CN105417881A - 一种自循环生物膜脱氮污水处理设备 - Google Patents

一种自循环生物膜脱氮污水处理设备 Download PDF

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Abstract

一种自循环生物膜脱氮污水处理设备，涉及污水处理领域，包括外壳体、曝气装置、好氧填料区、缺氧填料区和MBR膜组件，曝气装置设置在外壳体的底部，好氧填料区设置在曝气装置上方，好氧填料区上方设置有MBR膜组件，MBR膜组件四周设置有挡板，挡板顶部设置有过水孔洞，挡板与外壳体之间设置有缺氧填料支架，缺氧填料支架上挂满缺氧填料，针对于污水处理的处理COD、氨氮以及去除悬浮污泥的三个处理单元，进行了小型化处理，使其形成了一个完整的水处理循环，同时利用密度差的原理，使其形成一个水力环流，降低了能源消耗，同时水质也符合高标准，结构设计合理，空间利用率高。

Description

一种自循环生物膜脱氮污水处理设备
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体地说是一种自循环生物膜脱氮污水处理设备。
背景技术
传统的污水处理工艺想要达到同时处理COD、氨氮以及去除悬浮污泥的效果，至少要3个处理单元才能实现，分别是好氧去除COD，缺氧脱氮，以及二沉池的去除悬浮污泥，此外脱氮还需要回流才能实现，不仅增加了系统的能耗；也同时使处理工艺复杂，处理单元增多，占地面积也会增大，同时也不易于管理和操作。
目前，污水处理工艺的发展趋势是，集成化小型化，低能耗，高水质。
膜生物反应器(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。MBR膜组件作为膜生物反应器的核心部件，以MBR膜组件取代二沉池，能够更加有效及便捷的进行悬浮污泥的去除。
发明内容
针对污水处理工艺现阶段污水处理设置小型化、低能耗、高水质的要求，提供一种自循环生物膜脱氮污水处理设备，可以解决上述问题。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种自循环生物膜脱氮污水处理设备，包括外壳体，其特征是，还包括曝气装置、好氧填料区、缺氧填料区和MBR膜组件，
所述曝气装置设置在外壳体的底部，所述好氧填料区设置在曝气装置上方，所述好氧填料区上方设置有MBR膜组件，所述MBR膜组件四周设置有用于隔离缺氧填料区的挡板，所述挡板顶部设置有MBR膜组件与缺氧填料区相连通的过水孔洞，所述挡板与外壳体之间设置有缺氧填料支架，所述缺氧填料支架上挂满缺氧填料。
进一步地，所述曝气装置与好氧填料区之间设置有用于聚集空气，并将好氧填料区与缺氧填料区分离的挡板。
进一步地，所述好氧填料区与MBR膜组件之间设置有降低污泥附着的锥形挡板。
进一步地，所述缺氧填料区以MBR膜组件为中心环形均匀分布。
进一步地，所述好氧填料区以MBR膜组件为中心环形均匀分布。
进一步地，所述曝气装置均匀分布在好氧填料区下方。
进一步地，所述外壳体上设置有进水管，所述进水管对称分布。
进一步地，所述外壳体顶部设置有若干排气孔。
进一步地，所述外壳体是由碳钢防腐或者不锈钢制成的；所述好氧填料与缺氧填料为组合填料，材质为PP+醛化丝；所述MBR膜组件内的膜组件为PVDF材质，所述曝气头是由膜片式EPDM或橡胶制成的。
本发明的有益效果是：
该发明针对于污水处理的处理COD、氨氮以及去除悬浮污泥的三个处理单元，进行了小型化处理，使其形成了一个完整的水处理循环，同时利用密度差的原理，使其形成形成一个水力环流，降低了能源消耗，同时水质也符合高标准，结构设计合理，空间利用率高。在好氧填料区下方设置有均匀分布的曝气头，这样能为好氧微生物提供充足的空气源；在中心挡板下方还设置有第一锥形挡板，一方面能够使下方曝气头放出的空气集中在中间，便于为好氧微生物提供氧气，另一方面能够让从缺氧填料区流下的污水在此处压力增大，与好氧填料区之间形成一个压力差，便于水力循环；好氧填料区上方设置有MBR膜组件，能起到泥水分离的作用；为了进行缺氧填料区与MBR膜组件的隔离，在两者之间设置有中心挡板；为保证整个设备的水力循环，使MBR膜组件与缺氧填料区相连通，在中心挡板的上部预留过水孔洞；在MBR膜组件与好氧填料区之间设置有第二锥形挡板，一方面能够将水流汇聚到MBR膜组件处，在该处产生一定的压力差，另一方面由于锥形形状的设计，能够降低污泥附着在MBR膜上，在水流的冲击下更容易回落至好氧填料区。
附图说明
图1为本发明的竖向剖视图；
图2为本发明的平面剖视图；
图3为本发明的水力循环图；
图4为本发明的功能区分布图；
图5为本发明的第二实施例的竖向剖视图。
图中：1-曝气装置，2-外壳体，3-中心挡板，31-第一锥形挡板，32-第二锥形挡板，4-支架，41-缺氧填料支架，42-好氧填料支架，5-缺氧填料区，6-进水管，7-过水孔洞，8-排气孔，9-出水管，10-MBR膜组件，11-好氧填料区。
具体实施方式
实施例一
如图1至图4所示，一种自循环生物膜脱氮污水处理设备，包括外壳体2、曝气装置1、好氧填料区11、缺氧填料区5和MBR膜组件10。
在该实施例中。所述外壳体2为一个竖式放置的钢制圆柱形罐体，也可为其他规则形状罐体，如正方体、长方体等。
在所述外壳体2内侧底部设置有曝气装置1，所述曝气装置1空气源来自罗茨风机，曝气装置1包括布置在罐体底部的曝气头，所述曝气头均匀布置在好氧填料区11下部，这样能为好氧微生物提供充足的空气源。
所述好氧填料区11设置在曝气装置1上方，且该部分好氧填料挂在好氧填料支架42上，所述好氧填料支架42固定在中心挡板3上，所述中心挡板3下方还设置有第一锥形挡板31，该第一锥形挡板31的设置，一方面能够使下方曝气头放出的空气集中在中间，便于为好氧微生物提供氧气，另一方面能够让从缺氧填料区5流下的污水在此处压力增大，与好氧填料区11之间形成一个压力差，便于水力循环。
所述好氧填料区11上方设置有MBR膜组件10，能起到泥水分离的作用。所述MBR膜组件10连接有出水管9，所述出水管9连接有自吸泵，用于将处理水排出。
以所述MBR膜组件10为中心，四周及下部均布置支架4，所述支架4包括缺氧填料支架41和好氧填料支架42，所述MBR膜组件10下方设置有好氧填料支架42，所述好氧填料支架42上悬挂固定有好氧填料；所述MBR膜组件10四周设置有缺氧填料支架41，且为了进行缺氧填料区与MBR膜组件10的隔离，在两者之间设置有中心挡板3。
为保证整个设备的水力循环，使MBR膜组件10与缺氧填料区5相连通，在中心挡板3的上部预留过水孔洞7。
当设备内上部聚集空气较多时，为避免出现压力失调情况，在该设备外壳体2顶部设置有排气孔8。在外壳体2上部还设置有进水管6，考虑配水均匀，在所述外壳体2上部对称分布。
在外壳体2与中心挡板3之间设置有缺氧填料支架41，该区域为缺氧填料区5，所述缺氧填料支架41上悬挂固定有缺氧填料。
如图2所示为该污水处理装置的平面剖视图；以MBR膜组件10为中心，四周设置有环形支架4，所述支架4上悬挂有填料，在所述MBR膜组件10下方设置有好氧填料区11，在所述好氧填料区11下方设置有曝气装置1，所述曝气装置1的曝气头也以MBR膜组件10为中心均匀分布在好氧填料区11下方。
如图3及图4所示，在水力循环的过程中，由于曝气区的存在，导致空气不断的进入，此部分的密度低于四周没有曝气的区域，形成密度差，在密度差的推动力下，污水由缺氧填料区不断地向曝气区汇集，并且在空气提升以及水力循环的带动下，继续经过好氧填料区，污水中的污染物经好氧微生物处理后，经由MBR膜组件10的泥水分离作用，清水继续向上，而污泥被截留，在反冲洗的作用下被MBR膜组件10截留的污泥将落回到好氧填料区11填料上，而清水一部分被自吸泵吸走，一部分则通过过水洞回到缺氧区与新进入的污水，重复之前的流程。
实施例二
如图5所示，与实施例一的不同之处在于，在所述MBR膜组件10与好氧填料区11之间设置有第二锥形挡板32，通过第二锥形挡板32的设计，一方面能够将水流汇聚到MBR膜组件10处，在该处产生一定的压力差，另一方面由于锥形形状的设计，能够降低污泥附着在MBR膜上，在水流的冲击下更容易回落至好氧填料区11。
工作方式，该自循环生物膜脱氮污水处理设备的运行包括两个部分，第一部分为污水在系统内的连续循环，污水从进水口6进入设备内部，该部分污水进入无氧填料区5后继续往下流动，由于曝气区1的存在导致空气进入，该部分的密度小于两侧没有气体进入的无氧填料区5的密度，由于密度差的作用，使两边的污水向中间流动，因此形成一个水力环流，如图3所示。
第二部分为系统的间歇进水和间歇排水，系统通过程序控制进水，反洗的时候停止进水；出水需经过MBR膜组件处理，MBR膜组件每运行一段时间就需要进行反洗，以便其恢复过滤功能，MBR膜组件运行时通过自吸泵排水，因此系统的出水是间歇性的。MBR系统运行以30min为一个周期分为以下几个阶段：
1.系统运行阶段：此时进水泵开启，反洗泵关闭，自吸泵开启，系统进水、出水，时间13min。
2.膜松弛阶段：此时进水泵开启，反洗泵关闭，自吸泵关闭，系统进水、
3.重复第一阶段。
4.重复第二阶段，时间为0.5min。
5.反洗阶段：此时进水泵关闭，反洗泵开启，自吸泵关闭，系统不进水、不出水，反洗进水，时间1min。
6.重复第四阶段。
所述进水泵与进水管6相连接，用于污水的进入设备，所述反洗泵用于进行MBR膜组件10的反洗，来清除MBR膜截留的污泥，所述自吸泵则与出水管9相连接，用于将处理水排出设备。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (9)

1.一种自循环生物膜脱氮污水处理设备，包括外壳体，其特征是，还包括曝气装置、好氧填料区、缺氧填料区和MBR膜组件，
所述曝气装置设置在外壳体的底部，所述好氧填料区设置在曝气装置上方，所述好氧填料区上方设置有MBR膜组件，所述MBR膜组件四周设置有用于隔离缺氧填料区的挡板，所述挡板顶部设置有MBR膜组件与缺氧填料区相连通的过水孔洞，所述挡板与外壳体之间设置有缺氧填料支架，所述缺氧填料支架上挂满缺氧填料。
2.根据权利要求1所述的一种自循环生物膜脱氮污水处理设备，其特征是，所述曝气装置与好氧填料区之间设置有用于聚集空气，并将好氧填料区与缺氧填料区分离的挡板。
3.根据权利要求2所述的一种自循环生物膜脱氮污水处理设备，其特征是，所述好氧填料区与MBR膜组件之间设置有降低污泥附着的锥形挡板。
4.根据权利要求1所述的一种自循环生物膜脱氮污水处理设备，其特征是，所述缺氧填料区以MBR膜组件为中心环形均匀分布。
5.根据权利要求1所述的一种自循环生物膜脱氮污水处理设备，其特征是，所述好氧填料区以MBR膜组件为中心环形均匀分布。
6.根据权利要求5所述的一种自循环生物膜脱氮污水处理设备，其特征是，所述曝气装置均匀分布在好氧填料区下方。
7.根据权利要求1所述的一种自循环生物膜脱氮污水处理设备，其特征是，所述外壳体上设置有进水管，所述进水管对称分布。
8.根据权利要求7所述的一种自循环生物膜脱氮污水处理设备，其特征是，所述外壳体顶部设置有若干排气孔。
9.根据权利要求1所述的一种自循环生物膜脱氮污水处理设备，其特征是，所述外壳体是由碳钢防腐或者不锈钢制成的；所述好氧填料与缺氧填料为组合填料，材质为PP+醛化丝；所述MBR膜组件内的膜组件为PVDF材质，所述曝气头是由膜片式EPDM或橡胶制成的。
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