CN110104910A - 一种基于mbbr工艺的污水处理技术方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法。本发明通过依次设置厌氧区、第一缺氧区、第二缺氧区、絮凝区、沉淀区、生物膜区以及排水区，并在厌氧区、第一缺氧区、第二缺氧区以及生物膜区独立设置三种悬浮载体的方式，达到MBBR工艺有效处理污水的效果。本发明具有厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体分别用于形成厌氧、缺氧以及好氧菌群生物膜的效果好，三种生物膜附着力强、菌群数量多，适用于三种不同生物膜处理方式，以及载体自身悬浮效果好，流化加生物膜整体污水处理效果显著的优点，使得污水处理后可以达到地表准IV类水的要求。

Description

一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法。
背景技术
MBBR工艺，即移动床生物膜反应器，指的是在悬浮载体上形成生物膜并用于污水处理，其中悬浮方式具有流化床方式的效果，生物膜形式则达到生物接触氧化方式的处理效果，因此MBBR工艺兼具上述两种现有方式，可以大大降低污水中的COD、氨氮、TN以及TP。
但是另一方面，现有MBBR工艺中厌氧区、缺氧区以及好氧区的悬浮载体都只有一种，即一种载体从头用到尾，虽然厌氧菌群、缺氧菌群以及好氧菌群在载体上附着生长的位置略有不同，但还是会存在悬浮载体对厌氧菌群、缺氧菌群以及好氧菌群三者不能兼顾，最终导致因为不同菌群之间特性差异而使得三类生物膜中出现附着力弱以及菌群数量少的问题。
专利公开号为CN105129989A，公开日为2015.12.09的中国发明专利公开了一种处理城市污水的MBBR工艺方法，其步骤为：经过一级处理的城市污水去除了污水中的悬浮物和部分有机物，而后通过进水池依次进入MBBR系统的厌氧区、好氧区和缺氧区，并由缺氧区进入二沉池；MBBR生物处理系统好氧区内悬浮的载体表面附着着硝化细菌。
但是该发明专利中的MBBR工艺方法存在生物膜处理效果差的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法，其能通过依次设置厌氧区、第一缺氧区、第二缺氧区、絮凝区、沉淀区、生物膜区以及排水区，并在厌氧区、第一缺氧区、第二缺氧区以及生物膜区独立设置三种悬浮载体的方式，达到MBBR工艺有效处理污水的效果。本发明具有厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体分别用于形成厌氧、缺氧以及好氧菌群生物膜的效果好，三种生物膜附着力强、菌群数量多，适用于三种不同生物膜处理方式，以及载体自身悬浮效果好，流化加生物膜整体污水处理效果显著的优点，使得污水处理后可以达到地表准IV类水的要求。
本发明解决上述问题采用的技术方案是：一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法，依次包括以下步骤：
S1、按照污水流向依次连接厌氧区、第一缺氧区、第二缺氧区、絮凝区、沉淀区、生物膜区以及排水区；
S2、在所述沉淀区上设置污泥排出管，以及与所述第一缺氧区连接的第一污泥回流管，在所述排水区上设置与所述第一缺氧区连接的硝化液回流管，在所述第二缺氧区上设置与所述厌氧区连接的第二污泥回流管；
S3，在所述生物膜区内设置拦截滤网，在所述排水区设置超滤膜；
S4、将待处理污水依次通入厌氧区、第一缺氧区、第二缺氧区、絮凝区以及沉淀区，所述絮凝区中添加絮凝剂，所述第一污泥回流管通过水泵向所述第一缺氧区回流污泥，所述第二污泥回流管通过水泵向所述厌氧区回流污泥，再依次所述生物膜区以及排水区，依次经过生物膜和超滤膜处理后达标排放，硝化液回流管通过水泵向所述第一缺氧区回流硝化液，
所述厌氧区内设有厌氧载体，所述第一缺氧区以及第二缺氧区内设有缺氧载体，所述生物膜区内设有好氧载体，所述厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体的材料为聚氨酯架构复合材料。
进一步优选的技术方案在于：所述聚氨酯架构复合材料的比表面积为20000-35000m2/m3，生物膜量为2000-25000mg/L，反应区投配比为10-15%，挂膜时间为7d，吸水性为自重的500-650%，所述厌氧区、第一缺氧区、第二缺氧区以及生物膜未搅拌、未曝气条件下所述厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体的流化度为90-95%。
进一步优选的技术方案在于：所述厌氧区、第一缺氧区以及第二缺氧区内设有搅拌器，所述生物膜区内设有第一曝气器，曝气量为35-40L/h，pH为6.8-7.0，水温为26-28℃，所述好氧载体的流化度为96-98%。
进一步优选的技术方案在于：所述超滤膜的膜通量为30-32L/m2/h，所述排水区内设有第二曝气器，曝气量为10-15L/h。
进一步优选的技术方案在于：所述生物膜区的污泥浓度为所述厌氧区污泥浓度的5-10%。
进一步优选的技术方案在于：所述厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体的填充率为60-75%。
进一步优选的技术方案在于所述厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体均包括按重量计的以下各组分：聚酯型聚氨酯50-65份、聚乳酸15-18份、聚乙二醇2-6份、硅藻土2-3.5份、氧化铝3-6份、壳聚糖1-3份、木质素4-7份、氧化石墨烯1-2份，以及2.5-4.5份碳酸氢铵。
进一步优选的技术方案在于：所述厌氧载体中所述碳酸氢铵的重量份数为2.5-3.2份，所述缺氧载体中所述碳酸氢铵的重量份数为2.8-3.8份，所述好氧载体中所述碳酸氢铵的重量份数为3.3-4.5份，以用于对应厌氧菌群、缺氧菌群以及好氧菌群自身不同的电荷数。
进一步优选的技术方案在于：所述絮凝剂包括聚合氯化铝，以及用于对所述生物膜区中整体电荷进行补充的电荷补偿剂。
进一步优选的技术方案在于：所述电荷补偿剂为氯化锂或氯化钾中的一种或两种混合物。
本发明具有厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体分别用于形成厌氧、缺氧以及好氧菌群生物膜的效果好，三种生物膜附着力强、菌群数量多，适用于三种不同生物膜处理方式，以及载体自身悬浮效果好，流化加生物膜整体污水处理效果显著的优点，使得污水处理后可以达到地表准IV类水的要求。
附图说明
图1为本发明中污水处理技术方法的流程图。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定。
实施例：如附图1所示，一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法，依次包括以下步骤：
S1、按照污水流向依次连接厌氧区、第一缺氧区、第二缺氧区、絮凝区、沉淀区、生物膜区以及排水区；
S2、在所述沉淀区上设置污泥排出管，以及与所述第一缺氧区连接的第一污泥回流管，在所述排水区上设置与所述第一缺氧区连接的硝化液回流管，在所述第二缺氧区上设置与所述厌氧区连接的第二污泥回流管；
S3，在所述生物膜区内设置拦截滤网，在所述排水区设置超滤膜；
S4、将待处理污水依次通入厌氧区、第一缺氧区、第二缺氧区、絮凝区以及沉淀区，所述絮凝区中添加絮凝剂，所述第一污泥回流管通过水泵向所述第一缺氧区回流污泥，所述第二污泥回流管通过水泵向所述厌氧区回流污泥，再依次所述生物膜区以及排水区，依次经过生物膜和超滤膜处理后达标排放，硝化液回流管通过水泵向所述第一缺氧区回流硝化液，
所述厌氧区内设有厌氧载体，所述第一缺氧区以及第二缺氧区内设有缺氧载体，所述生物膜区内设有好氧载体，所述厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体的材料为聚氨酯架构复合材料。
现有技术中，厌氧区、缺氧区以及好氧区只用到一种载体，并且通过厌氧和缺氧菌群设置在载体内部，外部则设置好氧菌群的方式来一定程度地提高生物膜的附着力和生物膜的量，但是该方式下附着力和生物膜量这两个数值还是太低，不能满足COD、氨氮、TN以及TP这四个指标的高强度处理要求，而所述厌氧区、第一缺氧区以及第二缺氧区与所述生物膜区一样，也设有拦截滤网，用于保证携带不同菌种生物膜的载体不会混合。
另一方面，所述聚氨酯架构复合材料不同于现有的PE或PP载体，其具有载体特性更强，更适合菌群附着生成生物膜的优点。
其次，所述厌氧区、第一缺氧区、第二缺氧区以及生物膜区，再加所述第一污泥回流管以及第二污泥回流管的回流设置，使得本实施例在AAO法的基础上结合MBBR工艺，保证基本的污水处理效果，使得处理后的污水在COD、氨氮、TN以及TP这四个指标上具有基础的减少降低效果。
所述聚氨酯架构复合材料的比表面积为20000-35000m2/m3，生物膜量为2000-25000mg/L，反应区投配比为10-15%，挂膜时间为7d，吸水性为自重的500-650%，所述厌氧区、第一缺氧区、第二缺氧区以及生物膜未搅拌、未曝气条件下所述厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体的流化度为90-95%。
现有技术中的PE和PP载体，其比表面积为700-2000 m2/m3，生物膜量为4000-7000mg/L，投配比需要达到40-70%，因此不能较好地满足较高的污水处理效果，而本申请中所述聚氨酯架构复合材料的载体其具有比表面积大、形成的生物膜量多，以及所需的投配比小的多重优点，而且还具有亲水性强、以及载体自身电荷大小方便调节的优点，可以更进一步地结合所带电荷不同的所述厌氧菌群、缺氧菌群以及好氧菌群，最终达到三类菌群各自针对性的吸附能力强的优点。
所述厌氧区、第一缺氧区以及第二缺氧区内设有搅拌器，所述生物膜区内设有第一曝气器，曝气量为35-40L/h，pH为6.8-7.0，水温为26-28℃，所述好氧载体的流化度为96-98%。
在本实施例中，所述pH数值受到所述厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体这三种载体的电荷数影响，因此所述生物膜区内的所述好氧载体需要进行电荷数的针对性调整，以使得好氧菌群处于最优的好氧处理pH范围内。
所述超滤膜的膜通量为30-32L/m2/h，所述排水区内设有第二曝气器，曝气量为10-15L/h。
所述生物膜区的污泥浓度为所述厌氧区污泥浓度的5-10%。
所述厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体的填充率为60-75%。
在本实施例中，通过三种菌群各自的预先挂膜操作，使得填充率稳定并保持在60-75%。
所述厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体均包括按重量计的以下各组分：聚酯型聚氨酯50-65份、聚乳酸15-18份、聚乙二醇2-6份、硅藻土2-3.5份、氧化铝3-6份、壳聚糖1-3份、木质素4-7份、氧化石墨烯1-2份，以及2.5-4.5份碳酸氢铵。所述厌氧载体中所述碳酸氢铵的重量份数为2.5-3.2份，所述缺氧载体中所述碳酸氢铵的重量份数为2.8-3.8份，所述好氧载体中所述碳酸氢铵的重量份数为3.3-4.5份，以用于对应厌氧菌群、缺氧菌群以及好氧菌群自身不同的电荷数。
在本实施例中，所述聚酯型聚氨酯以及聚乳酸、聚乙二醇和硅藻土，保证载体基本的附着效果，使得三种菌群可以稳定附着形成生物膜，而所述氧化铝、壳聚糖、木质素以及氧化石墨烯作为载体性能优化的辅助剂，用于保证载体具有面对三种菌群的普遍的高附着力、高流化度以及高比表面积，而最终的所述碳酸氢铵则用于调节载体自身电荷，以使得与三种菌群不同的电荷相匹配。
所述絮凝剂包括聚合氯化铝，以及用于对所述生物膜区中整体电荷进行补充的电荷补偿剂。所述电荷补偿剂为氯化锂或氯化钾中的一种或两种混合物。
在本实施例中，所述电荷补偿剂之所以不直接加到所述好氧载体内的原因是避免所述氯化锂或氯化钾影响所述氧化石墨烯之间的分散效果，避免所述氯化锂或氯化钾电离强度过高而降低所述氧化石墨烯在载体制备混合时的分散效果，当所述氧化石墨烯添加并制成载体实物后，就没有所述氯化锂或氯化钾的电离影响了。
最后的，所述厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体制备成型后带有不同的电荷数值，与厌氧菌群、缺氧菌群以及好氧菌群自身的电荷数一一对应，保证相对应的菌群大量、高强度的附着效果，保证生物膜对COD、氨氮、TN以及TP的各自处理效果，其中厌氧菌群用于除TP，缺氧菌群用于除TN，好氧菌群用于除COD和氨氮。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种修改。这些都是不具有创造性的修改，只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法，其特征在于依次包括以下步骤：
S1、按照污水流向依次连接厌氧区、第一缺氧区、第二缺氧区、絮凝区、沉淀区、生物膜区以及排水区；
S2、在所述沉淀区上设置污泥排出管，以及与所述第一缺氧区连接的第一污泥回流管，在所述排水区上设置与所述第一缺氧区连接的硝化液回流管，在所述第二缺氧区上设置与所述厌氧区连接的第二污泥回流管；
S3，在所述生物膜区内设置拦截滤网，在所述排水区设置超滤膜；
S4、将待处理污水依次通入厌氧区、第一缺氧区、第二缺氧区、絮凝区以及沉淀区，所述絮凝区中添加絮凝剂，所述第一污泥回流管通过水泵向所述第一缺氧区回流污泥，所述第二污泥回流管通过水泵向所述厌氧区回流污泥，再依次所述生物膜区以及排水区，依次经过生物膜和超滤膜处理后达标排放，硝化液回流管通过水泵向所述第一缺氧区回流硝化液，
所述厌氧区内设有厌氧载体，所述第一缺氧区以及第二缺氧区内设有缺氧载体，所述生物膜区内设有好氧载体，所述厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体的材料为聚氨酯架构复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法，其特征在于：所述聚氨酯架构复合材料的比表面积为20000-35000m2/m3，生物膜量为2000-25000mg/L，反应区投配比为10-15%，挂膜时间为7d，吸水性为自重的500-650%，所述厌氧区、第一缺氧区、第二缺氧区以及生物膜未搅拌、未曝气条件下所述厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体的流化度为90-95%。
3.根据权利要求1所述的一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法，其特征在于：所述厌氧区、第一缺氧区以及第二缺氧区内设有搅拌器，所述生物膜区内设有第一曝气器，曝气量为35-40L/h，pH为6.8-7.0，水温为26-28℃，所述好氧载体的流化度为96-98%。
4.根据权利要求1所述的一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法，其特征在于：所述超滤膜的膜通量为30-32L/m2/h，所述排水区内设有第二曝气器，曝气量为10-15L/h。
5.根据权利要求1所述的一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法，其特征在于：所述生物膜区的污泥浓度为所述厌氧区污泥浓度的5-10%。
6.根据权利要求1所述的一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法，其特征在于：所述厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体的填充率为60-75%。
7.根据权利要求1所述的一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法，其特征在于所述厌氧载体、缺氧载体以及好氧载体均包括按重量计的以下各组分：聚酯型聚氨酯50-65份、聚乳酸15-18份、聚乙二醇2-6份、硅藻土2-3.5份、氧化铝3-6份、壳聚糖1-3份、木质素4-7份、氧化石墨烯1-2份，以及2.5-4.5份碳酸氢铵。
8.根据权利要求1所述的一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法，其特征在于：所述厌氧载体中所述碳酸氢铵的重量份数为2.5-3.2份，所述缺氧载体中所述碳酸氢铵的重量份数为2.8-3.8份，所述好氧载体中所述碳酸氢铵的重量份数为3.3-4.5份，以用于对应厌氧菌群、缺氧菌群以及好氧菌群自身不同的电荷数。
9.根据权利要求8所述的一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法，其特征在于：所述絮凝剂包括聚合氯化铝，以及用于对所述生物膜区中整体电荷进行补充的电荷补偿剂。
10.根据权利要求9所述的一种基于MBBR工艺的污水处理技术方法，其特征在于：所述电荷补偿剂为氯化锂或氯化钾中的一种或两种混合物。
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