CN104803477A - 一种移动床生物膜反应装置及处理污水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动床生物膜反应装置及处理污水的方法，其中，所述移动床生物膜反应装置包括反应器、搅拌机、曝气组件，所述反应器里填充填料，用孔状隔板将所述填料纵向分层；所述处理污水的方法包括以下步骤：进水-曝气-搅拌-曝气搅拌交替运行-排水，该移动床生物膜反应装置填料分布均匀，处理效率高，利用该方法进行污水处理时，曝气与搅拌交替运行，更好的实现了短程硝化反硝化反应。

Description

一种移动床生物膜反应装置及处理污水的方法

技术领域

本发明涉及一种移动床生物膜反应装置及处理污水的方法，属于新型污水处理技术领域。

背景技术

水污染是造成我国水资源短缺的主要原因，在造成水体污染的各类污染物中，氮源污染越来越严重，已成为未来污水处理的重点。高浓度氨氮废水具有成分复杂、毒性强、排放量大等特点，因此对环境的危害极大。废水中的氨氮是导致水体富营养化和环境污染的重要污染物之一，易引起水中藻类及其他微生物大量繁殖，造成湖泊富营养化，海洋赤潮等，严重威胁到人类的生产生活和生态平衡。

短程硝化反硝化脱氮工艺是近年来刚刚发展起来的新型生物脱氮技术，该技术产泥量少、紧凑高效且节约能耗，已经得到越来越广泛的应用，而移动床生物膜反应器(MBBR)作为一种新型污水处理工艺，兼具活性污泥法和生物膜法的优点，运行简单，节省占地和基建投资，但是目前的移动床生物膜反应器也存在着诸多缺点，比如填料在反应器中容易堆积、有氧曝气与缺氧搅拌不能交替运行等。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种移动床生物膜反应装置及处理污水的方法，以解决填料在反应器中容易堆积、有氧曝气与缺氧搅拌不能交替运行等问题。

为解决上述问题，本发明一方面提供了一种移动床生物膜反应装置，包括反应器，搅拌机，曝气组件：

所述反应器，其上分别设有进水口和出水口，反应器底部设置排污阀，内部填充填料，用孔状隔板将所述填料纵向分层，孔状隔板上的孔的直径小于所述填料直径；

所述搅拌机为变频搅拌机，设置于反应器顶部中心，搅拌机在其伸入反应器内部的杆上设置搅拌棒，所述搅拌棒在由所述孔状隔板形成的填料层中均有分布；

所述曝气组件，包括气泵、气体流量计和曝气头，气泵和气体流量计依次通过进气管连接，进气管另一端从反应器侧面底部进入与曝气头连接；

所述进水口和曝气头的上方设置第一层孔状隔板，所述出水口下方设置最后一层孔状隔板，在所述移动床生物膜反应装置工作时，曝气组件与搅拌机交替运行。

优选，所述反应器分别连接有进水管和出水管，进水管一端与反应器进水口连接，另一端依次连接有进水流量计、进水蠕动泵和进水池，所述出水管的一端与反应器出水口连接，另一端连接出水池。

进一步优选，设置5个所述孔状隔板，第一层和最后一层所述孔状隔板之间形成4个间距均匀的填料空间。

进一步优选，所述反应器通过pH传感器连接有pH在线检测仪，pH在线检测仪电连接加药蠕动泵，所述加药蠕动泵进液口连接加药箱，出液口通至反应器内，通过pH在线检测仪检测反应器内填料pH值，并控制所述加药蠕动泵是否向所述反应器内加药调节pH。

进一步优选，所述反应器通过温度传感器连接有温度控制仪，所述温度控制仪通过电磁阀连接自动加热系统。

进一步优选，所述填料在所述反应器中的填充率为50％。

进一步优选，还包括时间控制器，所述时间控制器与所述搅拌机、曝气组件相连。

本发明的另一方面提供了一种移动床生物膜反应装置处理污水的方法，包 括以下步骤：

1)进水，污水由进水装置进入到反应器中，连续进水；

2)曝气，启动曝气装置，向反应器中曝气；

3)搅拌，停止曝气，启动搅拌器，使污水与反应器中的填料充分接触；

4)重复步骤2)和步骤3)

5)排水，处理结束，净化后的污水通过出水装置溢流排出。

优选，在所述反应器中设置孔状隔板，将填料纵向分层；

进一步优选，在所述反应器上pH传感器连接pH在线检测仪、温度传感器连接温度控制仪，所述温度控制仪连接自动加热系统。

与现有技术相比，本发明的优点在于：对传统MBBR反应器进行优化设计，在反应器中对填料进行纵向分层，解决由于悬浮填料密度和曝气的不均匀而出现的堆积现象，使填料在反应器中均匀分布，从而提高处理效率；在反应器顶部盖板上装有可调速的搅拌机，通过有氧曝气与缺氧搅拌交替运行更好的实现短程硝化反硝化，结合MBBR反应器与短程硝化反硝化两者的优势，达到处理更高效、投资更节省、运行更简单的目标。

附图说明

图1为移动床生物膜反应装置结构示意图；

图2为图1中孔状隔板的结构示意图；

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。

如图1-图2所示为一种移动床生物膜反应装置，包括：其上分别设有进水口和出水口的反应器1，进水口位于反应器1侧面靠近底部位置，出水口位于反 应器1侧面靠近顶部位置，反应器1底部设置排污阀14，内部填充填料15，用孔状隔板16将所述填料15纵向分层，孔状隔板上的孔161的直径小于所述填料15直径；设置于反应器1顶部中心的变频搅拌机2，搅拌机2在其伸入反应器1内部的杆上设置搅拌棒21，所述搅拌棒21在由所述孔状隔板16形成的填料层中均有分布；包括气泵31、气体流量计32和曝气头33的曝气组件3，气泵31和气体流量计32依次通过进气管连接，进气管另一端从反应器侧面底部进入与曝气头33连接；

该移动床生物膜反应装置工作时，污水由进水口进入，与反应器1中挂膜完成的填料15接触，进水方式为连续进水，启动曝气组件3，提供反应进行需要的氧气，曝气一定时间后停止，启动搅拌机2，分布在每层填料中的搅拌棒21使填料与污水进行更加充分的接触，如此曝气组件3与搅拌机2交替运行，反应器出水口进行溢流排水；

所述填料15为大连宇都改性生物悬浮填料，它采用生物酶的促进配方将高分子材料进行改性，提高了酶的生物催化作用，具有较大的比表面积，易挂膜，不易脱落，亲水性好，生物活性高，处理效果好。

所述进水口和曝气头33的上方设置第一层孔状隔板，所述出水口下方设置最后一层孔状隔板。

为了给污水进入所述反应器1时提供动力并且清晰的知道进水量，作为技术方案的改进，所述反应器1分别连接有进水管12和出水管13，进水管一端与反应器1的进水口连接，另一端依次连接有进水流量计123、进水蠕动泵122和进水池121，所述出水管13的一端与反应器1的出水口连接，另一端连接出水池132。

为了与通用的移动床生物膜反应装置匹配，作为技术方案的改进，设置5 个所述孔状隔板16，第一层和最后一层所述孔状隔板16之间形成4个间距均匀的填料空间。

为使反应控制为短程硝化反硝化反应，需在所述反应器1中富集氨氧化菌(AOB)，淘汰或抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)，所以控制适宜AOB生长的pH非常重要，作为技术方案的改进，设置反应器内的pH为AOB适宜生长的值，所述反应器1通过pH传感器41连接有pH在线检测仪4，所述pH在线检测仪4连接加药蠕动泵42，所述加药蠕动泵42进液口连接加药箱43，出液口通至反应器1内，通过所述pH在线检测仪4检测所述反应器1内填料pH值，并控制所述加药蠕动泵42是否向所述反应器1内加药调节pH。

为了使反应器内的温度为AOB适宜生长的值，作为技术方案的改进，所述反应器1通过温度传感器51连接有温度控制仪5，所述温度控制仪5电磁阀连接自动加热系统，当反应器内温度发生变化时自动加热系统就会启动，以调控反应器中的温度。

为了保证污水处理效果更好，作为技术方案的改进，所述填料15在所述反应器1中的填充率为50％。

为了保证搅拌机2与曝气组件3能够按照规定时间交替运行，作为技术方案的改进，所述移动床生物膜反应装置还包括时间控制器，所述时间控制器与所述搅拌机2、曝气组件3相连。

本发明中利用移动床生物膜反应装置进行污水处理的方法包括以下步骤：

1)进水，污水由进水装置进入到反应器中，连续进水；

2)曝气，启动曝气装置，向反应器中曝气；

3)搅拌，停止曝气，启动搅拌器，使污水与反应器中的填料充分接触；

4)重复进行步骤2)和步骤3)；

5)排水，处理结束，净化后的污水通过出水装置溢流排出。

为了使填料在反应器中均匀分布，不会由于填料密度和曝气不均匀出现堆积现象，作为技术方案的改进，在所述反应器中设置孔状隔板，将填料纵向分层。

为了使反应器中的反应控制为短程硝化反硝化反应，需在所述反应器1中富集氨氧化菌(AOB)，淘汰或抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)，所以控制适宜AOB生长的pH和温度非常重要，作为技术方案的改进，在所述反应器1上pH传感器41连接pH在线检测仪4、温度传感器51连接温度控制仪5。

实施例1

某污水处理厂分别采用对移动床生物膜反应装置填料进行分层和没有对填料进行分层的装置进行污水处理时，相同反应条件下20次平行试验污水氨氮及COD的去除率的试验结果：

表1.污水处理厂处理后污水氨氮及COD的去除率(％)

实施例2

采集某地区高氨氮含量的污水，分别采用曝气和搅拌交替运行的移动床生物膜反应装置和只有曝气的装置进行污水处理时，相同反应条件下污水处理后出水亚硝酸根的积累率：

表2.某地区污水不同处理后污水亚硝酸根积累率(％)

通过实施例1和实施例2可以看出，使用本发明的移动床生物膜反应装置对高氨氮污染污水进行短程硝化反硝化的净化效果更好；并且通过实施例1的平行试验结果可以看出，本发明的移动床生物膜反应装置稳定性较好。

本发明的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。

上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种移动床生物膜反应装置，其特征在于，包括反应器、搅拌机及曝气组件：

所述反应器，其上分别设有进水口和出水口，反应器底部设置排污阀，内部填充填料，用孔状隔板将所述填料纵向分层，孔状隔板上的孔的直径小于所述填料直径；

所述搅拌机为变频搅拌机，设置于反应器顶部中心，搅拌机在其伸入反应器内部的杆上设置搅拌棒，所述搅拌棒在由所述孔状隔板形成的填料层中均有分布；

所述曝气组件，包括气泵、气体流量计和曝气头，气泵和气体流量计依次通过进气管连接，进气管另一端从反应器侧面底部进入与曝气头连接；

所述进水口和曝气头上方的反应器内设置第一层孔状隔板，所述出水口下方的反应器内设置最后一层孔状隔板，在所述移动床生物膜反应装置工作时，曝气组件与搅拌机交替运行。

2.根据权利要求1所述的移动床生物膜反应装置，其特征在于，所述反应器分别连接有进水管和出水管，进水管一端与反应器进水口连接，另一端依次连接有进水流量计、进水蠕动泵和进水池，所述出水管的一端与反应器出水口连接，另一端连接出水池。

3.根据权利要求1所述的移动床生物膜反应装置，其特征在于，设置5个所述孔状隔板，第一层和最后一层所述孔状隔板之间形成4个间距均匀的填料空间。

4.根据权利要求1所述的移动床生物膜反应装置，其特征在于，所述反应器通过pH传感器连接有pH在线检测仪，pH在线检测仪电连接加药蠕动泵，所述加药蠕动泵进液口连接加药箱，出液口通至反应器内，通过所述pH在线检测仪检测所述反应器内填料pH值，并控制所述加药蠕动泵是否向所述反应器内加药调节pH。

5.根据权利要求1所述的移动床生物膜反应装置，其特征在于，所述反应器通过温度传感器连接有温度控制仪，所述温度控制仪通过电磁阀连接自动加热系统。

6.根据权利要求1所述的移动床生物膜反应装置，其特征在于，所述填料在所述反应器中的填充率为50％。

7.根据权利要求1-6中任一所述的移动床生物膜反应装置，其特征在于，还包括时间控制器，所述时间控制器与所述搅拌机、曝气组件相连。

8.一种移动床生物膜反应装置处理污水的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

1)进水，污水由进水装置进入到反应器中，连续进水；

2)曝气，启动曝气装置，向反应器中曝气；

3)搅拌，停止曝气，启动搅拌器，使污水与反应器中的填料充分接触；

4)重复步骤2)和步骤3)

5)排水，处理结束，净化后的污水通过出水装置溢流排出。

9.根据权利要求8所述的移动床生物膜反应装置处理污水的方法，其特征在于，在所述反应器中设置孔状隔板，将填料纵向分层。

10.根据权利要求9所述的移动床生物膜反应装置处理污水的方法，其特征在于，在反应器上pH传感器连接pH在线检测仪、温度传感器连接温度控制仪，所述温度控制仪连接自动加热系统。