CN107585974A - 一种基于mbbr工艺的污水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于MBBR工艺的污水处理方法，属于污水处理领域。其所采用生化处理池设施从进水点起到出水点依次包括第一点进水渠道、第二点进水渠道、预缺氧池、厌氧池、缺氧池、活性污泥好氧池、MBBR配水堰、MBBR泥膜好氧池、MBBR内回流装置、硝化液内回流泵、MBBR拦截筛网，通过在MBBR泥膜好氧池内投加有效比表面积大的高效悬浮载体，使得悬浮载体上生物膜生物量与池内活性污泥生物量共同在一个池内生长，显著提高单位容积内的生物量，硝化负荷得到显著提高，满足出水要求。本发明在MBBR泥膜好氧池内也采用了新型的MBBR配水堰和MBBR泥膜好氧池内硝化液内回流装置，大大改善了MBBR泥膜好氧池运行性能，适用于需要升级改造的污水处理生化池和占地面积受限的新建污水处理设施。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种基于MBBR工艺的污水处理方法。
背景技术
我国许多江湖湖泊的水体富营养化加剧，对水生生物和人体健康产生很大的危害。而常规活性污泥工艺对总氮、总磷的去除率较低，远不能达到国家排放标准。因此，研究开发高效、经济的生物脱氮除磷工艺已成为当前水污染控制领域的研究重点和热点。
为了强化活性污泥工艺脱氮除磷能力，使污水处理厂TN和TP稳定达到《地表水环境质量标准》中的地表四类标准，可对传统的污水处理厂的脱氮除磷工艺进行升级，将MBBR生物膜工艺和活性污泥工艺结合，形成活性污泥和生物膜共存的生物膜和活性污泥复合污水生物处理系统。MBBR污水处理生物膜工艺是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。
MBBR是移动床生物膜反应器，MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。
MBBR工艺的悬浮载体生物膜生物量可和传统活性污泥工艺生化池内活性污泥生物量共同在一个池内生长，组成MBBR生物膜&活性污泥混合的MBBR泥膜好氧池，可更高效的处理污水。MBBR泥膜好氧池出水所需要悬浮载体拦截筛网也是MBBR泥膜好氧池最重要的设施之一，筛网过水的水力学负荷直接决定了出水筛网过水面积的大小和造价。现在传统的MBBR生化池的硝化液内回流点一般在MBBR生化池出水筛网的后面，会造成在高比例硝化液回流内回流比的情况下，MBBR泥膜好氧池出水筛网的过水水力负荷成倍的增加，从而导致悬浮载体在这样大的过水水力负荷的情况下会拥堵在出水筛网上，也会导致工艺失败。
为了解决现有污水深度脱氮处理系统处理设施生化池分组多、占地面积大和设施占地面积受限问题，迫切要求合适的新型污水处理方法，达到在有限占地情况下达到对污水处理深度的目的。
发明内容
本发明的目的公开一种基于MBBR工艺的污水处理方法，克服现有污水生化处理设施的生化池分组多、占地面积大和设施占地面积受限的缺陷，其方法占地省，效率高，便于用于现有污水设施深度脱氮所需的升级改造。
本发明的技术解决方案是：
一种基于MBBR工艺的污水处理方法，其所采用的污水处理系统包括生化处理池设施，所述生化处理池设施从进水点起到出水点依次包括第一点进水渠道、第二点进水渠道、外回流污泥进水渠道、预缺氧池、厌氧池、 硝化液内回流渠、缺氧池、活性污泥好氧池、MBBR配水堰、MBBR泥膜好氧池、MBBR内回流装置、内回流泵、MBBR拦截筛网。在所述MBBR泥膜好氧池内投加有悬浮载体，所述活性污泥好氧池的底部设有微孔曝气装置，所述MBBR泥膜好氧池的底部设有穿孔管曝气装置；
所述一种基于MBBR工艺的污水处理方法，包括以下步骤：
1）外回流污泥部分脱氮；待生化处理的少部分污水通过一点进水渠道进入预缺氧池，而来自后续二沉池处理单元的外回流活性污泥通过外回流渠进入预缺氧池，利用一点进水渠道进水中的有机物和自己通过内源呼吸降解的碳源，预缺氧池将回流活性污泥带入的NO3 --N进行反硝化去除；
2）厌氧除磷，待生化处理的大部分污水通过二点进水渠道进入厌氧池，厌氧池内聚磷菌在没有溶解氧和NO3 --N存在的条件下，利用体内贮存的能量吸收二点进水渠道进水中带入的易降解有机质以PHB的形式贮存于体内；在后续的活性污泥好氧池、MBBR泥膜好氧池内，聚磷菌再利用分子氧或化合态氧氧化代谢储存于体内的PHB，同时产生能量，从污水中过量地摄取磷酸盐，过量吸磷的聚磷菌随剩余污泥排放排出生物池，达到生物除磷的目的；
3）缺氧脱氮，厌氧池的出水进入缺氧池，同时，来自MBBR内回流装置的内回流硝化液通过硝化液内回流渠流入缺氧池，活性污泥中反硝化类细菌充分利用进水中易降解有机质进行反硝化脱氮，可去除内回流硝化液中NO3 --N，达到深度脱氮的目的。
上述技术方案中，当MBBR工艺悬浮载体生物膜工艺与生化池内活性污泥组合成MBBR泥膜好氧池生化反应系统时，依靠MBBR泥膜好氧池底部的穿孔管曝气装置实现悬浮载体在MBBR泥膜好氧池中均匀流化分布；池中投加悬浮载体，悬浮载体表面生物膜在好氧条件下可生长大量各类微生物，尤其是长泥龄硝化菌；悬浮载体生物膜生物量与池内活性污泥生物量共同在一个池内生长，显著提高单位容积内的生物量，硝化负荷得到显著提高，且处理负荷可根据悬浮载体的投加量进行增加，可满足不同的出水水质标准；该池具有占地省、基建费用低、升级改造和新建灵活简单的特点。
作为本发明的一个优选方案，通过一个沿MBBR泥膜好氧池边的整个进水横截面宽度上设置MBBR配水堰，可大大降低MBBR泥膜好氧池截面混合液流速，使得整个池内悬浮载体分布均匀，防止悬浮载体因混合液流速过大而拥堵MBBR拦截筛网上；在MBBR配水堰的出水堰高度1m,宽0.8米，MBBR配水堰内的水位高度比MBBR泥膜好氧池内水位高20mm。
作为本发明的一个优选方案，MBBR泥膜好氧池最终出水口处设置有用于阻挡悬浮载体通过的MBBR拦截筛网，使得悬浮载体始滞留在MBBR泥膜好氧池内参与生化反应，利于对污水的处理，而反应后的脱落的生物膜和泥水可流畅的流过。
作为本发明的一个优选方案，在预缺氧池、厌氧池和缺氧池内均设置有搅拌推流装置。
作为本发明的另一个优选方案，MBBR内回流装置设置在MBBR泥膜好氧池出水边，该内回流装置安装扣合在MBBR泥膜好氧池出水边的一个边角，利用MBBR泥膜好氧池的两个池壁组成一个立体的正方形柱体，柱体的两侧边为MBBR泥膜好氧池壁，另两侧边为内回流装置。内回流装置设置在MBBR泥膜好氧池内，有效防止了悬浮载体进入内回流泵区内；将MBBR泥膜好氧池的硝化液内回流点设置在其内，而不是其出水筛网之后，效果是MBBR泥膜好氧池的最终出水筛网的过水水力负荷与硝化液回流量无关， 从而可有效防止悬浮载体拥堵在出水筛网上。
本发明所带来的有益技术效果：
1）本发明所采用的一种基于MBBR工艺的污水处理方法，通过在MBBR泥膜好氧池内投加悬浮载体，悬浮载体表面生物膜在好氧条件下可生长大量各类微生物，尤其是长泥龄硝化菌，而且悬浮载体生物膜生物量与池内活性污泥生物量共同在一个池内生长，显著提高单位容积内的生物量，硝化负荷得到显著提高，出水氨氮的浓度可降到很低水平。
2）本发明利用多点进水，其中一点进水直接进入预缺氧池，与来自二沉池处理单元的外回流活性污泥在预缺氧池混合反应，利用这一点进水中的有机物和自己通过内源呼吸降解的碳源，预缺氧池将回流活性污泥带入的NO3 --N进行反硝化去除较彻底，外回流污泥不再会干扰厌氧池厌氧释磷的功能。
3）本发明生物除磷功能良好，聚磷菌在厌氧池几乎不受NO3 --N的干扰，聚磷菌吸磷与释磷过程在厌氧和好氧环境中有效进行，在于控制运行参数可显著降低生物池出水TP。
4）本发明通过一个沿MBBR泥膜好氧池边的整个进水横截面宽度上设置MBBR配水堰，可大大降低MBBR泥膜好氧池截面混合液流速，使得整个池内悬浮载体分布均匀，防止悬浮载体因混合液流速过大而拥堵MBBR拦截筛网上。
5）MBBR内回流装置设置在MBBR泥膜好氧池内，有效防止了悬浮载体进入内回流泵区内；将MBBR泥膜好氧池的硝化液内回流点设置在其内，而不是其出水筛网之后，效果是MBBR泥膜好氧池的最终出水筛网的过水水力负荷与硝化液回流量无关， 从而可有效防止悬浮载体拥堵在出水筛网上。
6）对需要升级改造污水处理生化池，无需新增建设用地；对于新建工程，采用本发明，可极大节省生物池占地面积；本发明适用于各种规模污水处理设施新建或升级改造，也可应用于占地省的一体化污水装置。
附图说明
图1为本发明工艺流程平面布置示意图。
图2为本发明工艺流程平面布置示意图的A-A剖面示意图。
其中：1、第一点进水渠道，2、第二点进水渠道，3、外回流污泥进水渠道，4、预缺氧池，5、厌氧池，6、硝化液内回流渠，7、缺氧池，8、活性污泥好氧池, 9、MBBR配水堰，10、MBBR泥膜好氧池，11、MBBR内回流装置，12、内回流泵，13、MBBR拦截筛网，14、搅拌推流装置，15、悬浮载体，16、微孔曝气装置，17、穿孔管曝气装置。
具体实施方式
本发明提出了一种基于MBBR工艺的污水处理方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。
如图1所示，其所采用的污水处理系统包括生化处理池设施，所述生化处理池设施从进水点起到出水点依次包括第一点进水渠道1、第二点进水渠道2、外回流污泥进水渠道3、预缺氧池4、厌氧池5、 硝化液内回流渠6、缺氧池7、活性污泥好氧池8、MBBR配水堰9、MBBR泥膜好氧池10、MBBR内回流装置11、内回流泵12、MBBR拦截筛网13。待生化处理的少部分污水通过第一点进水渠1道进入预缺氧池，而来自后续二沉池处理单元的外回流活性污泥通过外回流渠3进入预缺氧池4，利用一点进水渠道1进水中的有机物和自己通过内源呼吸降解的碳源，预缺氧池4将回流活性污泥带入的NO3 --N进行反硝化去除。待生化处理的大部分污水通过二点进水渠道2进入厌氧池5，厌氧池5内聚磷菌在没有溶解氧和NO3 --N存在的条件下，利用体内贮存的能量吸收二点进水渠道2进水中带入的易降解有机质以PHB的形式贮存于体内；在后续的活性污泥好氧池8、MBBR泥膜好氧池内10，聚磷菌再利用分子氧或化合态氧氧化代谢储存于体内的PHB，同时产生能量，从污水中过量地摄取磷酸盐，过量吸磷的聚磷菌随剩余污泥排放排出生物池，达到生物除磷的目的。厌氧池5的出水进入缺氧池7，同时，来自MBBR内回流装置11通过内回流泵12提升来的内回流硝化液通过硝化液内回流渠6流入缺氧池7，活性污泥中反硝化类细菌充分利用进水中易降解有机质进行反硝化脱氮，可去除内回流硝化液中NO3 --N。
在上述预缺氧池4、厌氧池5和缺氧池7内均设置有搅拌推流装置，在活性污泥好氧池8的底部设有微孔曝气装置16，在MBBR泥膜好氧池10的底部设有穿孔管曝气装置17。
作为本发明的主要改进点之一，在MBBR泥膜好氧池内10投加悬浮载体15，使得悬浮载体15上生物膜生物量与池内活性污泥生物量共同在一个池内生长，显著提高单位容积内的生物量，硝化负荷得到显著提高；而且为了防止悬浮载体的流失，优选在MBBR泥膜好氧池10最终出水口处设置有用于阻挡悬浮载体15通过的MBBR拦截筛网13。
作为本发明的主要改进点之一，通过一个沿MBBR泥膜好氧池10边的整个进水横截面宽度上设置MBBR配水堰9，MBBR配水堰9的出水堰高度1m,宽0.8米，MBBR配水堰9内的水位高度比MBBR泥膜好氧池10内水位高20mm。
作为本发明的主要改进点之一，MBBR内回流装置11设置在MBBR泥膜好氧池10出水墙边，该内回流装置11安装扣合在MBBR泥膜好氧池10出水边的一个边角，利用MBBR泥膜好氧池10的两个池壁组成一个立体的正方形柱体，柱体的两侧边为MBBR泥膜好氧池10壁，另两侧边为该内回流装置11。
本发明的工作流程是：
1）待生化处理的少部分污水通过第一点进水渠道进入预缺氧池，而来自后续二沉池处理单元的外回流活性污泥通过外回流渠进入预缺氧池，预缺氧池内微生物利用一点进水渠道进水中的有机物和自己通过内源呼吸降解的碳源，预缺氧池将回流活性污泥带入的NO3 --N进行反硝化去除。
2）待生化处理的大部分污水通过二点进水渠道进入厌氧池，厌氧池内聚磷菌在没有溶解氧和NO3 --N存在的条件下，利用体内贮存的能量吸收二点进水渠道进水中带入的易降解有机质以PHB的形式贮存于体内，完成生物除磷的厌氧释磷。
3）厌氧池出水依次流入缺氧池，另外，来自MBBR内回流装置通过内回流泵提升来的内回流硝化液再通过硝化液内回流渠也流入缺氧池；缺氧池内在搅拌推流装置推流混合作用下，活性污泥中反硝化类细菌充分利用进水中易降解有机质进行反硝化脱氮，可去除内回流硝化液中NO3 --N。
4）缺氧池出水进入活性污泥好氧池和MBBR泥膜好氧池内，在活性污泥好氧池和MBBR泥膜好氧池内内，聚磷菌再利用分子氧或化合态氧氧化代谢储存于体内的PHB，同时产生能量，从污水中过量地摄取磷酸盐，过量吸磷的聚磷菌随剩余污泥排放排出生物池，达到生物除磷的目的；另一方面，在MBBR泥膜好氧池内投加悬浮载体，使得悬浮载体上生物膜生物量与池内活性污泥生物量共同在一个池内生长，显著提高单位容积内的生物量，硝化负荷得到显著提高，氨氮去除将比较彻底；而且为了防止悬浮载体的流失，在MBBR泥膜好氧池最终出水口处设置有用于阻挡悬浮载体通过的MBBR拦截筛网。
5）MBBR内回流装置设置在MBBR泥膜好氧池出水墙边，该内回流装置安装扣合在MBBR泥膜好氧池出水边的一个边角，利用MBBR泥膜好氧池的两个池壁组成一个立体的正方形柱体，柱体的两侧边为MBBR泥膜好氧池壁，另两侧边为该内回流装置；进而可将内回流泵设置在内回流装置围合的区域内，在无任何悬浮载体的条件下，MBBR内回流装置通过内回流泵提升来的内回流硝化液再通过硝化液内回流渠也流入缺氧池；也进一步大大减少了MBBR拦截筛网过水的水力流速，悬浮载体不会堵塞拦截筛网。
实例一：
以某城市海港区污水厂沉砂池出水作为进水，进水量2万吨/天，进水水温10～23℃，进水水中BOD浓度为60～100mg/L、氨氮浓度为30～40mg/L、TN浓度为40～50mg/L、TP浓度为/4～6mg/L。生化处理设施反应器有效水力停留时间HRT为：预缺氧池0.3h、厌氧池1.2h、缺氧池3h、活性污泥好氧池2h、MBBR泥膜好氧池2.5h。MBBR泥膜好氧池内所用悬浮填料有效比表面积为500㎡/m³，悬浮载体挂膜前比重为96kg/m³。启动时以该污水厂生物池内活性污泥作为接种污泥，投加已挂膜悬浮载体，污泥回流比为80％，硝化液回流比为,180％，启动60天后系统出水各指标均降低至低值，出水BOD浓度保持在3mg/L以下，出水COD达到35mg/L以下，出水氨氮浓度达到1.0mg/L以下，TN浓度达到8mg/L以下，TP浓度达到0.5mg/L以下。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (5)
1.一种基于MBBR工艺的污水处理方法，其特征在于，其所采用生化处理池设施包括从进水点起到出水点依次包括第一点进水渠道、第二点进水渠道、预缺氧池、厌氧池、缺氧池、活性污泥好氧池、MBBR配水堰、MBBR泥膜好氧池、MBBR内回流装置、硝化液内回流泵、MBBR拦截筛网；所述的MBBR泥膜好氧池内投加有悬浮载体；所述的活性污泥好氧池的底部设有微孔曝气装置；所述的MBBR泥膜好氧池的底部设有穿孔管曝气装置；
所述方法包括以下步骤：
1）外回流污泥部分脱氮；待生化处理的少部分污水通过一点进水渠道进入预缺氧池，而来自后续二沉池处理单元的外回流活性污泥通过外回流渠进入预缺氧池，利用一点进水渠道进水中的有机物和自己通过内源呼吸降解的碳源，预缺氧池将回流活性污泥带入的NO3 --N进行反硝化去除；
2）厌氧除磷，待生化处理的大部分污水通过二点进水渠道进入厌氧池，厌氧池内聚磷菌在没有溶解氧和NO3 --N存在的条件下，利用体内贮存的能量吸收二点进水渠道进水中带入的易降解有机质以PHB的形式贮存于体内；在后续的活性污泥好氧池、MBBR泥膜好氧池内，聚磷菌再利用分子氧或化合态氧氧化代谢储存于体内的PHB，同时产生能量，从污水中过量地摄取磷酸盐，过量吸磷的聚磷菌随剩余污泥排放排出生物池，达到生物除磷的目的；
3）缺氧脱氮，厌氧池的出水进入缺氧池，同时，来自MBBR内回流装置的内回流硝化液通过硝化液内回流渠流入缺氧池，活性污泥中反硝化类细菌充分利用进水中易降解有机质进行反硝化脱氮，可去除内回流硝化液中NO3 --N，达到深度脱氮的目的。
2.根据权利要求1所述的基于MBBR工艺的污水处理方法，其特征在于，所述的MBBR泥膜好氧池边的整个进水横截面宽度上设置所述MBBR配水堰。
3.根据权利要求1所述的基于MBBR工艺的污水处理方法，其特征在于，所述的MBBR内回流装置安装扣合在所述MBBR泥膜好氧池内的出水边的一个边角；并且MBBR内回流装置的另外两侧边为MBBR泥膜好氧池的池壁。
4.根据权利要求1所述的基于MBBR工艺的污水处理方法，其特征在于，所述的MBBR泥膜好氧池最终出水口处设置有用于阻挡悬浮载体通过的MBBR拦截筛网。
5.根据权利要求1所述的基于MBBR工艺的污水处理方法，其特征在于，所述的MBBR泥膜好氧池的底部设有穿孔管曝气装置。
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