一种新的城市污水脱氮除磷处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水处理领域，具体设及一种新的污水脱氮除磯的处理工艺。
【背景技术】
[0002] 氮和磯是造成水体富营养化和环境污染的重要物质。在我国，氮磯污染己成为影 响地表水水环境质量的首要指标。污水生化处理技术是污水处理中的主要技术，作为一种 经济有效的于段，在防止水体污染，提高水体功能方面发挥着极其重要的作用。
[0003]A2/0工艺在城镇污水处理厂中己经被广泛应用，它对COD的去除效果良好，但脱 氮除磯效果有待改进，特别是除磯，处理后的出水中磯的含量往往高于0. 5mg/l，出水达不 至IJ《城镇污水处理厂污染物排放标准》佑B18918-2002) -级排放标准A标准，常规的解 决办法是在A2 /0工艺处理后的出水中投加化学药剂对磯进行化学沉淀去除，但存在化学 药剂消耗量大、污泥产量大且成本较高等问题，同时由于进水磯浓度的波动经常会出现药 剂投加过量，有带来二次污染的风险。另外在运行过程中，能耗和物耗都比较高，其处理工 艺中采用二沉池进行泥水分离，固液分离效率低，污泥浓缩效果差，回流到厌氧池的活性污 泥浓度只能维持在2000mg/L~3000mg/L，使得生化反应池内的微生物难W维持较高的浓 度，导致污水处理厂处理能力始终处于较低水平。近几年尽管污水生化处理工艺不断得到 更新，但对氮、磯元素及难降解有机物的处理普遍存在投资大，效果不理想的问题，因此， 提高污水生化处理效果，特别是氮、磯的处理效果，降低运行成本，是目前污水生化处理中 亟待解决的主要问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的问题在于提供一种新的城市污水脱氮除磯处理工艺，该处理工 艺成本低、水处理效果好，特别是对污水中氮、磯元素及有机物去除率高、使处理后的出水 中COD及氮、磯的含量能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准KGB18918-2002) -级排 放标准A标准。
[0005]为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是；一种新的城市污水脱氮除磯处理 工艺，其特征在于它包括如下步骤： 1) 准备城市污水脱氮除磯处理系统； 2) 经过预处理后的城市污水通过第一输送管进入接触反应池，采用自下而上的进水方 式，城市污水在接触反应池（或称生物接触池）中的反应时间为4~6小时；接触反应池中 的海绵铁的粒径为2~6mm，海绵铁的填充高度为1500~2000mm; 3)经过接触反应池反应后的出水自流进入膜生物反应器，膜生物反应器（或称MBR膜 生物反应池）的水力停留时间为5~8小时，膜生物反应器的污泥负荷为0.3~0.化gCOD/ kgMLSS?d ;膜生物反应器中持续通入压缩空气，使膜生物反应器中溶解氧的含量保持在 3~4mg/L ; 4) 利用混合液回流管、回流累将膜生物反应器中的污泥混合液间歇地回流到接触反 应池中，回流累呈周期性运行，在时间继电器控制下，每个周期运行0. 5~比（可调）、停运 1~化（可调），混合液回流比为200%~400% (可调）；出水在抽吸累的抽吸作用下通 过MBR分离膜进行固液分离后达标排放。
[0006] 按上述技术方案，所述海绵铁由下述原料重量百分比组成：全铁78~95%; 车孟：0. 26 ~15% ;铭：0. 01 ~0. 02% ;镶：0. 035 ~1.8% ;CaO:< 0. 01% ;MgO: 0. 05 ~ 0. 32% ;余量为碳及其它杂质。
[0007] 按上述技术方案，膜生物反应器内的MBR分离膜为中空纤维膜，材质为聚己締， MBR分离膜表面的孔径大小为0. 1~0. 5與m。
[0008] 按上述技术方案，抽吸累采用间歇运行方式，由时间继电器控制，开8min(可调） ，停3min(可调）。
[0009] 实现上述工艺的城市污水脱氮除磯处理系统，它包括第一输送管1、接触反应池 2、海绵铁3、第二输送管4、膜生物反应器5、压缩空气管7、曝气头8、混合液回流管(或称污 泥混合液回流管）9、回流累(或称污泥混合液回流累）10、时间继电器11、混合液排放管（或 称污泥混合液排放管）12、第=输送管13、抽吸累14 ; 第一输送管1的输入端接经过预处理的城市污水（即生活污水)，第一输送管1的输出 端与接触反应池2的底部进水口连通，接触反应池2内装有海绵铁3,第二输送管4的输入 端与接触反应池2的上部出水口连接通，第二输送管4的输出端与膜生物反应器5的进水 口连接通，膜生物反应器5内设有MBR分离膜(或称MBR膜、膜组件）6,第S输送管13的输 入端与MBR分离膜6的出水口连接通，第S输送管13的输出端直接输出处理后的出水，第 =输送管13上设有抽吸累14 ;膜生物反应器5的底部设有曝气头8，曝气头8与压缩空气 管7连接通；混合液回流管9的输入端与膜生物反应器5的底部出水口连接通，混合液回流 管9的输出端与接触反应池2的进水口连接通，混合液回流管9上设有回流累10,时间继电 器11通过控制线路与回流累10连接，膜生物反应器5的池底部设有混合液排放管12,混合 液排放管(或称活性污泥混合液排放管）12上设有手动阀口（定期排泥)。
[0010] 本发明的原理如下巧Ij用接触反应和MBR膜生物反应组合，并进行污泥混合夜间 歇回流处理城市污水的工艺）； 1)首先：经过预处理(用格栅拦截漂浮物W及沉砂池对城市污水中部分无机悬浮颗粒 物进行沉淀等预处理）后的城市污水通过第一输送管进入接触反应池，在接触反应池中设 有颗粒状的海绵铁作为填料，海绵铁是由铁和碳组成的合金，即由纯铁和化3C及一些杂质 组成，FesC和其他杂质颗粒W极小的颗粒的形式分散在海绵铁内，由于它们的电极电位比 铁的高，当处在电解质溶液中时就形成了无数个原电池，而且海绵铁因其特殊的疏松海绵 状结构而具有孔隙率高，比表面积大、比表面能高的特点，因而具有较强的电化学富集、氧 化还原、物理吸附W及絮凝沉淀性能。当污水流经接触反应池时，会发生如下反应： 阳极：Fe一化"+26- 阴极：酸性条件下2H+ +2e--2出]一馬个碱性或中性条件下〇2+2馬0+46-40H- 电极反应产生的新生态出]和化"能与废水中的有机污染物发生氧化还原反应，同时， 阳极产物化"和化与0H-形成的化(0H) 2和化(0H)3具有较强混凝作用，在沉淀、絮凝、 吸附和卷扫等作用下，使城市污水（废水）中的有机物、氮、磯浓度大幅度降低。
[0011] 由于海绵铁具有吸附表面积大、因此用海绵铁作为接触反应池（或称生化反应 器）中的载体填料，一方面可W为微生物的富集生长提供充足的空间，为生化反应器中各 种兼氧及厌氧微生物的协同、共生提供良好的"微环境"，保证了缺氧反硝化脱氮的顺利进 行，同时也保证了厌氧释磯的顺利进行，为后续好氧吸磯提供充分条件，保证磯元素得到有 效去除。
[0012] 2 )经过接触反应池反应后的出水自流进入膜生物反应器，在膜生物反应器或称膜 生物反应池）中设有MBR分离膜组件，MBR分离膜组件能有效截留世代时间较长的硝化菌， 并使膜生物反应池中保持较高的污泥浓度。在好氧条件下完成微生物对有机物降解去除、 完成硝化反应及好氧吸磯。
[0013] 3)利用混合液回流管、回流累将膜生物反应器中的污泥混合液间歇地回流到接 触反应池中，当回流累进行回流时，污泥混合液带入了一定量的氧和硝酸氮进入接触反应 池，该时接触反应池处于缺氧状态，硝态氮此时经过反硝化转化为氮气得W去除。当回流 累停止回流时，接触反应池的氧气逐渐被消耗尽而进入厌氧状态，此时接触反应池中的 微生物进行厌氧释磯并积蓄后续好氧吸磯的动力。同时厌氧条件下，接触反应池中的有 机物在厌氧水解过程中产生的有机酸使废水的PH在5. 6~6. 8之间，并使得电极反应 2化+4H+- 2Fe2++4出]的平衡向右移，新生态出]增加，与废水中有机污染物质发生氧化还 原反应的机会增加。能将大分子有机物降解成更小分子物质，便于在后续的膜生物反应器 中被微生物降解去除。
[0014] 该样在整个处理流程上，微生物群落会在时空上依次经历缺氧、厌氧、好氧阶段， 从而使硝化及反硝化、厌氧释磯、好氧吸磯及有机物降解得到强化。
[0015] 经过上述工艺处理流程的废水在膜生物反应器中抽吸累的抽吸作用下通过MBR 分离膜进行固液分离后达标排放。抽吸累采用间歇运行方式，由时间继电器控制，开8min (可调），停3min(可调），采用间歇抽吸操作模式旨在通过定期的停止膜过滤，使沉积在 膜表面上的污泥在水力作用下从膜表面脱落出来，使膜的过滤性能得W恢复。
[0016] 本发明的有益效果是：采用接触反应池和膜生物反应器(或称膜生物反应池）组 合工艺处理，该工艺通过灵活控制活性污泥混合液在膜生物反应池、接触反应池之间进行 间歇式循环，使微生物种群在时空上依次经历缺氧、厌氧、好氧阶段，从而达到强化脱氮除 磯的目的。本发明中的海绵铁可在市场上直接购买，构筑物简单，需要的设备少，运行灵活， 且可根据进水量及水质的变化，通过调整曝气量、混合液(或称活性污泥混合液）回流量等 来满足出水水质。使出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002) -级 排放标准A标准。
[0017] 该处理工艺成本低、水处理效果好、降解速度快，特别是对污水中氮、磯元素及有 机物去除率高、使处理后的出水中COD