CN109052868A - 一种连续交替式mbbr污水处理方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种连续交替式MBBR污水处理方法及设备。处理方法为：首先经预处理去除污水中的颗粒性悬浮性杂质，并对污水的水质和水量进行均衡处理，然后采用厌氧/缺氧/好氧交替式运行方式对污水进行厌氧释磷、同步反硝化和硝化处理，提高了对污染物基质的去除效率。处理设备包括通过过水管路连通的均质室、兼氧室、过渡室、预脱氮室、好氧池、高效沉淀池和设备控制室；设备控制室中设置有紫外消毒设备、管道增压泵、全自动过滤罐、曝气风机和PLC控制装置。处理设备集成化程度高，功能性强，设备的安装、操控简单方便，占地面积小，空间利用率高，且其长期运行稳定性增强，整套污水处理设备的处理能耗和运维成本低。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种连续交替式MBBR污水处理方法及设备。
背景技术
随着水环境污染的日益加剧，水环境污染问题已成为国内外环保领域争相聚焦的热点。鉴于我国小城镇污水分部的分散性、广泛性和水质水量的不确定性，使得传统污水处理工艺在污染物去除的多功能性、高效稳定性、操控便捷性和经济合理性方面已经远远不能满足相应的处理要求，因此，开发、研究和应用新型污水处理工艺和技术，寻求一种或多种更适合我国国情的高效、低耗、操控便捷、低投资成本和低运维成本的先进处理工艺，已成为世界各国水污染防治工程领域研究的关键。
目前，小城镇分散式污水的现有处理工艺和技术确实存在诸多的缺陷，迫切需要一种功能性强、稳定性高、高效低耗、操控便捷、成本低廉的污水处理设备和处理方法。
发明内容
本发明提供一种连续交替式MBBR污水处理方法及设备，用以实现对综合污水的有效处理。
本发明提供一种连续交替式MBBR污水处理方法，采用连续交替式MBBR污水处理设备对污水进行处理；处理方法包括：
对污水进行预处理，去除污水中的颗粒性悬浮性杂质，并对污水的水质和水量进行均衡处理；
利用污水提升泵将经过预处理后的污水均匀地提升至连续交替式MBBR污水处理设备中，并对污水进行有效的降解处理；
利用MBBR污水处理设备的厌氧、缺氧、好氧连续交替运行所形成的空间环境中，对经过两次处理的污水进行厌氧释磷、同步反硝化和硝化处理，去除污水中的有机物、氮氧化物和磷酸盐，得到污水和活性污泥微生物的混合溶液；
将污水和活性污泥微生物的混合溶液进行泥水分离，得到澄清水，并对澄清水进行深度处理和紫外消毒，经消毒后的尾水最终回用于绿化或直接排放至外环境中，实现污水的最终净化处理。
本发明提供一种连续交替式MBBR污水处理设备，用于实施上述所述的连续交替式MBBR污水处理方法，处理设备包括：包括通过过水管路连通的均质室、兼氧室、过渡室、预脱氮室、好氧池、高效沉淀池和设备控制室；设备控制室中设置有紫外消毒设备、管道增压泵、全自动过滤罐、曝气风机和PLC控制装置；
均质室上部设置有进水管路和电磁阀，均质室底部设置有潜水推流器；兼氧室底部设置有穿孔曝气管，预脱氮室底部设置有管式曝气器，好氧池底部设置有橡胶膜片微孔曝气器以及与放空管道连通的放空阀，内部填充有MBBR悬浮性填料；好氧池与兼氧室之间设置有各自相对应的气提装置，气提装置与曝气风机的出气管路系统连接，其各自对应的气提装置的进气端分别设有电磁阀；
高效沉淀池与好氧池上端通过设置有筛网的穿孔布水管相通，其底部分别设置有两个与放空管连通的放空阀，内部设置有高密度斜管填料和两块水流分区导向板；高效沉淀池与预脱氮室之间设置有各自相对应的气提装置，各自对应的气提装置分别于曝气风机的出气管路系统连接，其各自对应的气提装置的进气端分别设有电磁阀；
高效沉淀池上部澄清区出水渠中设置的出水管通过管道与管道增压泵连接，且连接管路中间设置有电磁阀，其管道增压泵出口与全自动过滤罐连接；全自动过滤罐出口与紫外消毒设备连接；高效沉淀池澄清区内部设置有浮渣自动清除装置。
如上所述的连续交替式MBBR污水处理设备，优选地，所述均质室、预脱氮室、过渡室和兼氧室为独立的双系列结构。
如上所述的连续交替式MBBR污水处理设备，优选地，所述预脱氮室、过渡室和兼氧室为圆柱形结构。
本发明提供的连续交替式MBBR污水处理方法及设备具有以下优点：
1、采用厌氧/缺氧/好氧交替式运行方式对污水进行厌氧释磷、同步反硝化和硝化处理，提高了对污染物基质的去除效率。
2、处理设备集成化程度高，功能性强，设备的安装、操控简单方便，占地面积小，空间利用率高，且其长期运行稳定性增强，整套污水处理设备的处理能耗和运维成本低。
3、通过PLC控制装置对各局部设备实现有效的逻辑控制，各局部设备联动运行的准确性和稳定性均得到有效保障，从而使得整套设备的功能性、稳定性、高效性、节能性和操控性等方面均得到显著提升，
4、实现了废水的资源化再生利用，且易于推广和应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明连续交替式MBBR污水处理方法的示意图；
图2为本发明连续交替式MBBR污水处理设备实施例的俯视示意图；
图3为本发明连续交替式MBBR污水处理设备实施例A侧的A-A剖面示意图；
图4为本发明连续交替式MBBR污水处理设备实施例B侧的B-B剖面示意图；
图5为本发明连续交替式MBBR污水处理设备实施例A侧的立面结构示意图；
图6为本发明连续交替式MBBR污水处理设备实施例B侧的立面结构示意图；
图7为本发明连续交替式MBBR污水处理设备实施例的预脱氮室、过渡室、兼氧室的结构示意图；
图8为本发明连续交替式MBBR污水处理设备实施例的预脱氮室、过渡室、兼氧室的剖面示意图；
图9为本发明连续交替式MBBR污水处理设备实施例的高效沉淀池的立面结构示意图。
图中：11、A均质室；21、B均质室；111、a潜水推流器；211、b潜水推流器；113、A均质室出水管；213、B均质室出水管；12、A预脱氮室；22、B预脱氮室；121、a管式曝气器；221、b管式曝气器；13、A过渡室；23、B过渡室；14、A兼氧室；24、B兼氧室；141、a穿孔曝气管；241、b穿孔曝气管；3、好氧池；31、MBBR悬浮填料；32、橡胶膜片微孔曝气器；好氧池放空阀33、34、1#a气提装置；35、1#b气提装置；4、高效沉淀池；411、高效沉淀池1#放空阀；412、高效沉淀池2#放空阀；45、2#a气提装置；46、2#b气提装置；40、穿孔布水管；42、高密度斜管填料；43、a水流分区导向板；44、b水流分区导向板；47、出水渠；471、出水管；5、设备控制室；51、曝气风机；52、PLC控制装置；53、紫外消毒设备；54、管道增压泵；55、全自动过滤罐；48、浮渣自动清除装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的连续交替式MBBR污水处理方法，采用连续交替式MBBR污水处理设备对污水进行处理。图1为本发明连续交替式MBBR污水处理方法的示意图。参考图1所示，处理方法包括：
S101、对污水进行预处理，去除污水中的颗粒性悬浮性杂质，并对污水的水质和水量进行均衡处理。
S102、利用污水提升泵将经过预处理后的污水均匀地提升至连续交替式MBBR污水处理设备中，并对污水进行有效的降解处理。
S103、利用MBBR污水处理设备的厌氧、缺氧、好氧连续交替运行所形成的空间环境中，对经过两次处理的污水进行厌氧释磷、同步反硝化和硝化处理，去除污水中的有机物、氮氧化物和磷酸盐，得到污水和活性污泥微生物的混合溶液。
S104、将污水和活性污泥微生物的混合溶液进行泥水分离，得到澄清水，并对澄清水进行深度处理和紫外消毒，经消毒后的尾水最终回用于绿化或直接排放至外环境中，实现污水的最终净化处理。
本发明提供一种连续交替式MBBR污水处理设备，用于实施上述所述的连续交替式MBBR污水处理方法，处理设备包括：包括通过过水管路连通的均质室、兼氧室、过渡室、预脱氮室、好氧池、高效沉淀池和设备控制室；设备控制室中设置有紫外消毒设备、管道增压泵、全自动过滤罐、曝气风机和PLC控制装置；
均质室上部设置有进水管路和电磁阀，均质室底部设置有潜水推流器；兼氧室底部设置有穿孔曝气管，预脱氮室底部设置有管式曝气器，好氧池底部设置有橡胶膜片微孔曝气器以及与放空管道连通的放空阀，内部填充有MBBR悬浮性填料；好氧池与兼氧室之间设置有各自相对应的气提装置，气提装置与曝气风机的出气管路系统连接，其各自对应的气提装置的进气端分别设有电磁阀；
高效沉淀池与好氧池上端通过设置有筛网的穿孔布水管相通，其底部分别设置有两个与放空管连通的放空阀，内部设置有高密度斜管填料和两块水流分区导向板；高效沉淀池与预脱氮室之间设置有各自相对应的气提装置，各自对应的气提装置分别于曝气风机的出气管路系统连接，其各自对应的气提装置的进气端分别设有电磁阀；
高效沉淀池上部澄清区出水渠中设置的出水管通过管道与管道增压泵连接，且连接管路中间设置有电磁阀，其管道增压泵出口与全自动过滤罐连接；全自动过滤罐出口与紫外消毒设备连接；高效沉淀池澄清区内部设置有浮渣自动清除装置。
如上所述的连续交替式MBBR污水处理设备中，优选地，所述均质室、预脱氮室、过渡室和兼氧室为独立的双系列结构；所述预脱氮室、过渡室和兼氧室为圆柱形结构。下面将给出具体的实施例。
参考图2-图9所示，本实施例的处理设备包括：A均质室11、B均质室21、a潜水推流器111、b潜水推流器211、A均质室出水管113、B均质室出水管213、A预脱氮室12、B预脱氮室22、a管式曝气器121、b管式曝气器221、A过渡室13、B过渡室23、A兼氧室14、B兼氧室24、a穿孔曝气管141、b穿孔曝气管241、好氧池3、MBBR悬浮填料31、橡胶膜片微孔曝气器32、好氧池放空阀33、1#a气提装置34、1#b气提装置35、高效沉淀池4、高效沉淀池1#放空阀411、高效沉淀池2#放空阀412、2#a气提装置45、2#b气提装置46、穿孔布水管40、高密度斜管填料42、a水流分区导向板43、b水流分区导向板44、出水渠47、出水管471、设备控制室5、曝气风机51、PLC控制装置52、紫外消毒设备53、管道增压泵54、全自动过滤罐55和浮渣自动清除装置48等。
此外，处理设备中还设置有A均质室放空阀、B均质室放空阀、A兼氧室放空阀、B兼氧室放空阀、好氧池放空阀、1#a气提管路电磁阀、1#b气提管路电磁阀、2#a气提管路电磁阀、2#b气提管路电磁阀、出水管道连接电磁阀、排渣管道电磁阀等阀门。
污水处理过程为：
首先，综合生活污水由进水集水井进入到格栅渠中(图中未标出)，经格栅去除大颗粒的悬浮性杂质后，出水自流进入综合调节池(图中未标出)内，进入该池后的污水夹带的某些细小的悬浮性颗粒物将会逐渐沉积在综合调节池底部，污水水质和水量将被均和。此后通过污水提升泵(图中未标出)将污水均匀地提升至连续交替式MBBR污水处理设备中，此后，污水处理设备在52作用下对污水进行处理，其主要工艺流程为：污水进入到A均质室11(B均质室21)中使得污水的水质和水量得到进一步均衡，之后出水连续交替进入到A预脱氮室12(B预脱氮室22)，污水与高效沉淀池4中经2#a气提装置45(2#b气提装置46)分别回流的活性污泥微生物进行反应，该过程主要进行的是厌氧释磷磷过程和同步反硝化过程，其主要原理是：在厌氧/缺氧/好氧连续交替运行所形成的的空间环境中，反硝化细菌通过将NO3-N转化为NO2-N，再逐级将NO2-N最终转化为N2的过程，在此过程中反硝化菌将会消耗掉部分污水中可直接利用的有机碳源作为提供反硝化细菌在反硝化过程中的能量来源。
另外，当污水进入到厌氧环境中后，2#a气提装置45(2#b气提装置46)分别连接的污泥回流装置将高效沉淀池4中沉淀区的活性污泥微生物源源不断的连续交替输送至A预脱氮室12(B预脱氮室22)中，促使兼性厌氧菌将污水中可降解有机物转化为挥发性脂肪酸(VFA)等小分子发酵产物，聚磷菌也将释放菌体内存储的多聚磷酸盐，同时释放能量，其中部分能量供专性好氧聚磷菌在厌氧抑制环境下生存，另一部分能量则专供聚磷菌主动吸收可直接利用碳源如VFA等，并以PHB的形式在菌体内贮存起来。这样，部分有机质在A预脱氮室12(B预脱氮室22)内得到去除。
此后，在下一个交替运行周期内有限的污水在A均质室11(B均质室21)内停留一定时间后，污水随经混合后的4回流污泥一同分别连续交替流经A过渡室13(B过渡室23)进入到A兼氧室14(B兼氧室24)；在该室内，反硝化细菌利用污水中的有机质作为可利用碳源，通过分别与1#a气提装置34(1#b气提装置35)连接的回流硝化液进行充分反应，从而达到脱氮的目的，同时去除部分的有机质，主要原理为：在间歇侧A(B)侧内反硝化细菌利用从好氧池3内回流的硝化液中携带的大量硝酸盐氮，以及污水中剩余的部分可降解有机物(主要是溶解性可快速降解有机物)进行反硝化反应。因为此过程中在一个周期内A(B)侧均会出现某一侧不进污水的情况，在有限碳源补给的前提下，厌氧段内的释磷菌和缺氧段内的反硝化菌将对各自外环境中的有机碳源进行摄取，并在交替运行周期内使厌氧/缺氧环境中的异养微生物经历有规律的“饥饿”过程。当进入到下一周期的交替运行周期时，随着连续性污水的补给，释磷菌、反硝化菌将对外环境中的有机碳源进行超量摄入，以保证其在间歇周期内维持自身代谢所需的基本能量，从而实现去除有机碳和脱氮的过程。
紧接着，混合污水流经至好氧池3内，在此过程中由于好氧池3内填充了高密度的MBBR悬浮填料31，该段内的原有游离态的活性污泥物生物菌落大部分附着在MBBR悬浮填料31的内外表面，随着污水的连续交替进入，其固着态微生物开始大量出现，使得好氧环境内单一的游离态生物群落有机物演变为抗冲击负荷较强的固着态生物膜微生物，极大地丰富了系统中的微生物相，随着曝气作用的连续进行附着有固着态的生物膜微生物的MBBR悬浮填料31载体又以空间游离状态存在于好氧环境中，为该环境中的各类细菌对污染物基质进行充分降解和去除提供了必要的环境条件和空间条件，共同确保外环境中大部分污染物基质被有效处理和降解，剩余的有机碳氧化物将被氧化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，从而实现氮氧化物的有效去除，聚磷菌则在好氧环境中超量地吸收磷酸盐。
此后，污水和活性污泥微生物的混合溶液进入到高效沉淀池4中实现有效的泥水分离的目的，在此过程中，在高密度斜管填料42的作用下混合液中的大多数细小颗粒物将被截留至高效沉淀池4的底部，最终通过PLC控制装置52控制设置在剩余污泥排放管上的排泥电磁阀，以剩余污泥的形式实现系统内磷酸盐的有效去除，部分活性污泥则分别在2#a气提装置45(2#b气提装置46)的作用下实现污泥向A预脱氮室12(B预脱氮室22)的连续交替回流，其澄清水在a水流分区导向板43和b水流分区导向板44的作用下进入到出水渠47中，最终通过连接有管道增压泵54的出水管471将澄清水进一步输送至全自动过滤罐55中进行深度处理，其出水流经至紫外消毒设备53，经消毒后的尾水最终回用于绿化或直接排放至外环境中，由此实现了污水的最终净化处理。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种连续交替式MBBR污水处理方法，其特征在于，采用连续交替式MBBR污水处理设备对污水进行处理；处理方法包括：
对污水进行预处理，去除污水中的颗粒性悬浮性杂质，并对污水的水质和水量进行均衡处理；
利用污水提升泵将经过预处理后的污水均匀地提升至连续交替式MBBR污水处理设备中，并对污水进行有效的降解处理；
利用MBBR污水处理设备的厌氧、缺氧、好氧连续交替运行所形成的空间环境中，对经过两次处理的污水进行厌氧释磷、同步反硝化和硝化处理，去除污水中的有机物、氮氧化物和磷酸盐，得到污水和活性污泥微生物的混合溶液；
将污水和活性污泥微生物的混合溶液进行泥水分离，得到澄清水，并对澄清水进行深度处理和紫外消毒，经消毒后的尾水最终回用于绿化或直接排放至外环境中，实现污水的最终净化处理。
2.一种连续交替式MBBR污水处理设备，其特征在于，用于实施权利要求1所述的连续交替式MBBR污水处理方法，处理设备包括：包括通过过水管路连通的均质室、兼氧室、过渡室、预脱氮室、好氧池、高效沉淀池和设备控制室；设备控制室中设置有紫外消毒设备、管道增压泵、全自动过滤罐、曝气风机和PLC控制装置；
均质室上部设置有进水管路和电磁阀，均质室底部设置有潜水推流器；兼氧室底部设置有穿孔曝气管，预脱氮室底部设置有管式曝气器，好氧池底部设置有橡胶膜片微孔曝气器以及与放空管道连通的放空阀，内部填充有MBBR悬浮性填料；好氧池与兼氧室之间设置有各自相对应的气提装置，气提装置与曝气风机的出气管路系统连接，其各自对应的气提装置的进气端分别设有电磁阀；
高效沉淀池与好氧池上端通过设置有筛网的穿孔布水管相通，其底部分别设置有两个与放空管连通的放空阀，内部设置有高密度斜管填料和两块水流分区导向板；高效沉淀池与预脱氮室之间设置有各自相对应的气提装置，各自对应的气提装置分别于曝气风机的出气管路系统连接，其各自对应的气提装置的进气端分别设有电磁阀；
高效沉淀池上部澄清区出水渠中设置的出水管通过管道与管道增压泵连接，且连接管路中间设置有电磁阀，其管道增压泵出口与全自动过滤罐连接；全自动过滤罐出口与紫外消毒设备连接；高效沉淀池澄清区内部设置有浮渣自动清除装置。
3.根据权利要求2所述的连续交替式MBBR污水处理设备，其特征在于，所述均质室、预脱氮室、过渡室和兼氧室为独立的双系列结构。
4.根据权利要求3所述的连续交替式MBBR污水处理设备，其特征在于，所述预脱氮室、过渡室和兼氧室为圆柱形结构。
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