一种AAO-AMBR污水处理装置的制作方法

本实用新型属于污水处理技术领域，特别涉及一种aao-ambr污水处理装置。

背景技术：

随着现代化工业的发展、城镇化的加速及人口急剧的增加，导致城市污水中氮、磷等污染物质大量增加，当污水排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后，氮、磷逐渐积累下来，使水生生物特别是藻类大量繁殖，最终导致水体发生富营养化现象。不仅会破坏水体原有的生态系统，还会对渔业、养殖业等造成重大的经济损失，甚至危害到人类健康。目前，国家和各地区制定了严格的污染物排放标准，对于重点流域，污染物的控制目标意见从传统的cod、bod5、ss等转移到氮、磷的去除。但传统的污水处理工艺由于在脱氮和除磷之间存在对碳源需求的矛盾，出水氮、磷浓度难以同时达标，这使得污水脱氮除磷成为了污水处理领域的热点和难点。

如图1所示，传统aao-mbr工艺流程，主要为通过提升泵100，将废水打入厌氧池200，厌氧池200的污水经过消解后由过水孔进入缺氧池300，厌氧池200与缺氧池300内均设置有搅拌机400已保证充分的传质，污水从缺氧池300经过水孔进入好氧池600，缺氧池300内污泥通过污泥回流泵500回流至厌氧池200的前端。好氧池600内进行曝气，由风机700提供，同时好氧池600混合液回流至缺氧池300进行脱氮处理。废水经过好氧池600的处理，经过水孔自流进入mbr池800，mbr池800内风机701提供曝气，使膜表面得到擦洗以延缓膜污染，污水经过膜过滤后在mbr抽吸泵502的抽吸下，排出系统，膜池污泥通过污泥回流泵503回流至好氧池600前端。

mbr(膜生物反应器)是一种由活性污泥法与膜分离技术相结合的新型水处理技术，该工艺由于采用高效的膜分离替代传统活性污泥工艺中的二沉池，具有以下优点：1、固液分离效率高，出水好且稳定，可直接回用2、反应器内可保持高浓度的微生物量，处理容积负荷高，占地面积省3、剩余污泥产生量小；4、操作管理方便，自动化程度高等。mbr工艺也存在一些不足：膜易污染，易堵塞，需经常清洗；池中mlss浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，另外为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大曝气流速，冲刷膜表面，能耗远高于传统生物处理工艺。

传统aao-mbr工艺，脱氮主要靠好氧池混合液回流至缺氧池进行反硝化脱氮，回流量大，缺氧停留时间短、脱氮效率差；同时回流设备、管路多，增加了投资、运行成本。

污水脱氮除磷和降低系统运行能耗是mbr的重要应用领域和发展方向，由于机理复杂，影响因素众多，现有研究大多独立考察mbr的脱氮除磷或者节能降耗，难以两者兼顾。部分研究采用外加碳源的方式同时改善脱氮除磷效果，但由于增加了工艺的复杂度和运行成本，不适合大规模推广。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种aao-ambr污水处理装置，可保证出水水质，同时能够高效脱氮除磷。

基于上述问题，本实用新型提供的技术方案是：

一种aao-ambr污水处理装置，包括沿污水处理方向依次设置的厌氧池、缺氧池、好氧池、及缺氧膜生物反应器，所述厌氧池连接至进水系统，所述缺氧膜生物反应器包括缺氧膜生物反应池、设置在缺氧膜生物反应器内的往复式ambr系统、及连接至所述往复式ambr系统的产水系统。

在其中的一些实施方式中，所述往复式ambr系统包括固定在所述缺氧膜生物反应池上端的轨道、与所述轨道滑动配合的运动框架、连接至所述运动框架并位于所述缺氧膜生物反应池内的膜箱、及与所述运动框架传动连接的驱动机构，所述运动框架在所述驱动机构带动下沿所述轨道往复运动。

在其中的一些实施方式中，所述运动框架包括支撑架、设置在所述支撑架底部的滚轮组件、及设置在所述支撑架上的连接架，所述滚轮组件与所述轨道滚动配合，所述连接架与所述膜箱连接。

在其中的一些实施方式中，所述驱动机构包括驱动电机、与所述驱动电机动力输出端连接的曲轴盘、及连接所述曲轴盘与所述运动框架的连杆。

在其中的一些实施方式中，所述缺氧膜生物反应池连接有排泥管，所述排泥管经混合液回流管连接至所述缺氧池，所述混合液回流管上设有混合液回流泵。

在其中的一些实施方式中，所述厌氧池、缺氧池内分别设有搅拌器，所述好氧池内设有曝气器，所述曝气器连接至曝气风机。

在其中的一些实施方式中，所述厌氧池与所述缺氧池经第一隔墙相分隔，所述厌氧池与所述缺氧池之间的过水孔设置在所述第一隔墙的上部；所述缺氧池与所述好氧池经第二隔墙相分隔，所述缺氧池与所述好氧池之间的过水孔设置在所述第二隔墙的下部；所述好氧池与所述缺氧膜生物反应池经第三隔墙相分隔，所述好氧池与所述缺氧膜生物反应池的过水孔设置在所述第三隔墙的上部；所述缺氧池经污泥回流管连接至所述厌氧池，所述污泥回流管上设有污泥回流泵。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、通过采用ambr工艺(缺氧膜生物反应器)，取代传统曝气模式，同时可以节省好氧池到缺氧池的回流，可以降低废水处理能耗，平均吨水电电耗节约30％，也降低污水处理成本，出水水质更好；

2、缺氧膜生物反应器内的往复式ambr系统采用往复运动形式，可以缩短动能传递过程，提高动能转换效率；

3、缺氧膜生物反应器为缺氧状态，可以达到更好的脱氮效果，比传统工艺脱氮效率提高9.1％；

4、aao-ambr工艺可以有效控制溶解氧，加强市政污水脱氮除磷的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中aao-mbr污水处理装置的工艺流程图；

图2为本实用新型一种aao-ambr污水处理装置实施例的工艺流程图；

图3为本实用新型一种aao-ambr污水处理装置实施例的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中往复式ambr系统的结构示意图；

图5为图4中i处局部放大图；

图6为本发明实施例中曲轴盘与连杆的拆解结构示意图；

其中：

100、提升泵；200、厌氧池；300、缺氧池；400、搅拌机；500、污泥回流泵；501、混合液回流泵；502、抽吸泵；503、污泥回流泵；600、好氧池；700、风机；701、风机；800、mbr池；

1、厌氧池；2、缺氧池；3、好氧池；4、缺氧膜生物反应池；5、往复式ambr系统；5-1、轨道；5-2、运动框架；5-2a、支撑架；5-2b、滚轮组件；5-2c、连接架；5-3、膜箱；5-3a、膜架；5-3b、膜元件；5-4、驱动机构；5-4a、驱动电机；5-4b、曲轴盘；5-4c、连杆；5-4d、连接件；6、进水管道；7、进水提升泵；8、搅拌器；9、污泥回流管；10、污泥回流泵；11、曝气器；12、曝气风机；13、排泥管；14、混合液回流管；15、混合液回流泵；16、产水管；17、抽吸泵；18、第一隔墙；19、第二隔墙；20、第三隔墙。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

参见图2-3，为本实用新型的工艺流程图及结构示意图，提供一种aao-ambr污水处理装置，包括沿污水处理方向依次设置的厌氧池1、缺氧池2、好氧池3、及缺氧膜生物反应器，厌氧池1连接至进水系统以接纳待处理废水，进水系统包括连接至厌氧池1的进水管道6、及设置在进水管道6上的进水提升泵7。缺氧膜生物反应器包括缺氧膜生物反应池4、设置在缺氧膜生物反应池4内的往复式ambr系统5、及连接至往复式ambr系统5的产水系统，产水系统包括连接至往复式ambr系统5的产水管16、及设置在产水管16上的抽吸泵17。

具体的，往复式ambr系统5包括固定在缺氧膜生物反应池4上端的轨道5-1、与轨道5-1滑动配合的运动框架5-2、连接至运动框架5-2并位于缺氧膜生物反应池4内的膜箱5-3、及与运动框架5-2传动连接的驱动机构5-4，运动框架5-2在驱动机构5-4带动下沿轨道5-1往复运动，从而带动膜箱5-3在缺氧膜生物反应池4内往复运动。膜箱5-3包括膜架5-3a、及设置在膜架5-3a上的膜元件5-3b，膜元件5-3b为微滤膜组件、超滤膜组件中的至少一种，优选为亲水性ptfe材质超滤膜组件。

运动框架5-2包括支撑架5-2a、设置在支撑架5-2a底部的滚轮组件5-2b、及设置在支撑架5-2a上的连接架5-2c，其中，滚轮组件5-2b与轨道5-1滚动配合，连接架5-2c与膜箱5-3固定连接。支撑架5-2a为由四根杆件依次连接而成的方形框架，滚轮组件5-2b包括设置在支撑架5-2a相对两端的至少两个滚轮，连接架5-2c包括架设在支撑架5-2a上的两根连接杆、及连接两根连接杆的加强杆。

参见图5-6，驱动机构5-4包括驱动电机5-4a、与驱动电机5-4a动力输出端连接的曲轴盘5-4b、及连接曲轴盘5-4b与运动框架5-2的连杆5-4c，曲轴盘5-4b与连杆5-4c经连接件5-4d连接，驱动电机5-4a采用变频减速电机。

缺氧膜生物反应池4连接有排泥管13用于定期排放系统内多的剩余污泥，排泥管13经混合液回流管14连接至缺氧池2，混合液回流管14上设有混合液回流泵15，以将缺氧膜生物反应池4内含有未完全脱氮的废水回流至缺氧池2并进行深度脱氮，同时为缺氧池2补充缺氧菌种。

在厌氧池1和缺氧池2内分别设有搅拌器8以保证充分传质，在好氧池3内设有曝气器11，该曝气器11连接至曝气风机12，以对好氧池3进行充分曝气。

本例中，厌氧池1与缺氧池2经第一隔墙18相分隔，厌氧池1与缺氧池2之间的过水孔设置在第一隔墙18的上部；缺氧池2与好氧池3经第二隔墙19相分隔，缺氧池2与好氧池3之间的过水孔设置在第二隔墙19的下部；好氧池3与缺氧膜生物反应池4经第三隔墙20相分隔，好氧池3与缺氧膜生物反应池4的过水孔设置在第三隔墙20的上部；缺氧池2经污泥回流管9连接至厌氧池1，污泥回流管9上设有污泥回流泵10。

上述的aao-ambr污水处理装置的处理工艺为：废水经进水系统进入厌氧池1进行厌氧消解反应，废水中的固形物及大分子有机物在厌氧微生物作用下分解成溶解性小分子有机物；厌氧池1出水及缺氧膜生物反应池4回流的混合液在缺氧池2内进行反硝化反应，在缺氧条件下，反硝化菌将亚硝酸盐氮和硝酸盐氮还原成氮气；缺氧池2出水进入好氧池3，在好氧活性污泥作用下，通过曝气充氧分解有机物，同时进行硝化反应，在好氧条件下，亚硝酸盐菌和硝酸盐菌将氨氮氧化成硝态氮；好氧池3出水进入缺氧膜生物反应池4进行反硝化反应，以去除废水中的硝态氮，废水经缺氧膜生物反应池4的膜组件泥水分离后经产水系统排出。

其中，厌氧池1内厌氧工序的溶解氧浓度控制在0.2mg/l以下，水力停留时间为1h，污泥浓度为5-6g/l，b/c≥0.3。

缺氧池2中缺氧反硝化工序的溶解氧浓度控制在0.2-0.5mg/l，水力停留时间为0.5-2h，污泥浓度为5-6g/l，污泥回流比为300％-400％。

好氧池3中的好氧硝化工序的溶解氧控制在2-3mg/l，水力停留时间为3-4h，污泥浓度为5-6g/l。

缺氧膜生物反应池4中往复式ambr系统5的往复频率为0.4-0.6hz，污泥浓度为5-8g/l，缺氧膜生物反应池4到缺氧池2的混合液回流比为400％-500％。膜元件5-3b的膜通量为15-20lmh，产水运行方式为开9min停1min。

本实用新型的aao-ambr工艺比传统aao-mbr工艺投资成本更低，以下是两种工艺的投资对比：

表1不同工艺投资对比

aao-ambr工艺较aao-mbr工艺节省投资总计约26.6万元，且能节约占地总计1131.5m²。

本实用新型的aao-ambr工艺比传统aao-mbr工艺的出水水质更好，以下是两种工艺的处理效果对比：

表2不同工艺处理效果对比

aao-ambr工艺出水水质不仅能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)中一级a标准，而且比传统工艺的脱氮去除率提升9.1％。

本实用新型的aao-ambr工艺比传统aao-mbr工艺的能换效率更高：传统aao-mbr工艺通过曝气来使膜丝抖动，以延缓膜污染，能效转换过程为：风机→带压空气→分散气泡→膜丝抖动，即电能→机械能→热能+内能→动能。由于曝气管路较长，表面积大，散热快，有很大一部分能效变为热能而浪费。而aao-ambr工艺无需曝气管路，是通过往复运动形式使膜丝得到抖动，其能效转换过程为：减速电机→运动框架→膜丝抖动，即电能→机械能→动能。转换过程较少，且基本没有内能的损耗。故aao-ambr工艺较传统工艺能效转换率高80％以上。

具体实施例：以苏州某城市污水处理厂的生活污水为处理对象，采用上述的aao-ambr污水处理装置及工艺处理生活污水的进出水水质见表3，可见经处理后的生活污水，优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)中一级a标准，吨水处理能耗为0.28kwh，远低于传统aao-mbr工艺的0.4kwh。

表3进出水水质参数

上述实例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。