一種新的城市污水脫氮除磷處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于水處理領域，具體設及一種新的污水脫氮除磯的處理工藝。
【背景技術】
[0002] 氮和磯是造成水體富營養化和環境污染的重要物質。在我國，氮磯污染己成為影 響地表水水環境質量的首要指標。污水生化處理技術是污水處理中的主要技術，作為一種 經濟有效的于段，在防止水體污染，提高水體功能方面發揮著極其重要的作用。
[0003]A2/0工藝在城鎮污水處理廠中己經被廣泛應用，它對COD的去除效果良好，但脫 氮除磯效果有待改進，特別是除磯，處理后的出水中磯的含量往往高于0. 5mg/l，出水達不 至IJ《城鎮污水處理廠污染物排放標準》佑B18918-2002) -級排放標準A標準，常規的解 決辦法是在A2 /0工藝處理后的出水中投加化學藥劑對磯進行化學沉淀去除，但存在化學 藥劑消耗量大、污泥產量大且成本較高等問題，同時由于進水磯濃度的波動經常會出現藥 劑投加過量，有帶來二次污染的風險。另外在運行過程中，能耗和物耗都比較高，其處理工 藝中采用二沉池進行泥水分離，固液分離效率低，污泥濃縮效果差，回流到厭氧池的活性污 泥濃度只能維持在2000mg/L~3000mg/L，使得生化反應池內的微生物難W維持較高的濃 度，導致污水處理廠處理能力始終處于較低水平。近幾年盡管污水生化處理工藝不斷得到 更新，但對氮、磯元素及難降解有機物的處理普遍存在投資大，效果不理想的問題，因此， 提高污水生化處理效果，特別是氮、磯的處理效果，降低運行成本，是目前污水生化處理中 亟待解決的主要問題。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的問題在于提供一種新的城市污水脫氮除磯處理工藝，該處理工 藝成本低、水處理效果好，特別是對污水中氮、磯元素及有機物去除率高、使處理后的出水 中COD及氮、磯的含量能達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準KGB18918-2002) -級排 放標準A標準。
[0005]為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是；一種新的城市污水脫氮除磯處理 工藝，其特征在于它包括如下步驟： 1) 準備城市污水脫氮除磯處理系統； 2) 經過預處理后的城市污水通過第一輸送管進入接觸反應池，采用自下而上的進水方 式，城市污水在接觸反應池（或稱生物接觸池）中的反應時間為4~6小時；接觸反應池中 的海綿鐵的粒徑為2~6mm，海綿鐵的填充高度為1500~2000mm; 3)經過接觸反應池反應后的出水自流進入膜生物反應器，膜生物反應器（或稱MBR膜 生物反應池）的水力停留時間為5~8小時，膜生物反應器的污泥負荷為0.3~0.化gCOD/ kgMLSS?d ;膜生物反應器中持續通入壓縮空氣，使膜生物反應器中溶解氧的含量保持在 3~4mg/L ; 4) 利用混合液回流管、回流累將膜生物反應器中的污泥混合液間歇地回流到接觸反 應池中，回流累呈周期性運行，在時間繼電器控制下，每個周期運行0. 5~比（可調）、停運 1~化（可調），混合液回流比為200%~400% (可調）；出水在抽吸累的抽吸作用下通 過MBR分離膜進行固液分離后達標排放。
[0006] 按上述技術方案，所述海綿鐵由下述原料重量百分比組成：全鐵78~95%; 車孟：0. 26 ~15% ;銘：0. 01 ~0. 02% ;鑲：0. 035 ~1.8% ;CaO:< 0. 01% ;MgO: 0. 05 ~ 0. 32% ;余量為碳及其它雜質。
[0007] 按上述技術方案，膜生物反應器內的MBR分離膜為中空纖維膜，材質為聚己締， MBR分離膜表面的孔徑大小為0. 1~0. 5與m。
[0008] 按上述技術方案，抽吸累采用間歇運行方式，由時間繼電器控制，開8min(可調） ，停3min(可調）。
[0009] 實現上述工藝的城市污水脫氮除磯處理系統，它包括第一輸送管1、接觸反應池 2、海綿鐵3、第二輸送管4、膜生物反應器5、壓縮空氣管7、曝氣頭8、混合液回流管(或稱污 泥混合液回流管）9、回流累(或稱污泥混合液回流累）10、時間繼電器11、混合液排放管（或 稱污泥混合液排放管）12、第=輸送管13、抽吸累14 ; 第一輸送管1的輸入端接經過預處理的城市污水（即生活污水)，第一輸送管1的輸出 端與接觸反應池2的底部進水口連通，接觸反應池2內裝有海綿鐵3,第二輸送管4的輸入 端與接觸反應池2的上部出水口連接通，第二輸送管4的輸出端與膜生物反應器5的進水 口連接通，膜生物反應器5內設有MBR分離膜(或稱MBR膜、膜組件）6,第S輸送管13的輸 入端與MBR分離膜6的出水口連接通，第S輸送管13的輸出端直接輸出處理后的出水，第 =輸送管13上設有抽吸累14 ;膜生物反應器5的底部設有曝氣頭8，曝氣頭8與壓縮空氣 管7連接通；混合液回流管9的輸入端與膜生物反應器5的底部出水口連接通，混合液回流 管9的輸出端與接觸反應池2的進水口連接通，混合液回流管9上設有回流累10,時間繼電 器11通過控制線路與回流累10連接，膜生物反應器5的池底部設有混合液排放管12,混合 液排放管(或稱活性污泥混合液排放管）12上設有手動閥口（定期排泥)。
[0010] 本發明的原理如下巧Ij用接觸反應和MBR膜生物反應組合，并進行污泥混合夜間 歇回流處理城市污水的工藝）； 1)首先：經過預處理(用格柵攔截漂浮物W及沉砂池對城市污水中部分無機懸浮顆粒 物進行沉淀等預處理）后的城市污水通過第一輸送管進入接觸反應池，在接觸反應池中設 有顆粒狀的海綿鐵作為填料，海綿鐵是由鐵和碳組成的合金，即由純鐵和化3C及一些雜質 組成，FesC和其他雜質顆粒W極小的顆粒的形式分散在海綿鐵內，由于它們的電極電位比 鐵的高，當處在電解質溶液中時就形成了無數個原電池，而且海綿鐵因其特殊的疏松海綿 狀結構而具有孔隙率高，比表面積大、比表面能高的特點，因而具有較強的電化學富集、氧 化還原、物理吸附W及絮凝沉淀性能。當污水流經接觸反應池時，會發生如下反應： 陽極：Fe一化"+26- 陰極：酸性條件下2H+ +2e--2出]一馬個堿性或中性條件下〇2+2馬0+46-40H- 電極反應產生的新生態出]和化"能與廢水中的有機污染物發生氧化還原反應，同時， 陽極產物化"和化與0H-形成的化(0H) 2和化(0H)3具有較強混凝作用，在沉淀、絮凝、 吸附和卷掃等作用下，使城市污水（廢水）中的有機物、氮、磯濃度大幅度降低。
[0011] 由于海綿鐵具有吸附表面積大、因此用海綿鐵作為接觸反應池（或稱生化反應 器）中的載體填料，一方面可W為微生物的富集生長提供充足的空間，為生化反應器中各 種兼氧及厭氧微生物的協同、共生提供良好的"微環境"，保證了缺氧反硝化脫氮的順利進 行，同時也保證了厭氧釋磯的順利進行，為后續好氧吸磯提供充分條件，保證磯元素得到有 效去除。
[0012] 2 )經過接觸反應池反應后的出水自流進入膜生物反應器，在膜生物反應器或稱膜 生物反應池）中設有MBR分離膜組件，MBR分離膜組件能有效截留世代時間較長的硝化菌， 并使膜生物反應池中保持較高的污泥濃度。在好氧條件下完成微生物對有機物降解去除、 完成硝化反應及好氧吸磯。
[0013] 3)利用混合液回流管、回流累將膜生物反應器中的污泥混合液間歇地回流到接 觸反應池中，當回流累進行回流時，污泥混合液帶入了一定量的氧和硝酸氮進入接觸反應 池，該時接觸反應池處于缺氧狀態，硝態氮此時經過反硝化轉化為氮氣得W去除。當回流 累停止回流時，接觸反應池的氧氣逐漸被消耗盡而進入厭氧狀態，此時接觸反應池中的 微生物進行厭氧釋磯并積蓄后續好氧吸磯的動力。同時厭氧條件下，接觸反應池中的有 機物在厭氧水解過程中產生的有機酸使廢水的PH在5. 6~6. 8之間，并使得電極反應 2化+4H+- 2Fe2++4出]的平衡向右移，新生態出]增加，與廢水中有機污染物質發生氧化還 原反應的機會增加。能將大分子有機物降解成更小分子物質，便于在后續的膜生物反應器 中被微生物降解去除。
[0014] 該樣在整個處理流程上，微生物群落會在時空上依次經歷缺氧、厭氧、好氧階段， 從而使硝化及反硝化、厭氧釋磯、好氧吸磯及有機物降解得到強化。
[0015] 經過上述工藝處理流程的廢水在膜生物反應器中抽吸累的抽吸作用下通過MBR 分離膜進行固液分離后達標排放。抽吸累采用間歇運行方式，由時間繼電器控制，開8min (可調），停3min(可調），采用間歇抽吸操作模式旨在通過定期的停止膜過濾，使沉積在 膜表面上的污泥在水力作用下從膜表面脫落出來，使膜的過濾性能得W恢復。
[0016] 本發明的有益效果是：采用接觸反應池和膜生物反應器(或稱膜生物反應池）組 合工藝處理，該工藝通過靈活控制活性污泥混合液在膜生物反應池、接觸反應池之間進行 間歇式循環，使微生物種群在時空上依次經歷缺氧、厭氧、好氧階段，從而達到強化脫氮除 磯的目的。本發明中的海綿鐵可在市場上直接購買，構筑物簡單，需要的設備少，運行靈活， 且可根據進水量及水質的變化，通過調整曝氣量、混合液(或稱活性污泥混合液）回流量等 來滿足出水水質。使出水滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002) -級 排放標準A標準。
[0017] 該處理工藝成本低、水處理效果好、降解速度快，特別是對污水中氮、磯元素及有 機物去除率高、使處理后的出水中COD