CN108516653A - 一种mbbr与电絮凝耦合船舶生活污水处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种MBBR‑电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的装置及方法，涉及污水处理领域。本发明装置包括生物物处理系统、电絮凝系统两大部分；方法包括污水处理装置准备阶段、间歇曝气阶段、污泥沉降阶段、出水阶段。本发明具有以下优点：1反应器内微生物数量种类丰富配合电絮凝工艺，提高了抗冲击负荷及除磷效果；2悬浮填料在曝气环境中的摩擦，延缓电絮凝极板钝化的趋势；3电场刺激下，微生物的活性及世代时间得到有效提高；4递减的间歇曝气时间可进一步实现短程硝化反硝化及同步硝化反硝化，有利于脱氮的深度进行；5间歇曝气提高生物污泥的活性，减少污泥膨胀概率，有利于该方法及装置在船舶上的应用。

Description

一种MBBR与电絮凝耦合船舶生活污水处理装置及方法

技术领域

本发明涉及的是一种污水处理装置，本发明也涉及一种污水处理方法一种MBBR与电絮凝耦合船舶生活污水处理装置及方法。

背景技术

随着世界各国经济贸易来往的逐渐密切，船舶航运等产业随之蓬勃发展，由船舶排放的大量含有氮、磷等营养元素的生活污水对海洋环境也造成了严重威胁。大量营养元素的进入会使藻类及微生物大量生长，威胁其它海洋生物的生存、导致海洋环境生物圈的失衡的同时，还会引起赤潮等现象，而由生物链积累的毒素也会随海洋生物的传递而进入人类体内，威胁人体的健康。因此，近年来国际海事组织(IMO)对排入海洋的船舶生活污水排放标准一再提高，特别是氮、磷等指标有了更为严苛的标准，而现存的已应用于船舶上的生活污水处理装置存在着总磷去除效果不理想、额外投加药剂占用船舱空间、船舶摇晃导致污泥沉淀效果不理想、冲击负荷及临时停靠后启动慢导致后期出水不达标等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、操作方便的MBBR与电絮凝耦合船舶生活污水处理装置。发明的目的还在于提供一种处理效果好且抗冲击负荷的基于本发明的MBBR与电絮凝耦合船舶生活污水处理装置的处理方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种MBBR与电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的装置包括：生物物处理系统、电絮凝系统两大部分。壳体左端上部为进水口2，进水口2与进水蠕动泵1相连；进水口右侧为厌氧区，厌氧区内设有厌氧区搅拌器3；厌氧区与间歇爆气区中间设有分隔板19，分隔板19上端与壳体顶部相连，分隔板19下端与壳体底部距离为5-10cm；间歇爆气区内设有电絮凝极板组4，电絮凝极板组4下方为污泥槽5，电絮凝极板组4竖直投影全部落在污泥槽5竖直投影内部；污泥槽带有排泥管6，排泥管上安装有排泥阀17；壳体右端设有出水管11，爆气区内装有悬浮填料9，曝气区底部装有曝气管路8，曝气管路8与曝气泵14相连。厌氧区与曝气区底部安装有污泥回流管路12，污泥回流管路12上安装有污泥回流泵15；出水管11上安装有出水泵13，出水管口出设有出水拦截网7，拦截网孔径小于悬浮填料9的粒径。

所述的污泥槽5为V形污泥槽22，所述的排泥管6位于V形污泥槽尖端22。V形污泥槽22在污泥沉降结束后，将污泥像V形污泥槽22尖端集中，便于污泥的快速排放；所述V形污泥槽22尖端有铰链23链接；V形污泥槽22的宽度及角度可根据生物污泥泥龄及电絮凝污泥量进行生物污泥与电絮凝污泥的排泥占比计算，从而确定V形污泥槽22的容积。

所述的污泥槽5为半球行污泥槽24。所述的排泥管6位于半球形污泥槽24最低点；在污泥沉降结束后，将污泥像半球型污泥槽最低点集中，便于污泥的快速排放；沉降过程中同时半球行污泥槽24在船舶摇晃时对以污泥沉淀影响大大减小；

所述的装置分隔板19旁安装有检测装置18；所述的检测装置18为PH计或温度计或溶解氧测定仪；检测装置18加入可以通过实时监控各项参数保证微生物的最佳生存环境，提升微生物对污水的处理能力；所述的检测装置18为液位计，液位计与电控箱相连，方便通过液位监测控制第一电动磁阀16的开关；所述的检测装置18带有取样功能，方便对装置内微生物活性进行监控；

所述的装置出水管11上方设有溢流管10；所述溢流管10与预处理系统连接，防止污水外泄；

所述的装置出水管11、溢流管10和污泥回流管路12上分别安装有第一电磁阀16、第二电磁阀21、第三电磁阀20；所述第一电磁阀16、第二电磁阀21、第三电磁阀20与时间继电器相连，由电控箱进行统一控制，以实现装置的自动化控制；

所述的电絮凝极板组4电源选择交流电源，进一步延缓极板钝化现象的产生。

基于本发明的MBBR与电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的装置的处理方法：

1.污水处理装置准备阶段。将填料9按比例填入MBBR-电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水装置中经过预处理系统的船舶生活污水通过进水管2进入装置，从生物处理系统的厌氧搅拌区进入，经过厌氧区下方与间歇曝气区的连通处进入间歇曝气区；

2.间歇曝气阶段。开起厌氧区搅拌器3，同时开启曝气管路8与曝气泵14，在间歇曝气区内交替进行缺氧-好氧曝气。在间歇曝气段的最后0.5-1h，电絮凝极板组开始通电，进行生物污泥的再生及除磷过程。

3.污泥沉降阶段。在间歇曝气结束后关闭曝气泵14、电絮凝极板组4，进行污泥重力沉降。打开回流泵15将曝气区的生物污泥回流到厌氧区。

4.出水阶段。污泥沉降段结束后，处理后的水从出水口排出。

本发明还可以包括：

所述的处理方法周期为8h，其中间歇曝气阶段共7h，好氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧过程时间分配分别为3h-1.5h-1h-1h-0.5h，污泥沉降阶段0.5h，出水阶段0.5h；电絮凝极板组于最后一段好氧段开始时通电，通电时长为0.5h，电流密度可根据去除率及经济效益需求进行调整；污泥回流在污泥沉降段开始，污泥回流比可根据实际情况调整。

本发明的有益效果为：

1.本发明将MBBR工艺微生物数量多、种类丰富及电絮凝工艺除磷效果好的优点相结合，解决了传统工艺中抗冲击负荷差、除磷效果不理想的问题；

2.悬浮填料在曝气环境中与自身及电絮凝极板相互摩擦，能有效延缓电絮凝极板钝化的趋势；

3.在电场刺激下，微生物细胞的表面电位收到响应，会提高微生物的活性、加快微生物的世代时间，有利于提高出水水质；

4.本发明处理周期中递减的间歇曝气时间使填料中的生物膜出现氧浓度差，可进一步实现短程硝化反硝化及同步硝化反硝化，有利于脱氮的深度进行；

5.本发明采用间歇曝气的方式运行，有利于提高生物污泥的活性，减少丝状菌及污泥膨胀的可能性，有利于该方法及装置在船舶上的应用。

说明书附图

图1一种MBBR-电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的装置结构示意图。

图2A-A剖面图。

图3一种MBBR-电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的装置带有V形污泥槽结构示意图。

图4B-B剖面图。

图5一种MBBR-电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的装置带有半球形形污泥槽结构示意图。

图6C-C剖面图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

.一种MBBR-电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的装置，包括生物处理系统(A)、电絮凝系统(B)两大部分。其中待处理的污水进入生物处理系统与电絮凝处理系统中，通过两大系统的相互耦合处理作用，完成污水的最终处理。

所述的生物处理系统采用MBBR工艺，其处理池分为下部连通的两格：厌氧搅拌区及间歇曝气区，间歇曝气区设置污泥回流管(12)将污泥回流至厌氧搅拌区，其中MBBR填料(9)在间歇曝气区中按体积比投加。

所述的生物处理系统，其间歇曝气区中的MBBR填料为密度与水相近的多孔填料。

所述的生物处理系统，厌氧搅拌区中配置搅拌器(3)，间歇好氧区中配置曝气管路(8)、曝气装置(14)。

所述的生物处理系统，厌氧搅拌区左侧上方设置进水管(2)，好氧搅拌区终端设置出水管(11)，最高水位处设置溢流管(10)；

所述的生物处理系统，其进水管(2)、出水管(11)、溢流管(10)及污泥回流管(12)上均设置电动磁阀(16)。

所述的生物处理系统，其处理池中设置PH计(18)、温度计(19)、溶解氧测定仪(20)。

所述的生物处理系统，其特征为：水流自厌氧搅拌区的进水管进入后，通过搅拌器作用与厌氧搅拌区的生物泥充分掺混，经过厌氧区下方与间歇曝气区的连通处进入间歇曝气区，流经间歇曝气区内的悬浮填料(9)及电絮凝系统后进行出水，曝气装置进行间歇曝气，间歇曝气区的生物污泥定期回流至厌氧搅拌区。

所述的生物处理系统，其出水口位置设置拦截网(7)，拦截网孔径小于悬浮填料粒径。

所述的电絮凝处理系统，其特征为：安置在间歇曝气区的多组极板串联组成的絮凝极板组(4)，及极板组下方的V形污泥槽(5)。

所述的电絮凝处理系统，其特征为：絮凝极板组的总宽度与V形污泥槽大致相同，V形污泥槽底部设置带有排泥孔的排泥管(6)，管上配有污泥排泥阀(17)。

所述的电絮凝处理系统，V形污泥槽同时收集生物污泥及电絮凝污泥，生物污泥及电絮凝污泥排放比例可根据污泥负荷及电絮凝处理系统的运行参数进行调整。

所述的MBBR-电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的装置，其间歇曝气区中悬浮填料及絮凝极板组处于耦合状态，即悬浮填料按比例分布于间歇曝气区及电絮凝极板区。

本发明的目的在于提供一种处理效果好且抗冲击负荷的处理船舶生活污水的方法，及一种结构简单、操作方便的处理船舶生活污水的装置，克服了传统装置除磷效果不理想、抗冲击负荷能力不足等问题。

本发明的MBBR-电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的装置包括生物处理系统(A)、电絮凝系统(B)，船舶生活污水通过厌氧搅拌区上部的进水管(2)进入生物处理系统，在厌氧搅拌区与厌氧生物污泥通过对流及搅拌作用充分掺混，生物处理系统中厌氧搅拌区与间歇曝气区底部相连通，电絮凝系统位于间歇曝气区中，电絮凝极板组总宽度小于等于间歇曝气区中设置的V形污泥槽(5)宽度，悬浮填料(9)的总投放量以间歇曝气区的固定体积比投放，间歇曝气区内的悬浮填料(9)在极板组区域内外投放比例按处理水质需求调整设定。厌氧搅拌区中设有搅拌器(3)，间歇好氧区中设有曝气管路(8)及曝气装置(14)，出水口位置设有拦截网(7)，拦截网孔径小于悬浮填料粒径。

本发明的MBBR-电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的装置还可以包括：

1.所述生物处理系统中设置PH计(18)、温度计(19)、溶解氧测定仪(20)。

2.生物处理系统设置溢流口(10)，进出水管及溢流管上设置电动磁阀(16)，污泥回流管路上设置蠕动泵(15)。

3.V形污泥槽(5)底部设置带有排泥孔的排泥管(6)，排泥管上设置排泥阀(17)。

本发明的MBBR-电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的装置在一个周期内包括：厌氧搅拌区内搅拌器的持续搅拌，间歇曝气区内的间歇曝气段、污泥沉降段及出水段，电絮凝极板组的通电段。

本发明的MBBR-电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的装置处理船舶生活污水的过程为：水流经过预处理系统的处理后从生物处理系统的厌氧搅拌区进入，经过厌氧区下方与间歇曝气区的连通处进入间歇曝气区；在间歇曝气区内经过间歇曝气段的缺氧-好氧交替运行，从而完成有机氮分解-硝化-反硝化的脱氮过程；在间歇曝气段的最后0.5h，电絮凝极板组开始通电，完成生物污泥的再生及除磷过程；间歇曝气段后进入污泥沉降段，由于电絮凝极板组与污泥槽宽度相近，故电絮凝污泥全部沉积在V形污泥槽内，部分生物污泥也沉降在V形污泥槽内随着电絮凝污泥一起通过排泥管排出，在此阶段污泥回流泵开始工作；

污泥沉降段结束后进入出水段，污泥沉降后的上清液带着悬浮填料一同流向出水口，在出水口位置悬浮填料被拦截网截留，处理后的水从出水口排出。

本发明的MBBR-电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的方法还可以包括：间歇曝气区的间歇曝气段共7h，好氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧过程时间分配分别为3h-1.5h-1h-1h-0.5h，污泥沉降段0.5h，出水段0.5h；电絮凝极板组于最后一段好氧段开始时通电，通电时长为0.5h；污泥回流在污泥沉降段开始，污泥回流比可根据实际情况调整。

结合图，本发明的MBBR-电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的装置包括进水蠕动泵1，生物反应区进水口2，厌氧区搅拌器3，电絮凝极板组4，V形污泥槽5，排泥管6，出水拦截网7，曝气管路8，悬浮填料9，溢流管10，出水管11，污泥回流管12，出水泵13，曝气泵14，污泥回流泵15，电动磁阀16，排泥阀17，PH计18、温度计19、溶解氧测定仪20。其中，船舶生活污水经管道系统收集后进入厌氧搅拌区，水流在搅拌作用下与厌氧生物污泥充分混合后由底部连通口流入间歇曝气区，在间歇曝气区内经过好氧-缺氧的反复过程及电絮凝除磷后，通过生物污泥的沉降进行泥水分离，最终排出反应器。

本发明还可以包括以下改进方案：

1.在反应器后方添加外置膜组件；

2.反应器中各电动磁阀均与时间继电器相连，由电控箱进行统一控制，以实现装置的自动化控制。

3.溢流口可与预处理系统进行连接；

4.生物反应系统池壁可设取样口，顶部可设通气孔；

5.电絮凝极板组电源可选择交流电源，进一步延缓极板钝化现象的产生；

6.生物反应池内可设置液位计与电控箱相连，方便通过液位监测控制电动磁阀的开闭。

本发明的MBBR-电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的方法在一个周期内共包括厌氧搅拌区内搅拌器的持续搅拌，间歇曝气区内的间歇曝气段、污泥沉降段及出水段，电絮凝极板组的通电段。

本发明的MBBR-电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水的方法一个周期设定为8h，其中间歇曝气区的间歇曝气段共7h，好氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧过程时间分配分别为3h-1.5h-1h-1h-0.5h，污泥沉降段0.5h，出水段0.5h；电絮凝极板组于最后一段好氧段开始时通电，通电时长为0.5h，电流密度可根据去除率及经济效益需求进行调整；V形污泥槽的宽度及角度可根据生物污泥泥龄及电絮凝污泥量进行生物污泥与电絮凝污泥的排泥占比计算，从而确定V形污泥槽的容积；污泥回流在污泥沉降段开始，污泥回流比可根据实际情况调整。

Claims (10)

1.一种MBBR与电絮凝耦合船舶生活污水处理装置，包括生物物处理系统、电絮凝系统；其特征在于：壳体左端上部为进水口(2)，进水口(2)与进水蠕动泵(1)相连；进水口(2)右侧为厌氧区，厌氧区内设有厌氧区搅拌器(3)；厌氧区与间歇爆气区中间设有分隔板(19)，分隔板(19)上端与壳体顶部相连，分隔板(19)下端与壳体底部距离为5‐10cm；分隔板(19)旁安装有检测装置(18)；间歇爆气区内设有电絮凝极板组(4)，电絮凝极板组(4)下方为污泥槽(5)，电絮凝极板组(4)竖直投影全部落在污泥槽(5)竖直投影内部；污泥槽带有排泥管(6)，排泥管上安装有排泥阀(17)；壳体右端设有出水管(11)，出水管(11)上方设有溢流管(10)；爆气区内装有悬浮填料(9)，曝气区底部装有曝气管路(8)，曝气管路(8)与曝气泵(14)相连；厌氧区与曝气区底部安装有污泥回流管路(12)，污泥回流管路(12)上安装有污泥回流泵(15)；出水管(11)上安装有出水泵(13)，出水管口处设有出水拦截网(7)，拦截网孔径小于悬浮填料(9)的粒径。

2.如权利要求1所述的一种MBBR与电絮凝耦合船舶生活污水处理装置，其特征在于：污泥槽(5)为V形污泥槽(22)。

3.如权利要求2所述的一种MBBR与电絮凝耦合船舶生活污水处理装置，其特征在于：V形污泥槽(22)尖端由铰链(23)连接。

4.如权利要求1所述的一种MBBR与电絮凝耦合船舶生活污水处理装置，其特征在于：污泥槽(5)为半球行污泥槽(24)。

5.如权利要求1所述的一种MBBR与电絮凝耦合船舶生活污水处理装置，其特征在于：检测装置(18)为PH计或温度计或溶解氧测定仪或液位计。

6.如权利要求1所述的一种MBBR与电絮凝耦合船舶生活污水处理装置，其特征在于：所述的所述溢流管(10)与预处理系统连接。

7.如权利要求1所述的一种MBBR与电絮凝耦合船舶生活污水处理装置，其特征在于：所述的出水管(11)、溢流管(10)和污泥回流管路(12)上分别安装第一电磁阀(16)、第二电磁阀(21)、第三电磁阀(20)；第一电动磁阀(16)、第二电磁阀(21)、第三电磁阀(20)均与时间继电器相连，由电控箱进行统一控制。

8.一种利用权利要求1所述的MBBR与电絮凝耦合船舶生活污水处理装置的处理方法，其特征是：

步骤1：污水处理装置准备阶段；将填料(9)按比例填入MBBR与电絮凝耦合工艺处理船舶生活污水装置中经过预处理系统的船舶生活污水通过进水管(2)进入装置，从生物处理系统的厌氧搅拌区进入，经过厌氧区下方与间歇曝气区的连通处进入间歇曝气区；

步骤2：间歇曝气阶段；开起厌氧区搅拌器(3)，同时开启曝气管路(8)与曝气泵(14)，在间歇曝气区内交替进行缺氧‐好氧曝气；在间歇曝气段的最后0.5‐1h，电絮凝极板组开始通电，进行生物污泥的再生及除磷过程；

步骤3：污泥沉降阶段；在间歇曝气结束后关闭曝气泵(14)、电絮凝极板组(4)，进行污泥重力沉降；打开回流泵(15)将曝气区的生物污泥回流到厌氧区；

步骤4：出水阶段；污泥沉降段结束后，处理后的水从出水口排出。

9.如权利要求8所述一种MBBR‐电絮凝耦合船舶生活污水处理方法，其特征在于：处理周期为8h，其中间歇曝气阶段共7h，好氧‐缺氧‐好氧‐缺氧‐好氧过程时间分配分别为3h‐1.5h‐1h‐1h‐0.5h，污泥沉降阶段0.5h，出水阶段0.5h；电絮凝极板组于最后一段好氧段开始时通电，通电时长为0.5h，电流密度可根据去除率及经济效益需求进行调整；污泥回流在污泥沉降段开始，污泥回流比可根据实际情况调整。

10.如权利要求8所述一种MBBR‐电絮凝耦合船舶生活污水处理方法，其特征在于：MBBR填料(9)在间歇曝气区中按体积比投加；MBBR填料(9)为密度与水相近的多孔填料。