基于AO+MBR工艺的污水强化除磷系统的制作方法

基于ao+mbr工艺的污水强化除磷系统
技术领域
1.本实用新型涉及污水处理技术，特别涉及一种基于ao+mbr工艺的污水强化除磷系统。


背景技术：

2.农村生活污水已成为环境整治中的难点，为了加大农村生活污水治理力度，已开展实施一大批农村生活污水处理工程，鉴于广大农村自然地理位置分布较城市过于分散，不利于集中纳管收集治理，目前较为普遍的采用分散式一体化污水处理装置，该装置可以根据不同地区人口数量、排水量以及排水水质情况，有针对性的选择合理的配套污水处理设备。
3.在现有诸多的污水处理工艺中，集成ao+mbr工艺被广泛应用，其中ao（anoxic oxic）是一种缺氧好氧水处理技术，用于脱氮除磷和去除水中有机物，mbr（membrane bio
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reactor）是一种由活性污泥法与膜分离技术相结合的水处理技术，且ao段处于mbr段之前作为活性污泥的前处理。该工艺在传统活性污泥法的基础上，利用mbr膜系统拦截活性污泥，进行泥水分离，有效提高污泥浓度，可以改善出水化学需氧量（cod）指标和提高有机物、氨氮等污染物质的去除效率，可以满足《gb18918
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2002城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准的a标准，而且经过mbr超滤膜过滤的系统出水悬浮物（ss）指标可长期稳定在0.5mg/l以下，水质清澈透明。该工艺对农村生活污水有较好的污染物去除效果，尤其是cod、氨氮，ss等指标能达到一级标准的a标准，而根据gb18918
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2002要求的出水总磷浓度一般在1mg/l甚至0.5mg/l以下，由于该工艺在保持较高污泥浓度前提下大大延长污泥龄，造成污水中总磷不能及时通过剩余污泥排放，从而导致系统出水总磷不能稳定达标。
4.目前主要的除磷方法有化学加药除磷、电解除磷以及离子交换树脂除磷。广大农村污水处理设备站点分散，如采用这些方法势必会大大增加人工成本、材料成本和设备能耗成本，不利于后期项目的运营维护。因此，亟需一种污水处理方法，不仅能有效去除污染物质并确保出水总磷满足排放要求，而且能适用于广大农村污水处理的环境和条件，有助于实现农村人居环境整治目标。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种基于ao+mbr工艺的污水强化除磷系统，在ao+mbr工艺基础上，后续增加深度处理的改性陶粒滤料滤池，能有效提高污水处理的除磷效果，使得系统出水达到污水总磷排放标准，即小于等于0.5mg/l。
6.本实用新型是这样实现的：
7.一种基于ao+mbr工艺的污水强化除磷系统，包括格栅井、调节池、缺氧池、预曝气池和mbr膜池；
8.所述缺氧池的上部设置出水口，预曝气池的上部设置进水口，预曝气池的下部设置出水口，mbr膜池的下部设置进水口；所述mbr膜池的底部设置污泥排放阀；所述除磷系统
还包括改性陶粒滤料滤池；
9.所述调节池的进水口设置格栅井，调节池的出水口经提升泵连接缺氧池的进水口，缺氧池的出水口和预曝气池的进水口连接，预曝气池的硝化液出口经回流泵连接缺氧池的硝化液进口，预曝气池的出水口和mbr膜池的进水口连接，mbr膜池的出水口经压力泵连接改性陶粒滤料滤池的进水口，改性陶粒滤料滤池的出水口设置系统出水阀，改性陶粒滤料滤池的侧面底部设置陶粒清掏阀门。
10.所述改性陶粒滤料滤池的顶部开口处设置布水器，所述布水器的进水口为改性陶粒滤料滤池的进水口，所述布水器上设置若干出水孔。
11.所述改性陶粒滤料滤池内设置两层粒径不同的改性陶粒。
12.所述预曝气池内底部和mbr膜池内底部均设置有爆气盘，爆气盘外接空气泵。
13.所述系统出水阀的出水管路上分出反洗水管路并依次经清水箱、反洗泵连接mbr膜池的出水口。
14.本实用新型基于ao+mbr工艺的污水强化除磷系统，在ao+mbr工艺段装置之后增加了改性陶粒滤料滤池，能对污水进行深度处理，尤其是利用改性陶粒能有效吸附水中磷酸盐的特点，进一步去除污水中的总磷，而且ao+mbr工艺段能确保ss指标低，能避免滤池因前端进水ss指标不稳定而产生的污堵。另外，在改性陶粒滤料滤池的进水口设置了布水器，有利于进水水流的均匀分布并冲洗改性陶粒。滤池中改性陶粒滤料分层堆积，也有利于更好的吸附效果。另外，改性陶粒成本低廉，可持续运行时间较长，便于日常维护管理，出水可长期稳定达标。
15.本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：显著提高整体工艺除磷效率，确保系统出水总磷稳定达标，且结构简洁、运行稳定，能有效降低运营维护成本。
附图说明
16.图1为本实用新型基于ao+mbr工艺的污水强化除磷系统的结构示意图。
17.图中，1格栅井，2调节池，3缺氧池，4预曝气池，5 mbr膜池，51污泥排放阀，6改性陶粒滤料滤池，61陶粒清掏阀门，62布水器，63系统出水阀，64反洗水管路，7爆气盘，71空气泵，81提升泵，82回流泵，83压力泵，84反洗泵，9清水箱。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
19.参见图1，一种基于ao+mbr工艺的污水强化除磷系统，包括格栅井1、调节池2、缺氧池3、预曝气池4、mbr膜池5和改性陶粒滤料滤池6。调节池2的进水口设置格栅井1，待处理的污水由格栅井进入，调节池2的出水口经提升泵81连接缺氧池3的进水口，缺氧池3的出水口和预曝气池4的进水口连接，预曝气池4的硝化液出口经回流泵82连接缺氧池3的硝化液进口，预曝气池4的出水口和mbr膜池5的进水口连接，mbr膜池5的出水口经压力泵83连接改性陶粒滤料滤池6的进水口，改性陶粒滤料滤池6的出水口设置系统出水阀63。
20.具体地，缺氧池3、预曝气池4和mbr膜池5为一体化反应池结构，每个池之间设置隔板。缺氧池3的上部设置出水口，预曝气池4的上部设置进水口，预曝气池4的下部设置出水口，mbr膜池5的下部设置进水口。缺氧池3的出水口和预曝气池4的进水口通过第一过水孔
连接，预曝气池4的出水口和mbr膜池5的进水口通过第二过水孔连接。
21.mbr膜池5的底部设置污泥排放阀51。预曝气池4内底部和mbr膜池5内底部均设置有爆气盘7，爆气盘7外接空气泵71。
22.优选地，改性陶粒滤料滤池6的顶部开口处设置布水器62，布水器62的进水口即为改性陶粒滤料滤池6的进水口。布水器62采用upvc管材，优选为米字形结构，相邻延伸臂之间的夹角相同，承压相同，从中心进水，每根延伸臂均匀对称设置若干出水孔，四周出水可以使得水流分布均匀、减少死角。每个延伸臂的外端密封。
23.改性陶粒滤料滤池6内设置两层粒径不同的改性陶粒，改性陶粒的主要成分为硅钙无机化合物，其主要特点是比表面积大、附着力强，通过络合反应能将污水中的磷酸盐吸附去除。而且，改性陶粒的成本低廉，可持续运行时间较长，便于日常维护管理，出水可长期稳定达标，相较于化学加药除磷能大大减少化学药剂使用、减少化学污泥产生，相较于电解除磷能降低能耗、避免化学污泥产生、降低污泥处置成本，相较于离子交换树脂除磷能大大降低材料成本，另外离子交换树脂再生极为不便，产生的废液属于危废，造成再生成本大幅增加。
24.系统出水阀63的出水管路上分出反洗水管路64并依次经清水箱9、反洗泵84连接mbr膜池5的出水口，用于将部分的系统出水返回至mbr膜池作为mbr膜反洗用水。
25.另外，改性陶粒滤料滤池6侧面底部设置陶粒清掏阀门61，陶粒由改性陶粒滤料滤池6的顶部开口处进入滤池内，陶粒由陶粒清掏阀门61排出滤池。
26.所述污水强化除磷系统的具体处理步骤，包括如下：
27.步骤一，待处理污水先经过格栅井1并进行大颗粒污染物质拦截，再进入调节池2进行水质均化后得到调节池出水。
28.步骤二，调节池出水经提升泵81进入缺氧池3并进行生物反硝化反应，在消耗有机物的同时进行生物脱氮，使得污水总氮得到降解，反应后得到缺氧池出水。生化反硝化反应所需的硝化液由步骤三中预曝气池4产生的硝态氮回流至缺氧池3提供。
29.步骤三，缺氧池出水经过第一水孔溢流进入预曝气池4并进行初期好氧反应和硝化反应，预曝气池4底部由爆气盘和外接的空气泵送入氧气，初期好氧反应能提高污水溶解氧，硝化反应将氨氮转化为硝态氮，硝态氮作为硝化液依次经预曝气池的硝化液出口、回流泵82、缺氧池的硝化液进口回流至缺氧池3内。
30.步骤四，预曝气池出水经过第二出水孔进入mbr膜池5进行充分的生化反应，污水中的剩余有机物得到降解，反应后得到mbr膜池出水和污泥，mbr膜池具有较高的污泥浓度，极少产生剩余污泥，剩余污泥由污泥排放阀51排出，可结合设备运行情况定期排放并进行妥善处置。由此，mbr膜池出水的cod指标小于50mg/l，氨氮含量小于5mg/l，ss指标小于0.5mg/l，水质清澈，悬浮颗粒物肉眼不可见。
31.步骤五，mbr膜池出水经压力泵83进入改性陶粒滤料滤池6并进行陶粒吸附除磷，除鳞后得到系统出水，系统出水由系统出水阀63进行排放。由此，以改性陶粒为滤料的滤池，可根据前端mbr膜出水的总磷含量和出水量，设计滤池体积和陶粒量。本实施例中，在改性陶粒滤料滤池6中上下分层堆积第一改性陶粒和第二改性陶粒，第一改性陶粒的直径为3cm，第二改性陶粒的直径为1cm，第一改性陶粒和第二改性陶粒的数量比为2：1，改性陶粒滤料滤池的堆积密度为0.9~1.1g/cm3。另外，陶粒吸附达到饱和状态时，采用陶粒清掏阀门
61进行清掏更换，可根据进水量和水质情况定期进行，需更换的陶粒从陶粒清掏阀门排出滤池，补充的新陶粒由人工在滤池上方操作平条利用小电机滑轮吊入滤池，避免人员进入滤池内部，提高操作安全性。
32.另外，系统出水阀63的出水管路上分出反洗水管路64并依次经清水箱9、反洗泵84连接mbr膜池5的出水口，进行mbr膜反洗时，启动反洗泵84，部分系统出水由反洗水管路64返回至mbr膜池5进行mbr膜反冲洗。
33.本实用新型在ao+mbr工艺基础上，增加了改性陶粒用于污水除磷，既能利用mbr工艺出水浊度低、ss指标低以及水中悬浮杂质少的特点，又能利用改性陶粒滤料能有效吸附水中磷酸盐的特点，还能避免滤池因前端进水ss指标不稳定而产生的污堵，由此通过两种技术的优势互补，显著提高整体污水除磷效果，使得系统出水满足gb18918
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2002一级标准的a标准定义的排放标准（≤0.5mg/l）。另外，部分系统出水作为mbr膜池的反洗进水，能提高mbr膜的反洗水质，显著延长mbr膜以及滤池中改性陶粒滤料的使用周期，有助于降低运营维护成本。
34.实施例一
35.本实用新型应用于某农村生活污水处理项目，处理规模为15m3/天，改性陶粒滤料滤池的体积为3m3，堆积密度为1.1，直径3cm陶粒投加2.2方，直径1cm陶粒投加1.1方，陶粒共计3.3方。污水进水总磷5.2mg/l，经过缺氧池和预曝气池进行生化反应，再经mbr膜池进行泥水分离，经检测膜出水总磷为3.5mg/l，然后经过改性陶粒滤料滤池分层过滤后，得到系统出水总磷经检测为0.39mg/l，达到gb18918
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2002一级标准的a标准。试验周期开始，每天检测水样，在连续进水205天后，陶粒滤料达到饱和状态，出水总磷数值高于0.5mg/l，开启陶粒清掏阀门，重新更换改性陶粒。经试验验证，改性陶粒可连续运行205天，未发生污堵现象，便于运维人员日常维护管理，出水可长期稳定达标。
36.实施例二
37.本实用新型应用于某农村生活污水处理项目，处理规模为30m3/天，改性陶粒滤料滤池的体积为4.5m3，堆积密度为1.1，直径3cm陶粒投加3.3方，直径1cm陶粒投加1.65方，陶粒共计4.95方。污水进水总磷4.6mg/l，经过缺氧池和预曝气池进行生化反应，再经mbr膜池进行泥水分离，经检测膜出水总磷为2.9mg/l，然后经过改性陶粒滤料滤池分层过滤后，得到系统出水总磷经检测为0.44mg/l，达到gb18918
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2002一级标准的a标准。试验周期开始，每天检测水样，在连续进水187天后，陶粒滤料达到饱和状态，出水总磷数值高于0.5mg/l，开启陶粒清掏阀门，重新更换改性陶粒。经试验验证，187天时间内，系统运行正常平稳，滤池未发生严重污堵现象，滤池始终保持出水流畅。
38.本实用新型基于ao+mbr工艺的污水强化除磷系统，多项技术实现优势互补，满足较高污水排放标准，易于实现和运维，具备良好的普遍适用性，有助于农村生活污水处理项目的经济效益、社会效益和环境效益。
39.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。