申请日2017.10.18
公开(公告)日2018.02.23
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种MBR组合膜城镇污水处理系统，属于污水处理技术领域，包括顺次连接的粗格栅、提升泵、细格栅、沉砂池、MBR膜反应池和消毒组件，所述沉砂池、MBR膜反应池之间还顺次设置有膜格栅、AO生化池和分配井，所述MBR膜反应池为单元膜池，所述单元膜池由不同孔径的MBR膜组件组成的模块构成，本发明还公开了采用上述设备进行污水处理的方法;经过本发明处理后的城镇污水，水质更优，处理设备占地更少，运行更稳定，具有良好的经济价值和社会价值。
权利要求书
1.一种MBR组合膜城镇污水处理系统，包括顺次连接的粗格栅、提升泵、细格栅、沉砂池、MBR膜反应池和消毒组件，其特征在于：所述沉砂池、MBR膜反应池之间还顺次设置有膜格栅、AO生化池和分配井，所述MBR膜反应池为单元膜池，所述单元膜池由不同孔径的MBR膜组件组成的模块构成。
2.根据权利要求1所述的MBR组合膜城镇污水处理系统，其特征在于：所述MBR膜的孔径为2-50nm。
3.根据权利要求1所述的MBR组合膜城镇污水处理系统，其特征在于：MBR膜反应池还配备有膜池配水系统。
4.根据权利要求1所述的MBR组合膜城镇污水处理系统，其特征在于：还设置用于控制MBR膜反应池混合液污泥浓度、膜组件、紊流度、出水抽吸泵流量的控制系统。
5.根据权利要求1所述的MBR组合膜城镇污水处理系统，其特征在于：所述MBR膜反应池还设置有膜池鼓风系统。
6.根据权利要求1所述的MBR组合膜城镇污水处理系统，其特征在于：所述MBR膜反应池还设置有膜反洗系统。
7.采用权利要求1-6任意一项的MBR组合膜城镇污水处理系统进行城镇污水处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：城镇污水经粗格栅、提升泵、细格栅、沉砂池预处理后，经膜格栅粗滤拦截细小杂物，然后进入AO生化池，在AO生化池通过厌氧、缺氧条件生物除磷、脱氮;在好氧条件进行生物降解及消化氨氮，出水通过分配井均匀配送入MBR膜反应池;通过投加化学药剂，好氧生物降解和膜分离，进一步处理污染物中残余污染物质，经紫外线消毒后排放或回用。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述MMBR膜反应池中，污泥负荷为0.06-0.1kgCOD/(kg.d),混合液污泥浓度即MLSS为5-10kg/m3。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：MLSS为8 kg/m3。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述MMBR膜反应池中膜分离驱动采用浸没式压力抽吸泵出水，静液压差即TMP为3-50kPa,设计膜通量为9.6-15.6(m2.h)，TMP为8-25 kPa。
说明书
MBR组合膜城镇污水处理系统及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种MBR组合膜城镇污水处理系统及方法。
背景技术
随着经济社会的发展，国家对城镇水环境质量的要求不断提高。在本世纪初，对排入重要水域的城镇污水厂出水水质，要求达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准(简称“一级A标”)。另外，随着污染的逐步加重，一些更为严格的标准也随之出台，比如四川省于2016年出台的《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》(DB51)，简称“四川DB51”，其标准如表1所示：
表1 各种排放标准
目前的城镇污水处理厂污水处理方法，活性污泥法和生物膜法是其主导生物处理工艺，其中，各种类型的活性污泥法仍为主流，约占90%以上。
所述的活性污泥工艺的微生物为菌胶团结构，呈悬浮生长状态，因此活性污泥处理系统又称“悬浮生长系统”，其中以“生物除磷脱氮(A2/O)工艺”较具代表性;A2/O工艺是在普通曝气的基础上，同时解决污水的除磷、脱氮问题而派生的活性污泥工艺;其主体工艺流程一般为：
城市污水→粗格栅-提升泵站→细格栅-沉砂池→厌氧池→缺氧池→好氧(曝气)池→二沉池→消毒→出水排放。
所述的生物膜工艺的微生物则附着生长在其支撑载体的表面，所以生物膜处理系统又称为附着生长系统。新兴的膜-生物反应器(简称MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，并在试验研究和工程实践中得以完善，目前已是较为成熟的水质净化技术，其主体工艺流程为：
城市污水→粗格栅-提升泵站→细格栅-沉砂池→MBR反应池→消毒→出水排放。
从上述工艺可以看出，MBR也属于“活性污泥工艺”，就MBR的处理流程而言，与A2/O无异，只是用微滤膜，超滤膜(M)过滤取代A2/O中的“二沉池”，是膜分离单元与生物处理单元相结合工艺。
经过MBR工艺处理，其排放水质可以达到表1中的“国家‘一级A标’”，但是，还不能达到其他更为严格的标准，比如表1中的“四川DB51”。
而且，现有的MBR处理工艺，在运行维护中普遍存在如下问题：
1、反应池内污泥浓度逐渐升高，会造成膜堵塞、膜通量下降，造成膜污染，影响膜使用寿命;
2、膜污染，膜表面的吸附沉积颗粒，胶体，膜组织内膜孔堵塞均能导致膜污染，膜反应器随着运行时间的增长，膜通量逐年降低，造成产水率下降，膜池污泥浓度升高，产生膜堵塞及加剧膜污染，从而降低系统使用年限(一般3-5年)，增加使用运行成本;
3、微滤膜组件的截留滤液(10%)及化学清洗液的无害化处理等工作，增加了污水厂的维护管理工作量;
4、由于运行中防止膜堵塞，膜表面要保持空气吹扫，需要大量压缩空气，造成耗电量大，运行费用相对较高;
5、膜反应器分离出的清水由各单元膜组细小支管，通过抽吸泵负压出水，容易形成各管流量，水压不稳，出水管路系统容易发生局部短流，及瓶颈效应，增量跨膜压差(TMP),容易造成膜堵塞，影响整体出水。
发明内容
本发明的目的之一，就在于提供一种MBR组合膜城镇污水处理系统，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：
一种MBR组合膜城镇污水处理系统，包括顺次连接的粗格栅、提升泵、细格栅、沉砂池、MBR膜反应池和消毒组件，所述沉砂池、MBR膜反应池之间还顺次设置有膜格栅、AO生化池和分配井，所述MBR膜反应池为单元膜池，所述单元膜池由不同孔径的MBR膜组件组成的模块构成。
本发明将MBR膜反应池，单独设置于生化池后或二沉池内，同时设置单元化，多孔径多段组合模块化膜池，保证膜组件相对独立运行，提高系统处理效率。
作为优选的技术方案：所述MBR膜的孔径为2-50nm。
作为优选的技术方案：MBR膜反应池还配备有膜池配水系统。
对大中型规模，单元膜池组合数量多，增设MBR膜反应池配水系统，确保各膜组件运行水量分配均匀，提高系统处理效率。
设置MBR膜反应池综合管廊及设备间，增设混合液回流系统，确保MBR膜反应池相关配套管路设备使用维护，控制污泥浓度变化，延长系统寿命。
作为优选的技术方案：还设置用于控制MBR膜反应池混合液污泥浓度、膜组件、紊流度、出水抽吸泵流量的控制系统。
增设控制系统对于膜反应器中混合液污泥浓度、膜组件(TMP),紊流度、出水抽吸泵流量等参数，通过检测动态参数变化及程序控制使相关重要参数运行中维持合理运行平衡，使MBR系统尽可能维持在临界膜通量状态下运行，维持系统轻污染，低能耗运行模式。减少膜污染、延长膜使用膜组件寿命。
作为优选的技术方案：所述MBR膜反应池还设置有膜池鼓风系统。
增加膜池鼓风量，增大混合液紊流度，增加纤维膜颤动，减少膜表面吸附边界层厚度，防止膜堵塞，预处理增设超细格栅、防止系统堵塞。
作为优选的技术方案：所述MBR膜反应池还设置有膜反洗系统。
除正常化学清洗外，增设中空纤维膜正反冲洗和紊流空气鼓风系统，增大混合液紊流度以减少膜表面吸附边界层厚度，提高反应器错流速度减少膜堵塞。
对于大中型规模，单元膜池组合数量多反应器，出水设置收集管廊，采用并列布置形式，出水抽吸泵布置形式，采用优化恒流量恒水压泵组合，确保各单元膜池膜组件出水水量稳定，减少出水管路堵塞，维护管理方便，防止系统膜组堵塞。
本发明的目的之二，在于提供一种采用权利上述的MBR组合膜城镇污水处理系统进行城镇污水处理的方法，采用的技术方案为，包括以下步骤：城镇污水经粗格栅、提升泵、细格栅、沉砂池预处理后，经膜格栅粗滤拦截细小杂物，然后进入AO生化池，在AO生化池通过厌氧、缺氧条件生物除磷、脱氮;在好氧条件进行生物降解及消化氨氮，出水通过分配井均匀配送入MBR膜反应池;通过投加化学药剂，好氧生物降解和膜分离，进一步处理污染物中残余污染物质，经紫外线消毒后排放或回用。
作为优选的技术方案：所述MMBR膜反应池中，污泥负荷为0.06-0.1kgCOD/(kg.d),混合液污泥浓度即MLSS为5-10kg/m3。
作为进一步优选的技术方案：MLSS为8kg/m3。
本申请的发明人通过大量实验得出：对于MMBR膜反应池中，污泥浓度对于动态厚度和粘度成正比，可影响水力动力，剪切力，膜表面过滤层，从而影响膜通量，过高的混合液污泥浓度容易发生膜污染，膜通量大幅减少，当MLSS在8000mg/L时，MLSS与膜通量存在线性关系，当MLSS增大到18000mg/L时，膜通量下降了一个数量级，容易发生膜污染。
作为优选的技术方案：所述MMBR膜反应池中膜分离驱动采用浸没式压力抽吸泵出水，静液压差即TMP为3-50kPa,设计膜通量为9.6-15.6(m2.h)，TMP为8-25 kPa。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的A²O+MBR工艺，是基于生物膜体系的污水处理新工艺，是在原有MBR工艺的基础上，结合国内城镇污水的水质特征，增设了深度处理进一步去除总氮、总磷、SS(悬浮物)等污染物单元，增设膜反应池保障运行系统，形成运行稳定、出水水质优越、管理相对简单的城镇污水深度处理系统。
本工艺的优点包括：
(1)微滤膜过滤极大地提高了出水水质，不仅可完全滤除SS，还可去除大量胶体物质并降低出水色度，使出水清澈透明，有利于污水回用;
(2)由于微滤膜过滤杜绝了处理系统的污泥流失，可大大提高处理系统的污泥浓度，缩小处理池的容积，从而至少节省30-50%的占地面积;
(3)高容积负荷、高污泥浓度、长泥龄,剩余污泥产量较低。
(4)工艺流程短，适宜现有污水处理厂提标升级改造。
(5)单元模块化膜池布置形式有效提高系统运行处理效率。
(6)附属配套设备、设施采用管廊、设备间布置，确保设备维护和管理方便规范，有效保障配套设备使用寿命。
(7)系统合理动态控制对于膜池混合液污泥浓度、D0等参数，膜通量等重要参数，减少膜堵塞、延长膜组使用膜组件寿命。
(8)优化膜组反冲洗及清洗、出水系统，提高膜使用寿命。
(9)强化的系统综合运行及保障能力，使系统处理出水水质更稳定达到“四川DB51”标准。