【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污废水生物处理，尤其是涉及一种基于膜曝气生物膜的同步去除污废水中碳氮磷的处理方法。
技术介绍
1、我国污废水处理厂普遍采用的厌氧/缺氧/好氧活性污泥法虽然具备同步碳氮磷去除功能，但是存在大比例硝化液内回流导致的运行成本增加和先除碳后脱氮导致的深度脱氮所需碳源不足等问题，进而导致需要外加碳源才能满足一级a及更高的排放标准，不符合“碳达峰、碳中和”的高质量发展方向。
2、以聚丙烯等惰性材料为载体的传统生物膜工艺具备一定的同步碳氮磷去除效果。污废水中的污染物(有机物、氮磷等)和溶解氧从主流向传统生物膜内部同向传质，从外到内逐渐形成好氧区、缺氧区、厌氧区，污水中的碳源有机物在由生物膜外侧向里侧的传质过程中首先经过好氧区从而被好氧微生物大量消耗，进而导致到达缺氧区的碳源不足，最终限制了反硝化脱氮效果。
3、如图1所示，膜曝气生物膜具有无泡曝气膜高效传氧和生物膜异向传质的特点，容易形成近曝气膜侧富集硝化菌、近主流侧富集反硝化菌(包括反硝化聚磷菌)的生物膜分层结构，使得主流中碳源先通过反硝化菌生物膜从而优先用于反硝化脱氮(包括同步聚磷)，因而在同步除碳脱氮处理方面具有一定的优势。然而，传统的膜曝气生物膜工艺仅靠细胞合成同化作用的除磷效果受限。
4、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于膜曝气生物膜的同步去除污废水中碳氮磷的处理方法，能够显著提高总磷和总氮的去除率。
2、本专利技术提供一种基于膜曝
3、s1：将污废水送至膜曝气生物膜反应器，在间歇膜曝气条件下进行序批式反应；
4、s2：反应结束时从膜组件下方曝气冲刷剥离最外层的富磷膜曝气生物膜，随后静置排水。
5、在上述步骤s1中，污废水可以为低碳氮比污废水，低碳氮比污废水的化学需氧量与总氮含量之比可以为5-8；更具体地，对于低碳氮比市政污水，其化学需氧量(cod)为200-400mg/l，氨氮为20-50mg/l，总氮为25-60mg/l，总磷含量为5-10mg/l。
6、序批式反应每个周期的整体运行时间和间歇膜曝气周期可以根据进水碳氮磷浓度确定，对于典型市政污水而言，序批式反应每个周期的运行时间一般在6-24h之间。
7、序批式反应每个周期的进水时间可以根据污废水泵入膜曝气生物膜反应器的预设体积确认；具体地，进水时间可以为5-30min。
8、序批式反应每个周期的间歇膜曝气条件为：先不曝气0.5-4h随后曝气5-20h，进气压力为8-12kpa，曝气膜为致密或微孔透气膜。
9、采用上述间歇膜曝气条件下的序批式反应能够为生物膜提供厌氧和缺/好氧交替环境，从而在最外层富集聚磷菌(包括反硝化聚磷菌)，进而解决如何为外层生物膜提供厌氧和缺/好氧交替环境从而富集聚磷菌的技术问题。
10、在上述步骤s2中，每个周期序批式反应结束时的膜组件下方曝气冲刷的强度和时间可根据最外层生物膜的屈服应力结合计算流体力学得出的曝气冲刷剪切力来确定，从而可精准剥离需要脱落的增殖生物膜。对于处理典型市政污水的膜曝气生物膜，膜组件下方曝气冲刷强度按单位反应器横截面上的曝气量计算一般为10-120m3/m2/h，曝气冲刷时间一般为10-120s。此外静置排水时间可以为5-30min。在膜组件下方设置穿孔曝气管进行曝气冲刷，穿孔曝气管与冲刷曝气泵连通。
11、在反应结束时，利用膜组件下方短时曝气冲刷方式来剥离最外层已过量吸磷的增殖聚磷菌，进而通过沉淀排出，最终实现生物除磷功能。
12、本专利技术的处理方法可以采用基于膜曝气生物膜的反应系统进行，反应系统包括进水池、膜曝气生物膜反应器和出水池，进水池和出水池分别通过进水管和出水管与膜曝气生物膜反应器连通，膜曝气生物膜反应器膜组件的内腔与膜曝气泵连通，在膜曝气生物膜反应器膜组件下方设置穿孔曝气管，穿孔曝气管与冲刷曝气泵连通，在膜曝气生物膜反应器上设有循环管，在进水管、出水管和循环管上分别设有进水泵、出水泵和循环泵。
13、进一步地，可以通过设置时间控制器来控制进水泵和出水泵的启动和停止以使污废水以预设时间泵入和泵出膜曝气生物膜反应器、控制循环泵的启动和停止以实现预设时间的膜曝气生物膜反应器内部混合均匀、控制膜曝气泵的启动和停止以实现预设时间的间歇膜曝气工作模式、控制冲刷曝气泵的启动和停止以实现预设时间的曝气冲刷剥离最外层富磷膜曝气生物膜。
14、在本专利技术的处理方法中，一个完整的运行周期可以由如下步骤组成：
15、1)进水泵将进水池内的污废水泵送至膜曝气生物膜反应器内并充满预定体积，通过时间控制器来控制进水泵的启动和停止；
16、2)膜曝气泵将空气泵入膜曝气生物膜反应器膜组件内腔，空气沿膜组件长度方向流动，空气中的氧气透过膜壁进入膜外侧的生物膜，开始反应过程，剩余的尾气通过管道排入大气，通过阀门调节进气压力，通过时间控制器控制膜曝气泵的启动和停止实现间歇膜曝气工作模式，同时开启循环泵促进膜曝气生物膜反应器内部的混合与传质；
17、3)反应即将结束时开启冲刷曝气泵，通过穿孔曝气管进行短时空气冲刷以剥离最外层的富磷膜曝气生物膜，通过阀门调节流量并通过时间控制器控制冲刷曝气泵的启动和停止；
18、4)反应结束，停止曝气泵和循环泵，静置膜曝气生物膜反应器；
19、5)开启出水泵使膜曝气生物膜反应器排空，通过时间控制器控制出水泵的启动和停止。
20、本专利技术的实施，至少具有以下优势：
21、本专利技术的处理方法采用序批式膜曝气生物膜在间歇膜曝气条件下处理典型市政污水时的化学需氧量、总氮、总磷的去除率可达到85-95％、80-90％、70-90％；相比传统膜曝气生物膜，本专利技术的处理方法可显著提高总磷去除率；相比传统惰性载体生物膜，本专利技术的处理方法可显著提高总氮去除率。
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1.一种基于膜曝气生物膜的同步去除污废水中碳氮磷的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，污废水为低碳氮比污废水，低碳氮比污废水的化学需氧量与总氮含量之比为5-8。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，序批式反应每个周期的运行时间为6-24h。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，进水时间为5-30min。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，曝气膜为致密或微孔透气膜，间歇膜曝气条件为：先不曝气0.5-4h随后曝气5-20h，进气压力为8-12kPa。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在膜组件下方设置穿孔曝气管进行曝气冲刷，穿孔曝气管的出气孔直径为4-6mm，曝气冲刷时的曝气量为10-120m3/m2/h，曝气冲刷时间为10-120s。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，静置排水时间为5-30min。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，采用基于膜曝气生物膜的反应系统进行，反应系统包括进水
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，通过设置时间控制器来控制进水泵和出水泵的启动和停止以使污废水以预设时间泵入和泵出膜曝气生物膜反应器、控制循环泵的启动和停止以实现预设时间的膜曝气生物膜反应器内部混合均匀、控制膜曝气泵的启动和停止以实现预设时间的间歇膜曝气工作模式、控制冲刷曝气泵的启动和停止以实现预设时间的曝气冲刷剥离最外层富磷膜曝气生物膜。
...【技术特征摘要】
1.一种基于膜曝气生物膜的同步去除污废水中碳氮磷的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，污废水为低碳氮比污废水，低碳氮比污废水的化学需氧量与总氮含量之比为5-8。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，序批式反应每个周期的运行时间为6-24h。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，进水时间为5-30min。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，曝气膜为致密或微孔透气膜，间歇膜曝气条件为：先不曝气0.5-4h随后曝气5-20h，进气压力为8-12kpa。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在膜组件下方设置穿孔曝气管进行曝气冲刷，穿孔曝气管的出气孔直径为4-6mm，曝气冲刷时的曝气量为10-120m3/m2/h，曝气冲刷时间为10-120s。
7.根据权利要求1所述的处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏春海，陈康良，余婉琪，阳健军，翟心瑜，姜宇朵，江兴，荣宏伟，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：
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