CN109110918A - 一种新型的sbr-mbr污水处理系统及工艺 - Google Patents

一种新型的sbr-mbr污水处理系统及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明的新型的SBR‑MBR污水处理系统，包括SBR反应器、进水泵、抽吸泵、鼓风机、循环泵、膜组件和控制器，特征在于：SBR反应器的进水端设置有隔板，抽吸泵与膜组件的出水端相连接，循环泵经管路将SBR反应器后端的污水抽至进水管路上，控制器连接有碳源添加装置和除磷剂添加装置，碳源添加装置、除磷剂添加装置经加药管线分别入碳源和除磷剂。本发明的污水处理工艺，包括：a).进出水阶段；b).第一曝气阶段；c).缺氧阶段；d).第二曝气阶段；e).沉淀排泥阶段。本发明的新型的污水处理系统及工艺，实现了间歇式曝气污水处理SBR与膜生物反应器MBR的结合，可实现对污水中有机物、氨氮、磷元素的有效去除。

Description

一种新型的SBR-MBR污水处理系统及工艺
技术领域
本发明涉及一种污水处理系统及工艺，更具体的说，尤其涉及一种可有效降解有机物和脱氮除磷的新型的SBR-MBR污水处理系统及工艺。
背景技术
SBR工艺系统的特征是将原污水入流、有机底物降解反应、活性污泥沉淀的泥水分离、处理水排放等各项污水处理过程在统一的序批式反应器内实施并完成。单独采用SBR工艺，SBR反应器的容积利用率较低，并且SBR反应器出水中可能含有上浮的污泥，导致出水浑浊，水质不达标。在SBR反应器中设置膜组件，膜组件实现泥水完成分离，有利于污泥的富集，提高反应器的容积利用率。膜组件将增殖缓慢的微生物（如硝化细菌等）截留在反应器内，保证系统的硝化效果。本发明基于上面所述，提出了一种新型的SBR-MBR污水处理工艺。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种新型的SBR-MBR污水处理系统及工艺。
本发明的新型的SBR-MBR污水处理系统，包括SBR反应器、进水泵、抽吸泵、鼓风机、循环泵、膜组件和控制器，SBR反应器内部为对污水进行净化处理的空腔，SBR反应器中种植有污泥，SBR反应器的底部设置有搅拌器和曝气装置，曝气装置与鼓风机的出风口相连通；SBR反应器的前端、中部和后端分别为进水端、反应区和出水端，进水泵经管路将待净化的污水输送至进水端，膜组件实现污水中水与污泥、微生物的分离；控制器对进水泵、抽吸泵、鼓风机、搅拌器和循环泵的启停状态进行控制；其特征在于：SBR反应器的进水端设置有暂存通入的待净化污水的多个交错分布的隔板，膜组件设置于SBR反应器的出水端，抽吸泵与膜组件的出水端相连接，用于将净化完毕并经膜组件分离后的水分排出；循环泵经管路将SBR反应器后端的污水抽至进水管路上，以便将隔板中暂存的待净化污水排至反应区；控制器连接有碳源添加装置和除磷剂添加装置，碳源添加装置、除磷剂添加装置经加药管线分别向SBR反应器中加入碳源和除磷剂。
本发明的新型的SBR-MBR污水处理系统，包括排泥泵，排泥泵的进口经管线与SBR反应器后端的底部相通，控制器对排泥泵的启停状态进行控制。
本发明的新型的SBR-MBR污水处理系统，所述SBR反应器中设置有对水位进行检测的探头，探头与控制器相连接。
本发明的新型的SBR-MBR污水处理系统的污水处理工艺，其特征在于，通过以下步骤来实现：
a).进出水阶段，控制器控制进水泵和抽吸泵同时运行，在进水泵将待净化污水通入SBR反应器的同时，抽吸泵也将净化完毕并将膜组件分离后的污水抽出；b).第一曝气阶段，控制器停止进水泵、抽吸泵的运行，控制鼓风机、循环泵的运行，循环泵把反应区的污水抽至隔板区，从而使隔板区暂存的污水流入反应区，鼓风机通过SBR反应器底部的曝气装置对进入反应区的污水进行曝气，以使污水与污泥充分接触、混合；第一曝气阶段中，污泥中含有的微生物在好氧条件下充分消耗水中的有机物，并把水中的有机氮、铵态氮在氨化菌、硝化菌的作用下转化为硝态氮；c).缺氧阶段，控制器关闭鼓风机、开启搅拌器和碳源添加装置，并保持循环泵继续运行，反应区进入缺氧状态，搅拌器使污水与污泥充分接触、混合，碳源添加装置向反应区投加碳源，为异养的反硝化菌提供碳源，反硝化菌将硝态氮转化为氮气，实现了污水中有机氮和铵态氮的去除；d).第二曝气阶段，微控制器关闭搅拌器、碳源添加装置的运行，开启鼓风机、除磷剂添加装置，并保持循环泵的继续运行，鼓风机向SBR反应器的反应区进行曝气，使反应区重新恢复至好氧状态；第二曝气阶段，微生物充分降解污水中多余的碳源，由除磷剂添加装置加入的除磷剂与污水中的磷生成沉淀，实现污水中磷元素的去除；e).沉淀排泥阶段，控制器关闭鼓风机、除磷剂添加装置和循环泵的运行，反应区中污泥与污水分离并沉淀在SBR反应器的底部，然后开启排泥泵排出部分污泥。
本发明的新型的SBR-MBR污水处理系统的污水处理工艺，所述控制器通过探头测量SBR反应器中污水的液位，通过对进水泵通入污水的流量控制，始终保持SBR反应器中污水的液位高于膜组件的高度，以确保膜组件的正常运行。
本发明的新型的SBR-MBR污水处理系统的污水处理工艺，所述进出水阶段的持续时间为1～2小时，第一曝气阶段污水在SBR反应器中的反应时间为3～5小时，缺氧阶段污水在SBR反应器中的反应时间为1～2小时，第二曝气阶段的耗时为3～5小时，排泥沉淀阶段的用时为1～2小时；整个SBR-MBR污水处理系统的运行周期为9-16小时。
本发明的有益效果是：本发明的新型的SBR-MBR污水处理系统及工艺，SBR反应器的底部设置有搅拌器和曝气装置，SBR反应器的前端、中部和后端分别为进水端、反应区和出水端，出水端设置有膜组件，使得进水泵可向进水端的隔板区通入带净化的污水，膜组件可将净化后的水与污泥、微生物分离后再经抽吸泵抽出，循环泵实现了反应区和出水端的污水回流至隔板区，以便将暂存的污水排入至反应区进行反应净化。
在微控制器的作用下，通过开启鼓风机可使反应区维持在好氧状态，通过关闭鼓风机开启搅拌器可使反应区维持在厌氧状态，实现了污水处理过程中的好氧、厌氧、好氧的间歇式SBR处理工艺，通过膜组件对污水中污泥、微生物的截留，实现了间歇式曝气污水处理SBR与膜生物反应器MBR的结合，可实现对污水中有机物、氨氮、磷元素的有效去除。
附图说明
图1为本发明的新型的SBR-MBR污水处理系统的原理图。
图中：1进水泵，2隔板，3控制器，4碳源添加装置，5除磷剂添加装置，6搅拌器，7膜组件，8循环泵，9抽吸泵，10鼓风机，11探头，12 SBR反应器，13排泥泵。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，给出了本发明的新型的SBR-MBR污水处理系统的原理图，其由SBR反应器12、进水泵1、抽吸泵9、控制器3、搅拌器6、膜组件7、循环泵8、鼓风机10、碳源添加装置4、除磷剂添加装置5组成，SBR反应器12的内部为对污水进行净化处理的空腔，SBR反应器12的前端、中部和后端分别为进水端、反应区和出水端，SBR反应器12的进水端设置有多个交错分布的隔板2，形成隔板区，隔板区实现对待净化污水的暂存；进水泵1经管路将待净化的污水通入至隔板区。SBR反应器12的出水端设置有膜组件7，膜组件7为膜生物反应器，膜组件7的作用是将水与污水中的微生物、污泥和悬浮物等分离开来，使膜组件7的出水为清水，膜组件7的出水经抽吸泵9抽出。进入SBR反应器12反应区的污水通过厌氧、好氧的交替反应，实现对污水的净化处理。
搅拌器6设置于SBR反应器12的底部，用于在厌氧反应阶段对污水进行搅拌，以实现污水与污泥的充分接触、混合，增加厌氧反应效果。SBR反应器12的底部设置有曝气装置，曝气装置可采用曝气盘，曝气装置与鼓风机10相连接，在第一和第二曝气阶段向反应区中通入空气，通过曝气，不仅可维持反应区处于好氧状态，而且还可实现对污水的搅拌。循环泵8的进水端经管路与SBR反应器12的出水端或反应区相连通，出水端经管路与进水管相通，以便将SBR反应器12中的污水抽至隔板区，将隔板中待处理的污水进入反应区进行反应。排泥泵13经管路与SBR反应器12的底部相通，用于将反应完毕后沉淀下来的部分污泥排出。
所示的碳源添加装置4用于向SBR反应器12中加入碳源，在厌氧反应阶段，由于污水中的有机物在第一好氧阶段基本全部被消耗，需要补入一定的碳源还可维持异养的反硝化菌的反应。除磷剂添加装置5用于向SBR反应器12中加入除磷剂，在第二好氧阶段，需要向反应区加入除磷剂，以使污水中磷酸盐沉淀下来，实现污水中磷元素的去除。控制器3对进水泵1、抽吸泵9、搅拌器6、鼓风机10、循环泵8的启停状态进行控制，也对碳源添加装置4和除磷剂添加装置5的工作状态进行控制。同时，SBR反应器12中还设置有探头11，控制器3通过探头11对SBR反应器中的水位进行检测。
本发明的污水处理工艺，结合了间歇式曝气污水处理工艺SBR与膜生物反应器MBR，以实现对污水较佳的净化效果。间歇式曝气污水处理工艺由进出水阶段、第一曝气阶段、缺氧阶段、第二曝气阶段、沉淀排泥阶段组成，进出水阶段由控制器3控制进水泵1和抽吸泵9来实现，第一曝气阶段由控制器3控制搅拌器6和循环泵8的运行来实现；缺氧阶段由微控制器控制搅拌器6、碳源添加装置4和循环泵8的运行来实现，第二曝气阶段由控制器3控制鼓风机10、除磷剂添加装置5和循环泵8的运行来实现；沉淀排泥阶段由控制器3控制排泥泵13的运行来实现。
进出水阶段，进水并没有直接进入反应区，而是储存在隔板区，保证出水都是反应区的污水；并且进水水量与出水水量相同，以保证液位在同一水平面上，液位的高度高于隔板2的高度，膜组件7的高度应低于隔板200~300mm，从而保证膜组件7能够在SBR反应器中正常运行。
长时间的运转，膜表面产生堵塞，导致膜通量的下降，影响出水水量，从而使反应器内液位上升；沉淀排泥阶段，在排泥的同时，同时会排出部分污水，从而导致液位下降；因此当探头11探测到液位发生变化时，控制器3根据探头11的探测结果，对进水泵1流量进行调节，保证反应器内始终为相对恒定的液位。
本发明的新型的SBR-MBR污水处理系统的污水处理工艺，通过以下步骤来实现：
a).进出水阶段，控制器（2）控制进水泵（1）和抽吸泵（9）同时运行，在进水泵（1）将待净化污水通入SBR反应器的同时，抽吸泵（9）也将净化完毕并将膜组件（7）分离后的污水抽出；
b).第一曝气阶段，控制器（2）停止进水泵（1）、抽吸泵（9）的运行，控制鼓风机（10）、循环泵（8）的运行，循环泵（8）把反应区的污水抽至隔板（2）区，从而使隔板区暂存的污水流入反应区，鼓风机通过SBR反应器底部的曝气装置对进入反应区的污水进行曝气，以使污水与污泥充分接触、混合；
第一曝气阶段中，污泥中含有的微生物在好氧条件下充分消耗水中的有机物，并把水中的有机氮、铵态氮在氨化菌、硝化菌的作用下转化为硝态氮；
c).缺氧阶段，控制器（3）关闭鼓风机（10）、开启搅拌器（6）和碳源添加装置（4），并保持循环泵（8）继续运行，反应区进入缺氧状态，搅拌器使污水与污泥充分接触、混合，碳源添加装置向反应区投加碳源，为异养的反硝化菌提供碳源，反硝化菌将硝态氮转化为氮气，实现了污水中有机氮和铵态氮的去除；
d).第二曝气阶段，微控制器关闭搅拌器（6）、碳源添加装置（4）的运行，开启鼓风机（10）、除磷剂添加装置（5），并保持循环泵（8）的继续运行，鼓风机（10）向SBR反应器（12）的反应区进行曝气，使反应区重新恢复至好氧状态；
第二曝气阶段，微生物充分降解污水中多余的碳源，由除磷剂添加装置（5）加入的除磷剂与污水中的磷生成沉淀，实现污水中磷元素的去除；
e).沉淀排泥阶段，控制器（3）关闭鼓风机（10）、除磷剂添加装置（5）和循环泵（8）的运行，反应区中污泥与污水分离并沉淀在SBR反应器（12）的底部，然后开启排泥泵（13）排出部分污泥。
作为一种典型的反应控制形式，所述进出水阶段的持续时间可为1～2小时，第一曝气阶段污水在SBR反应器中的反应时间可为3～5小时，缺氧阶段污水在SBR反应器中的反应时间可为1～2小时，第二曝气阶段的耗时可为3～5小时，排泥沉淀阶段的用时可为1～2小时，这样，整个SBR-MBR污水处理系统的运行周期约为9-16小时。

Claims (6)

1.一种新型的SBR-MBR污水处理系统，包括SBR反应器（12）、进水泵（1）、抽吸泵（9）、鼓风机（10）、循环泵（8）、膜组件（7）和控制器（3），SBR反应器内部为对污水进行净化处理的空腔，SBR反应器中种植有污泥，SBR反应器的底部设置有搅拌器（6）和曝气装置，曝气装置与鼓风机的出风口相连通；SBR反应器的前端、中部和后端分别为进水端、反应区和出水端，进水泵经管路将待净化的污水输送至进水端，膜组件实现污水中水与污泥、微生物的分离；控制器对进水泵、抽吸泵、鼓风机、搅拌器和循环泵的启停状态进行控制；其特征在于：SBR反应器的进水端设置有暂存通入的待净化污水的多个交错分布的隔板（2），膜组件设置于SBR反应器的出水端，抽吸泵与膜组件的出水端相连接，用于将净化完毕并经膜组件分离后的水分排出；循环泵经管路将SBR反应器后端的污水抽至进水管路上，以便将隔板中暂存的待净化污水排至反应区；控制器连接有碳源添加装置（4）和除磷剂添加装置（5），碳源添加装置、除磷剂添加装置经加药管线分别向SBR反应器中加入碳源和除磷剂。
2.根据权利要求1所述的新型的SBR-MBR污水处理系统，其特征在于：包括排泥泵（13），排泥泵的进口经管线与SBR反应器（13）后端的底部相通，控制器对排泥泵的启停状态进行控制。
3.根据权利要求1或2所述的新型的SBR-MBR污水处理系统，其特征在于：所述SBR反应器（12）中设置有对水位进行检测的探头（11），探头与控制器（3）相连接。
4.一种基于权利要求1所述的新型的SBR-MBR污水处理系统的污水处理工艺，其特征在于，通过以下步骤来实现：
a).进出水阶段，控制器（2）控制进水泵（1）和抽吸泵（9）同时运行，在进水泵（1）将待净化污水通入SBR反应器的同时，抽吸泵（9）也将净化完毕并将膜组件（7）分离后的污水抽出；
b).第一曝气阶段，控制器（2）停止进水泵（1）、抽吸泵（9）的运行，控制鼓风机（10）、循环泵（8）的运行，循环泵（8）把反应区的污水抽至隔板（2）区，从而使隔板区暂存的污水流入反应区，鼓风机通过SBR反应器底部的曝气装置对进入反应区的污水进行曝气，以使污水与污泥充分接触、混合；
第一曝气阶段中，污泥中含有的微生物在好氧条件下充分消耗水中的有机物，并把水中的有机氮、铵态氮在氨化菌、硝化菌的作用下转化为硝态氮；
c).缺氧阶段，控制器（3）关闭鼓风机（10）、开启搅拌器（6）和碳源添加装置（4），并保持循环泵（8）继续运行，反应区进入缺氧状态，搅拌器使污水与污泥充分接触、混合，碳源添加装置向反应区投加碳源，为异养的反硝化菌提供碳源，反硝化菌将硝态氮转化为氮气，实现了污水中有机氮和铵态氮的去除；
d).第二曝气阶段，微控制器关闭搅拌器（6）、碳源添加装置（4）的运行，开启鼓风机（10）、除磷剂添加装置（5），并保持循环泵（8）的继续运行，鼓风机（10）向SBR反应器（12）的反应区进行曝气，使反应区重新恢复至好氧状态；
第二曝气阶段，微生物充分降解污水中多余的碳源，由除磷剂添加装置（5）加入的除磷剂与污水中的磷生成沉淀，实现污水中磷元素的去除；
e).沉淀排泥阶段，控制器（3）关闭鼓风机（10）、除磷剂添加装置（5）和循环泵（8）的运行，反应区中污泥与污水分离并沉淀在SBR反应器（12）的底部，然后开启排泥泵（13）排出部分污泥。
5.根据权利要求4所述的新型的SBR-MBR污水处理系统的污水处理工艺，其特征在于：所述控制器（3）通过探头（11）测量SBR反应器（12）中污水的液位，通过对进水泵（1）通入污水的流量控制，始终保持SBR反应器中污水的液位高于膜组件（7）的高度，以确保膜组件（7）的正常运行。
6.根据权利要求4所述的新型的SBR-MBR污水处理系统的污水处理工艺，其特征在于：所述进出水阶段的持续时间为1～2小时，第一曝气阶段污水在SBR反应器中的反应时间为3～5小时，缺氧阶段污水在SBR反应器中的反应时间为1～2小时，第二曝气阶段的耗时为3～5小时，排泥沉淀阶段的用时为1～2小时；整个SBR-MBR污水处理系统的运行周期为9-16小时。
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