CN108585389A - 一种炭加载mbbr污水处理系统及污水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种炭加载MBBR污水处理系统，包括活性炭投加罐、配水池、缺氧MBBR池、好氧MBBR池、沉淀池和污泥池；活性炭投加罐连接有加料管，加料管上设置有加料泵；通过加料泵向配水池投加活性炭；还提供了利用该污水处理系统进行污水处理的方法，依次包括配制活性炭投加料、配制污水处理混合液、反硝化处理、硝化处理、沉淀及排污；克服了现有技术中，COD一次不达标、占地面积大、成本高的问题，具有吸附除污效果好、易挂膜、减少池容及水力停留时间、降低曝气量并且节约运行成本的优点。

Description

一种炭加载MBBR污水处理系统及污水处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种炭加载MBBR污水处理系统及污水处理方法。

背景技术

移动床生物膜反应器（MBBR）是近年来颇为重视的一种新型生物膜反应器，其吸取了传统的活性污泥法和生物接触氧化法的优点而成为一种新型、高效的复合工艺。其核心是将密度接近于水的悬浮填料投加到反应器中作为微生物生长的载体，填料在曝气和反应器中水流的作用下呈流化状态，微生物与污水充分接触，从而达到处理污水的效果。填料在反应器内混合液回旋翻转的作用下自由移动；对于好氧反应器通过曝气作用，在缺氧和厌氧反应器中则是通过机械搅拌，为填料提供回旋力使其移动。

移动床生物膜反应器属于三相生物流化床处理方法，其技术核心为利用独特载体的具有独特构筑结构的生物反应池，便于载体和污泥中微生物循环。因填料、水都是运动的，故气、水、固相之间的传质较好，填料上生物膜的活性较高，提高了系统的有机负荷和效率，出水水质稳定。

目前的移动床生物膜反应器工艺存在以下问题：（1）对部分有机物可快速降解，而对难降解的有机污染物经过移动床生物膜反应器后无变化；（2）对于含悬浮物较大的污水，或难降解的污水，需延长平均水力停留时间，以便取得较好的COD去除效果；（3）当进水COD较高或者污水中含油时，容易导致悬浮填料表面的生物膜量厚度增大，导致好氧微生物大量死亡，影响微生物降解效率，还会导致填料在反应器中的流动性变差。

为了解决上述现有技术中存在的问题，一些工艺选择了具有活性炭性质的填料代替传统的悬浮填料投加到反应器中，如专利号ZL200820019726.X菱角皮炭填料生物膜移动床，此种菱角皮炭填料以及德国的LEVAPOR悬浮填料虽然具有吸附COD的功能，开始可产生较好的污水处理效果，但是当此类填料吸附饱和后，其仅仅是充当了填料的作用，已无吸附性能；此外，当吸附饱和时，其已挂上大量生物膜，体积变大变重而结块，需要大量曝气才能保持悬浮状态，增加运行成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种炭加载MBBR污水处理系统，具有吸附除污效果好、易挂膜、减少池容及水力停留时间、降低曝气量并且节约运行成本的优点。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种炭加载MBBR污水处理系统，包括活性炭投加罐、配水池、缺氧MBBR池、好氧MBBR池、沉淀池和污泥池；所述活性炭投加罐连接有加料管，加料管上设置有加料泵；通过加料泵向配水池投加活性炭。

通过采用上述技术方案，通过设置炭投加罐并向配水池中投加活性炭，在对污水处理过程中，利用了活性炭的吸附特性，将有机物吸附到活性炭的表面，易于微生物获取食物，增加去除有机物的效率；同时，难降解的有机物被活性炭吸附去除，解决了微生物降解不了的有机物。

作为优选，所述配水池内安装有搅拌装置，从配水池输出的污水进入缺氧MBBR池；所述缺氧MBBR池内安装有搅拌装置，并且填充有悬浮填料，缺氧MBBR池上部侧壁设置第一出水口，从缺氧MBBR池输出的污水进入好氧MBBR池。

作为优选，所述好氧MBBR池内，填充有悬浮填料，好氧MBBR池底部安装有曝气装置，好氧MBBR池上部侧壁设置第二出水口、下部侧壁设置回流孔，从第二出水口输出的污水进入沉淀池，从回流孔输出的回流液输送到配水池。

作为优选，所述第一出水口和第二出水口均设置有填料拦截网。

作为优选，所述沉淀池的底部设置回流管，回流管分别连接污泥池和配水池。

通过采用上述技术方案，使活性炭在整个污水处理系统中，处于循环流动的状态：在缺氧MBBR池，利用悬浮填料配合活性炭对微生物生长提供载体，提高挂膜量的同时，可以降低池容，并且活性炭还可以吸附COD以及难降解有机物，提高了污水处理效果；在好氧MBBR池，因活性炭的存在，减少停留时间，池容大大减小，既而还可以降低曝气量，节约运行成本；在好氧MBBR池与沉淀池利用回流技术，维持合适的污泥负荷的同时，将未饱和的活性炭重新回流到配水池再次利用其吸附特性，吸附有机物，大大提高了活性炭的利用率，减少活性炭的投加量，节约运行成本；并且填料拦截网只拦截悬浮填料，活性炭与污水可以通过，形成循环流动的状态，实现活性炭的循环使用，节约成本，提高资源利用率；并且定期对吸附饱和的活性炭进行排离，保证有充分的活性炭，确保微生物生长的同时，保证了COD吸附的一次性达标。

作为优选，通过加料泵向缺氧MBBR池和/或好氧MBBR池投加活性炭。

通过采用上述技术方案，进一步提高缺氧MBBR池和/或好氧MBBR池的挂膜量，使难降解有机物被活性炭吸附而去除，进一步提高除污效果。

本发明还提供了利用上述污水处理系统进行污水处理的方法，具有工作效率高、运行成本低并且除污效果佳的优点，其具体包括如下步骤：

（1）在活性炭投加罐中投加活性炭；

（2）向配水池中投加活性炭，并通入污水、来自好氧MBBR池的回流液以及沉淀池的回流污泥，充分搅拌均匀；

（3）将上述污水处理混合液通入缺氧MBBR池中，搅拌条件下进行反硝化处理；

（4）将反硝化处理后的污水通入好氧MBBR池中，在曝气条件下进行生物除碳和硝化处理，且回流液回流到配水池；

（5）将处理后的污水通过第二出水口送入沉淀池，进行污泥沉淀处理后，污泥通入回流管；

（6）将从回流管排出的污泥，按照回流比回流至配水池内，循环利用，剩余污泥送入污泥池排出。

通过采用上述技术方案，使活性炭在整个污水处理系统中，处于循环流动的状态：从配水池依次到缺氧MBBR池、好氧MBBR池、沉淀池，再与回流污泥从好氧MBBR池及沉淀池一起回流至配水池；循环使用，降低活性炭投加量，节约环保；在缺氧MBBR池，利用悬浮填料配合活性炭对微生物生长提供载体，提高挂膜量的同时，可以降低池容，并且活性炭还可以吸附COD以及难降解有机物，提高了污水处理效果；在好氧MBBR池，因活性炭的存在，减少停留时间，池容大大减小，既而还可以降低曝气量，节约运行成本；在好氧MBBR池与沉淀池利用回流技术，维持合适的污泥负荷的同时，将未饱和的活性炭重新回流到配水池再次利用其吸附特性，吸附有机物，大大提高了活性炭的利用率，减少活性炭的投加量，节约运行成本。

通过采用上述技术方案，活性炭的投加量过少则除污效果不达标，投加量过多，则造成资源浪费；在本发明的范围内，保证活性炭的投加量的适中，使其可以充分发挥其吸附特性，吸附有机物，达到污水处理的目的。

作为优选，向缺氧MBBR池和/或好氧MBBR池投加活性炭。

通过采用上述技术方案，进一步提高缺氧MBBR池和/或好氧MBBR池的挂膜量，增强了污水处理效率，而难降解有机物被活性炭吸附而去除，进一步提高除污效果。

单纯的MBBR反应器，占地面积相对较小，但是出水不能一次达标，需要后续进行臭氧等处理才达标；单纯活性炭吸附，在活性炭饱和之前可以达标，一旦饱和则效果大大降低，不仅需要曝气量大、水力停留时间长，而且池子需要尺寸相对很大才能达到去除氨氮的效果，成本增加。本发明则结合了MBBR反应器工艺、生物膜法以及活性污泥法的精华，兼具占地面积小、曝气量小、污水处理效果好、节约运行成本的优点。

附图说明

图1为本发明污水处理系统的结构示意图；

图2位本发明污水处理方法的工艺流程示意图；

图3为对比例1的污泥镜检图；

图4为实施例1第一组待测样品污泥中带柄钟虫的镜检图；

图5为实施例1第二组待测样品污泥中带柄钟虫的镜检图；

图6为实施例1第一组待测样品污泥中轮虫的镜检图；

图7为实施例1第二组待测样品污泥中轮虫的镜检图。

图中：1、配水池；2、缺氧MBBR池；3、好氧MBBR池；4、沉淀池；5、污泥池；6、活性炭投加罐；7、加料管；8、加料泵；9、填料拦截网；10、第一出水口；11、第二出水口；12、回流孔；13、回流管。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应该理解的是，本发明实施例所述制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。

实施例1

一种炭加载MBBR污水处理系统，如图1所示，按照液体流向依次包括活性炭投加罐6、配水池1、缺氧MBBR池2、好氧MBBR池3、沉淀池4和污泥池5；活性炭投加罐6连接有加料管7，加料管7上配置有加料泵8；通过加料泵8向配水池1投加活性炭。配水池1内安装有搅拌装置，从配水池1输出的污水被输送到缺氧MBBR池2；缺氧MBBR池2的底部侧壁上安装有搅拌装置，并且填充有悬浮填料，缺氧MBBR池2上部侧壁设置第一出水口10，第一出水口10内设置有填料拦截网9，从缺氧MBBR池2输出的污水被输送到好氧MBBR池3；好氧MBBR池3内安装有搅拌装置，并且填充有悬浮填料，好氧MBBR池3底部安装有曝气装置，曝气装置为本领域MBBR工艺中好氧区设置的常规装置，在次不再赘述；好氧MBBR池3上部侧壁设置第二出水口11、下部侧壁设置回流孔12，第二出水口11内设置有填料拦截网9，从第二出水口11输出的污水进入沉淀池4，从回流孔12输出的回流污泥输送到配水池1；沉淀池4的底部设置回流管13，回流管13分别连接污泥池5和配水池1。

如图2所示，利用实施例1的污水处理系统对某企业炼化污水处理厂的污水进行处理，其具体操作为：

（1）通过加料泵投加粉末活性炭，活性炭投加量为200mg/L；

（2）向配水池中通入污水，投加200mg/L的活性炭、来自好氧MBBR池的150%的回流液以及沉淀池的80%回流污泥，利用配水井中安装的搅拌器，充分快速搅拌，使三者与污水进行充分混合，混合时间为3min，达到混合均匀的效果，得到污水处理混合液；

（3）将上述污水处理混合液通入缺氧MBBR池中，利用池中的搅拌装置进行充分搅拌，保证填料在池中上下均匀翻动，水力停留时间为8h，利用反硝化细菌，进行反硝化，将硝态氮去除，活性炭则会充分的与污水中的有机物接触，然后将有机物吸附到活性炭的表面；

（4）经过缺氧MBBR池处理后的污水通入好氧MBBR池中，水力停留时间为8h，利用池中的搅拌装置进行搅拌，保证填料上下均匀翻滚，挂膜后的载体填料在底部的曝气装置作用下在水中上下浮动，使得填料上的微生物与污水中的有机物以及氧气充分接触，污染物很容易被微生物吸附降解，将好氧MBBR池的污水按照150%回流用泵输送到配水池，然后再次进入缺氧MBBR池进行反硝化反应；

（5）将生化除碳和硝化处理后的污水通过第二出水口送入沉淀池，在沉淀池进行污泥沉淀，进行污泥沉淀处理后通入回流管，污水中的活性炭也沉淀在污泥中，将回流管中的沉淀污泥按照80%回流用泵输送到配水池中，充分利用未吸附饱和的活性炭，剩余的污泥外排到污泥池中。

取实施例1处理完后沉淀池的出水，对水质进行测定，检测结果见表1所示。

实施例2

实施例2的污水处理系统与实施例1在结构上基本一致，区别是，实施例2中活性炭投加罐不仅为配水池输送活性炭，还为缺氧MBBR池提供并输送活性炭，即在加料管处延伸出来一条伸入缺氧MBBR池的管。

利用实施例2的污水处理系统，对某企业炼化污水处理厂的污水进行处理，具体处理方法同实施例1的操作一样，区别之处是，在步骤（3）中，将步骤（2）得到的污水处理混合液通入缺氧MBBR池中，同时用加料泵投加适量活性炭，活性炭投加总量为200mg/L，其余操作与实施例1中的一致。

取实施例2处理后沉淀池的出水，对水质进行测定，检测结果见表1所示。

实施例3

实施例3的污水处理系统与实施例1在结构上基本一致，区别是，实施例3中活性炭投加罐不仅为配水池输送活性炭，还为好氧MBBR池提供并输送活性炭，即在加料管处延伸出来一条伸入好氧MBBR池的管。

利用实施例3的污水处理系统，对某企业炼化污水处理厂的污水进行处理，具体处理方法同实施例1的操作一样，区别之处是，在步骤（4）中，利用加料泵向好氧MBBR池中投加适量活性炭，活性炭投加总量为200mg/L，其余操作与实施例1中的一致。

取实施例3处理后沉淀池的出水，对水质进行测定，检测结果见表1所示。

实施例4

实施例4的污水处理系统与实施例1在结构上基本一致，区别是，实施例4中活性炭投加罐不仅为配水池输送活性炭，还为缺氧MBBR池以及好氧MBBR池均提供并输送活性炭，即在加料管处延伸出来两条分别伸入缺氧MBBR池与好氧MBBR池的管。

利用实施例4的污水处理系统，对某企业炼化污水处理厂的污水进行处理，具体处理方法同实施例1的操作一样，区别之处是，在步骤（3）中，将步骤（2）得到的污水处理混合液通入缺氧MBBR池中，同时用加料泵投加适量活性炭；在步骤（4）中，利用加料泵向好氧MBBR池中投加适量活性炭；活性炭投加总量为200mg/L，其余操作与实施例1中的一致。

取实施例4处理后沉淀池的出水，对水质进行测定，检测结果见表1所示。

对比例1

利用普通的MBBR工艺对该企业炼化污水处理厂的污水进行处理，具体控制条件为：在配水池、缺氧MBBR池、好氧MBBR池中均没有添加活性炭，在配水池中停留时间3min，来自于好氧MBBR池150%回流，沉淀池的80%污泥回流，缺氧MBBR池中停留时间为8h，好氧MBBR池中停留时间为12h，最终污水到沉淀池沉淀，污泥外排。

对对比例1沉淀池出水进行水质检测，结果见表1。

表1 水质检测结果

由表1可知，利用本发明的污水处理系统进行污水处理后的废水，其COD远远小于普通MBBR工艺（对比例1）处理后的COD值，解决了单纯MBBR处理废水COD值不达标的缺陷；并且由实施例1-4的水质检测结果可知，在本发明保护范围内的污水处理方法，其处理后的废水COD均一次达标，无需后续进行臭氧等深度处理，节约成本、提高效率。

在进行环境工程污水处理实验时，生物相观察是一项重要的指标。当镜检中出现较多的带柄钟虫时，说明污泥活性较强，污水处理效果较好；当镜检中有轮虫的出现时，说明活性污泥已经培养到了较好的水平，轮虫是活性污泥成熟的标志性微生物。对对比例1及实施例1的污水处理系统的污泥进行镜检测试，镜检方法具体为：

在好氧池出水口附近，水面下10cm左右取均匀的污泥混合液；为使镜检更具有真实性并保持污泥的活性，在取样后30min内完成镜检；使用显微镜镜检时，应在光线充足的地方镜检；应保证盖玻片和载玻片清洁无油；所选取的泥样在0.05ml(及用胶头滴管滴到载玻片上将近一滴)，盖上盖玻片时使泥样均匀布满，不可存在气泡。

其中，对比例1制备的待测样一组；实施例1制备待测样两组；具体镜检的检测结果如图3-7所示。

如图3所示，对比例1的污水处理系统中，污泥带柄钟虫较少，极少有轮虫的出现。如图4和5所示，实施例1的污水处理系统中，污泥中出现成群的带柄钟虫，其中，黑色的物质为粉末活性炭；如图6和图7所示，实施例1的污水处理系统中，污泥中有很多轮虫的出现。综上可知，本发明工艺的污水处理系统中，微生物系统优于普通污水处理系统中的微生物系统，宏观表现为污水处理效果更佳。

Claims (8)

1.一种炭加载MBBR污水处理系统，其特征在于：包括活性炭投加罐（6）、配水池（1）、缺氧MBBR池（2）、好氧MBBR池（3）、沉淀池（4）和污泥池（5）；所述活性炭投加罐（6）连接有加料管（7），加料管（7）上配置有加料泵（8）；通过加料泵（8）向配水池（1）投加活性炭。

2.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于：所述配水池（1）内安装有搅拌装置，从配水池（1）输出的污水进入缺氧MBBR池（2）；所述缺氧MBBR池（2）内安装有搅拌装置，并且填充有悬浮填料，缺氧MBBR池（2）上部侧壁设置第一出水口（10），从缺氧MBBR池（2）输出的污水进入好氧MBBR池（3）。

3.根据权利要求2所述的污水处理系统，其特征在于：所述好氧MBBR池（3）填充有悬浮填料，好氧MBBR池（3）底部安装有曝气装置，好氧MBBR池（3）上部侧壁设置第二出水口（11）、下部侧壁设置回流孔（12），从第二出水口（11）输出的污水进入沉淀池（4），从回流孔（12）输出的回流液输送到配水池（1）。

4.根据权利要求3所述的污水处理系统，其特征在于：所述第一出水口（10）和第二出水口（11）均设置有填料拦截网（9）。

5.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于：所述沉淀池（4）的底部设置回流管（13），回流管（13）分别连接污泥池（5）和配水池（1）。

6.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于：通过加料泵（8）向缺氧MBBR池（2）和/或好氧MBBR池（3）投加活性炭。

7.一种权利要求1-6任一项所述污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：

（1）在活性炭投加罐（6）投加活性炭；

（2）向配水池（1）中投加活性炭，并通入污水、来自好氧MBBR池（3）的回流液以及沉淀池（4）的回流污泥，充分搅拌均匀；

（3）将上述污水处理混合液通入缺氧MBBR池（2）中，搅拌条件下进行反硝化处理；

（4）将反硝化处理后的污水通入好氧MBBR池（3）中，在曝气条件下进行生物除碳和硝化处理，且回流液回流到配水池；

（5）将处理后的污水通过第二出水口（11）送入沉淀池（4），进行污泥沉淀处理后，污泥通入回流管（13）；

（6）将从回流管（13）排出的污泥，按照回流比回流至配水池（1）内，循环利用，剩余污泥送入污泥池（5）排出。

8.根据权利要求7所述的污水处理方法，其特征在于：向缺氧MBBR池（2）和/或好氧MBBR池（3）投加活性炭。