3所述的资源能源化综合污水处理方法，其特征在于：所述微好氧处理为在微好氧MABR膜处理单元中进行微好氧处理，所述微好氧MABR膜处理单元包括微好氧MABR膜组件，所述微好氧MABR膜组件的MABR膜丝外表面的生物膜保持在好氧状态，水体中溶解氧浓度为0.5-1.0mg/L。
5.根据权利要求3所述的资源能源化综合污水处理方法，其特征在于：当生化处理包括短程硝化反硝化处理、厌氧氨氧化处理和微好氧处理时，所述短程硝化反硝化处理与所述厌氧氨氧化处理在同一池体中进行。
6.根据权利要求1所述的资源能源化综合污水处理方法，其特征在于：所述药液为有机可降解高分子材料和/或绿色无机絮凝材料，用于分离去除污水中大部分COD和磷元素。
7.一种资源能源化综合污水处理装置，其特征在于：包括依次相连通的预处理模块、MABR膜多过程处理模块以及过滤消毒模块，其中，
所述预处理模块包括混凝池、与混凝池相连通的沉淀池以及与混凝池相连通的加药模块，所述混凝池内设有搅拌装置，所述加药模块向所述混凝池内添加药液，所述搅拌装置对加入药液的污水进行搅拌、混合，所述沉淀池中进行沉淀分离；
所述MABR膜多过程处理模块包括短程硝化反硝化MABR膜处理单元和/或厌氧氨氧化MABR膜处理单元和微好氧MABR膜处理单元，对从所述混凝沉淀模块流出的清液进行短程硝化反硝化和/或厌氧氨氧化处理以及微好氧处理；其中，所述短程硝化反硝化MABR膜处理单元与所述微好氧MABR膜处理单元连通，或，所述厌氧氨氧化MABR膜处理单元与所述微好氧MABR膜处理单元连通，或，所述短程硝化反硝化MABR膜处理单元与所述厌氧氨氧化MABR膜处理单元设于同一池体内，且该池体与所述微好氧MABR膜处理单元所在池体连通；
所述过滤消毒模块对经生化处理后的污水进行过滤消毒处理。
8.根据权利要求7所述的资源能源化综合污水处理装置，其特征在于：所述短程硝化反硝化MABR膜处理单元包括短程硝化反硝化MABR膜组件以及设于短程硝化反硝化MABR膜组件底部的曝气管，所述短程硝化反硝化MABR膜组件的MABR膜丝外表面形成由内至外为好氧/缺氧/厌氧的微生物膜结构，所述曝气管间歇开启；
所述厌氧氨氧化MABR膜处理单元包括厌氧氨氧化MABR膜组件以及设于厌氧氨氧化MABR膜组件底部的密格网，所述厌氧氨氧化MABR膜组件的MABR膜丝外表面的生物膜中含有厌氧氨氧化菌，所述密格网连接有支撑件；
所述微好氧MABR膜处理单元包括微好氧MABR膜组件、设于微好氧MABR膜组件底部的斜坡装置以及回流***，所述微好氧MABR膜组件的MABR膜丝外表面的生物膜呈微好氧状态，所述斜坡装置的前端的高度大于末端的高度；
所述微好氧MABR膜组件的底部设有曝气管，间歇开启；
所述回流***包括相连接的回流管和回流泵，所述回流管的两端分别与所述短程硝化反硝化MABR膜处理单元的前端和微好氧MABR膜处理单元的末端连通，在所述回流泵的作用下，将回流液回流至所述短程硝化反硝化MABR膜处理单元的前端。
9.根据权利要求8所述的资源能源化综合污水处理装置，其特征在于：所述短程硝化反硝化MABR膜组件、所述厌氧氨氧化MABR膜组件与所述微好氧MABR膜组件数量不相同。
10.根据权利要求7-9任一项所述的资源能源化综合污水处理装置，其特征在于：所述过滤消毒模块包括过滤模块和消毒模块，所述过滤模块的填料为石英砂、陶粒和活性炭中的一种或几种；所述过滤模块为单过滤***、双过滤***或单过滤双层过滤***；所述消毒模块的消毒设备为紫外消毒灯或化学消毒设备。
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|---|---|---|---|---|
| CN111646649A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-09-11 | 昆明铁路局集团科学技术研究所 | 一种模块化铁路列车集便器粪便废水处理方法 |
| CN115028267A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-09-09 | 北京交通大学 | 一种废水再利用装置 |
| CN115196815A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-10-18 | 广东科清环境技术有限公司 | 一种一体式污水处理***及方法 |
| CN115417555A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-12-02 | 环德(福建)环保科技有限公司 | 一种基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置及工艺 |
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2023
- 2023-04-19 CN CN202310418272.2A patent/CN116177823A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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