CN110981086B - 现场自适应mbbr处理装置及应用其的污水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种现场自适应MBBR处理装置及应用其的污水处理方法，涉及水质净化技术领域，其技术方案要点是：包括箱体以及设置于箱体内的曝气装置，所述箱体内设置有若干组曝气引导装置，所述曝气引导装置包括两个倾斜导板，所述倾斜导板的一端倾斜朝下，两个所述倾斜导板的上端相向，MBBR填料从倾斜导板的上端和液面之间经过，两个所述倾斜导板之间形成有导引腔体，两个所述倾斜导板相互背离一侧和箱体的内壁之间分别形成有回流腔体，所述曝气装置包括多根铺设于箱体内底的输气管道、安装在输气管道上的多个曝气盘以及用于为输气管道送气的风机。本发明可提高MBBR技术的应用效果，从而提高污水处理能力。

Description

现场自适应MBBR处理装置及应用其的污水处理方法

技术领域

本发明涉及水质净化技术领域，更具体地说，它涉及一种现场自适应MBBR处理装置及应用其的污水处理方法。

背景技术

为应社会发展和相应政策需求，需要对城镇污水做处理。当前，市面上有多种对城镇污水处理的工艺，其中部分处理方法中会使用MBBR生物工艺。在应用MBBR技术的过程中，随着污水日处理量的提升，面临的最大一个问题是其中填料的使用效果，其对整个污水处理流程存在较大影响。

公告号为CN208561833U的专利-一种一体化MBBR污水处理设备，其技术要点是：包括池体，池体内设有隔板，隔板将池体的内腔分割为MBBR池和沉淀池；MBBR池池底上方设有网格状的曝气平台，曝气平台安装有曝气装置，曝气平台上方设有网格状的拦网，MBBR池填充有MBBR填料，MBBR填料位于曝气平台与拦网之间，MBBR填料为直径5至8厘米的球形，MBBR填料的直径大于曝气平台及拦网的孔径，MBBR池设有进水管；沉淀池池底上方设有沉淀池填料层，沉淀池填料层与MBBR池之间存在间隙，沉淀池填料层靠近MBBR池的一侧设有导流板，导流板与隔板之间形成导流通道；池体内壁于沉淀池填料层上方设有出水堰，出水堰与导流板的位置相对，出水堰设有出水管。

上述内容展示了一种应用MBBR技术做污水处理的方案，其通过在MBBR池中加入一层拦网，使填料分布更均匀，以利于反应器中的微生物的反应，但是其应用于污水日处理量为万吨级环境时，MBBR填料分布广，投放大，导致其使用效果不佳，导致污水处理能力受到干扰，因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种现场自适应MBBR处理装置及应用其的污水处理方法，其可提高MBBR技术的应用效果，从而提高污水处理能力。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种现场自适应MBBR处理装置，包括箱体以及设置于箱体内的曝气装置，所述箱体设置有连通其内腔的进水管、出水管以及排空管，所述箱体内设置有若干组曝气引导装置，所述曝气引导装置包括两个倾斜导板，所述倾斜导板的一端倾斜朝下，两个所述倾斜导板的上端相向，MBBR填料从倾斜导板的上端和液面之间经过，两个所述倾斜导板之间形成有导引腔体，两个所述倾斜导板相互背离一侧和箱体的内壁之间分别形成有回流腔体，所述曝气装置包括多根铺设于箱体内底的输气管道、安装在输气管道上的多个曝气盘以及用于为输气管道送气的风机，所述导引腔体位于曝气盘的上方。

通过采用上述技术方案，使用时，工作人员将污水引入箱体内并使液面高度高于倾斜导板的上端，还将MBBR填料投放至箱体内；后续开启风机，曝气盘送气产生大量气泡，大量气泡向上移动受两个倾斜导板的限制引导作用相互靠拢，并最终从导引腔体的上开口冒出；此时气泡对导引腔体上部的MBBR填料的被搅动分散效果更佳，上部水体也相对更容易被扰动；同时，导引腔体内的水体受气泡作用向上涌动，然后朝向两个回流腔体移动，而回流腔体下部的水体受水压作用又朝向导引腔体流动，从而污水在箱体内形成内循环，尽量保证污水和MBBR填料的能够充分接触，进而水体生化处理效果相更佳。

本发明进一步设置为：所述导引腔体的上方设置有多个安装架和辅助扰动装置，所述辅助扰动装置包括无动力风帽、锥齿轮传动组以及搅拌杆，所述无动力风帽的转轴横置且其和安装架呈转动连接，所述锥齿轮传动组包括同轴固定于无动力风帽转轴的主动锥齿轮和啮合于主动锥齿轮的从动锥齿轮，所述搅拌杆同轴固定于从动锥齿轮且向下伸入箱体的液面下。

通过采用上述技术方案，从导引腔体脱离的气泡在其上方产生风，风带动无动力风帽转动，无动力风帽转动后通过其转轴配合锥齿轮传动组件驱动搅拌杆转动，搅拌杆转动后对箱体内腔上部的水体搅动，从而减小MBBR堆料的问题，并通过对水体搅动，加强其和MBBR填料的接触效果。

本发明进一步设置为：所述回流腔体内连接有多个气动扰流装置，多个所述气动扰流装置沿回流腔体的横向长度排布，所述气动扰流装置包括置于回流腔体内的叶轮和用于驱动叶轮转动的驱动器，所述叶轮的转动平面竖向且转动连接于箱体的侧壁，所述叶轮位于回流腔体下开口的正上方。

通过采用上述技术方案，在污水处理过程中，工作人员可以开启驱动器带动叶轮转动，叶轮转动后一方面对回流腔体内的水体搅动，另一方面其可对曝气盘产生的气泡做牵引引导，以减小其对回流腔体内的水体回流时受到的阻碍。

本发明进一步设置为：所述驱动器包括气动马达，所述输气管道还连通于气动马达的进气端口。

通过采用上述技术方案，叶轮的转动通过气动马达带动，而气动马达通过风机供气驱动，从而可以风机的利用率，毕竟曝气盘的曝气速率等并非一定恒定。

本发明进一步设置为：还包括水质检测装置，所述水质检测装置的采样端置于出水管的进水端侧。

通过采用上述技术方案，在利用本发明处理污水的过程中，其可通过水质检测装置检测箱体中水体的水质情况，以对本发明的污水处理效果做把控；之所以将水质检测装置的采样端置于出水管的进水端侧，是因为排出的水体的水质更能反馈本发明的污水处理效果。

本发明进一步设置为：还包括现场控制装置，所述现场控制装置包括PLC控制器以及分别电信号连接于PLC控制器的变频器和流量调节阀，所述变频器耦接于风机，所述流量调节阀安装于气动马达的供气管路，所述水质检测装置包括氨氮在线分析仪，氨氮在线分析仪的输出端连接于PLC控制器；所述PLC控制器内预设有多个氨氮参考阈值，所述PLC控制器根据水质检测装置的反馈数据和氨氮参考阈值控制变频器和流量调节阀。

通过采用上述技术方案，本发明通过氨氮在线分析仪检测箱体内的水体的水质并反馈至PLC控制器供其做自动控制的参考数据；在工作人员设定好PLC控制器后，其可根据箱体内的水质情况自动控制变频器和流量调节阀，即自动调节曝气速率和叶轮的转动速率，以调节本发明的污水处理能力，改善污水处理能力，从而使用效果相对更佳。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种应用现场自适应MBBR处理装置的污水处理方法，包括：

步骤一、取水，其包括安装构建污水抽送装置从指定区域抽取待处理的污水；

步骤二、初沉淀，其包括构建初级沉淀池，接收提升泵抽送的污水，污水在初级沉淀池中做沉砂；

步骤三、生化处理，其包括构建现场自适应MBBR处理装置，将初次沉淀后的污水导入箱体内；在箱体内投放MBBR填料；

步骤四、二次沉淀，其包括构建二次沉淀池，对生化处理后的污水再次沉淀；

步骤五、磁混澄清，其包括安装磁混凝设备，对二次沉淀后的水体进一步处理；

步骤六、计量排放，其包括构建巴歇尔计量槽接收磁混澄清后的水体，在计量后排放。

通过采用上述技术方案，本发明依次通过沉淀、MBBR生化处理技术、磁混凝技术对污水做净化处理；因为采用了现场自适应MBBR处理装置，所以即便污水处理量相对较大，其处理能力依旧有一定保证，从而污水处理效果相对更佳。

本发明进一步设置为：还包括构建污泥浓缩池收集初沉淀、生化处理和磁混澄清剩余的污泥并进行浓缩处理。

通过采用上述技术方案，本发明通过污泥浓缩池相对及时的收集处理沉淀、生化处理以及磁混凝产生的污泥，防止污泥干扰各步骤的污水处理效果。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、在箱体内设置曝气引导装置对曝气盘产生的大量气泡做汇聚引导，使其扰动导引腔体上部水体和MBBR填料的效果相对更佳，减小MBBR填料的堆料情况，同时提高水体与之接触效果，从而提高污水处理效果；同时，导引腔体内受曝气影响向上涌动的水体后续只能向两个回流腔体上部流动，而回流腔体下部的水体又受水压作用朝向导引腔体移动，从而箱体内形成有内循环，进而可有效提高水体和MBBR填料的接触效果，提高污水处理能力；

2、设置有氨氮在线分析仪检测箱体内污水的水质并反馈数据至PLC控制器做自动化控制的参考数据，从而工作人员只需设定好PLC控制器，其就可根据箱体内污水水质，相对及时的自动化调控本发明的污水处理能力，从而本发明的使用效果相对更佳。

附图说明

图1为本发明的现场自适应MBBR处理装置的整体结构示意图；

图2为本发明的现场自适应MBBR处理装置的纵剖结构示意图；

图3为本发明的现场自适应MBBR处理装置的局部结构示意图，主要用以展示辅助扰动装置、启动扰流装置以及曝气装置的结构；

图4为图2的A部放大示意图；

图5为图3的B部放大示意图；

图6为本发明的实施例二的系统框图，主要用以展示现场控制装置的控制结构。

图中：1、箱体；11、进水管；12、出水管；13、排空管；14、拦网；15、过滤板；2、曝气装置；21、输气管道；22、曝气盘；23、风机；3、曝气引导装置；31、倾斜导板；41、导引腔体；42、回流腔体；5、辅助扰动装置；50、安装架；51、无动力风帽；51a、中轴；52、锥齿轮传动组；521、主动锥齿轮；522、从动锥齿轮；53、搅拌杆；6、气动扰流装置；61、叶轮；62、驱动器；63、传动轴；64、主动轴；7、水质检测装置；8、现场控制装置；81、PLC控制器；82、变频器；83、流量调节阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例一

现场自适应MBBR处理装置，参照图1和图2，包括箱体1、设置于箱体1内的曝气装置2以及曝气引导装置3，其中箱体1可选择碳钢现场焊接（铆接）而成，以长方体状箱体为例，其内腔呈上开口结构。箱体1一侧箱壁固定与之内腔连通的进水管11，与之相对的另一侧箱壁的上部固定与之内腔连通的出水管12；箱体1的下部箱壁还固定有与之内容连通的排空管13。

参照图2和图3，曝气装置2包括多个均匀铺设于箱体1内底面并固定的输气管道21，在输气管道21上均匀安装有多个曝气盘22；箱体1尺寸以L*B*H=15.0*3.2*4.5m为例，曝气盘22可选择直径为260mm的旋混曝气盘；输气管道21汇总于同一管道并连通有风机23，风机23置于箱体1外，其可选择罗茨鼓风机。为方便控制各个输气管道21上还可分别安装适配的阀门。

参照图2，曝气引导装置3包括两个倾斜导板31，倾斜导板31的一端倾斜朝下，而横向至少一端部固定于箱体1的内壁，以实现固定；两个倾斜导板31横向对称且两者的上端相向。在两个倾斜导板31之间形成有导引腔体41；在两个倾斜导板31相互背离侧和箱体1的内壁之间形成有回流腔体42。各个曝气盘22分布于曝气引导装置3的下方。

使用时，箱体1内灌注经过初次沉淀的污水，并使液面位置高于倾斜导板31的上端位置，以避免其阻碍MBBR填料流动；工作人员将MBBR填料置于箱体1的污水中后，开启风机23使得曝气盘22送出气泡做曝气动作；各个曝气盘22送出的气泡向上浮动，在两个在倾斜导板31的导向作用下被朝向两者中间汇聚，此时气泡对导引腔体41上部的水体扰动效果相对更佳，其对MBBR填料的搅动分散效果更佳；同时，此时的水体从导引腔体41的上部朝向两个回流腔体42侧流动，回流腔体42下部的水体补充回导引腔体41的下部，即此时箱体1内的水体形成内循环流动，从而MBBR填料可对各部分水体做更充分接触，利用其处理污水的能力相对更佳。

曝气引导装置3可设置多组；倾斜导板31的倾斜度可选择30-45°。

参照图1，在箱体1内于倾斜导板31的上方还设置有多个拦网14，拦网14在箱体1内腔的上部通过多个筋杆呈横纵均匀分布，其上沿和液面之间的间距要求可供1-3个MBBR填料通过；MBBR填料可选择型号：φ25*15mm。拦网14的设置，可有效防止MBBR填料出现堆料的问题。

参照图1和图2，在导引腔体41的上方设置有安装架50，安装架50采用防腐处理后的金属板材构成，其端部固定于箱体1的箱壁。安装架50可为单杆，其平行于导引腔体41的横向长度。在安装架50上安装有多个辅助扰动装置5，多个辅助扰动装置5沿安装架50的长度方向分布。

参照图2和图4，辅助扰动装置5包括无动力风帽51、锥齿轮传动组52以及搅拌杆53。安装架50呈中空结构，其内腔呈上开口结构且通过螺栓固定上部盖板。无动力风帽51位于安装架50的侧方，其转轴（中轴51a）横置且一端穿入安装架50的内腔。锥齿轮传动组52包括主动锥齿轮521和从动锥齿轮522，主动锥齿轮521同轴固定无动力风帽51的转轴渗入安装架50的一端。搅拌杆53无叶片的一端自下而上的穿入安装架50且其端部同轴固定从动锥齿轮522；从动锥齿轮522啮合于主动锥齿轮521。

随着曝气盘22送出的气泡逐渐从导引腔体41脱离，其产生风，风带动无动力风帽51转动，无动力风帽51的转轴通过锥齿轮传动组52带动搅拌杆53转动。此时只需保证搅拌杆53的下端置于箱体1的污水中，即可对污水和其中MBBR填料做扰动。

参照图2和图5，在回流腔体42内设置有气动扰流装置6，气动扰流装置6包括转动平面为竖平面的叶轮61和驱动器62，其中叶轮61同轴固定有传动轴63，传动轴63转动连接于箱体1的箱壁且垂直穿出箱体1。多个气动扰流装置6可沿回流腔体42的横向长度排布。

为提高驱动器62的利用率，采用同一驱动器62驱动多个叶轮61，为此传动轴63伸出箱体1的一端同轴固定有锥齿轮一；驱动器62通过安装座固定于箱体1的外壁，在其输出轴同轴固定主动轴64，主动轴64上同轴固定啮合锥齿轮一的锥齿轮二。当驱动器62开启时，其驱使多个叶轮61转动，叶轮61转动后，一方面加强对水体的扰动效果，另一方面可引导气泡，平衡回流水体，减小曝气产生的气泡对回流腔体42内的水体循环造成的阻碍。驱动器62、主动轴以及锥齿轮传动结构罩设防护罩，以减小雨水等影响，防护罩固定于箱体1。

为提高曝气装置2的利用率，驱动器62可选择气动马达，气动马达的进气端口通过导气管固定并连通于某一输气管道21或风机23的出气端口。

实施例二

现场自适应MBBR处理装置，参照图1，与实施例一的区别在于：还包括水质检测装置7和现场控制装置8，其中水质检测装置7可选择氨氮在线分析仪，其采样端（探头）置于箱体1的出水管12的进水端侧。

在箱体1内环绕出水管12的进水端侧围设固定有过滤板15，过滤板15上的孔径小于MBBR填料的大小，以防止MBBR填料脱离箱体1。氨氮在线分析仪的采样端可置于多个过滤板15围出的腔体内。

参照图6，现场控制装置8包括PLC控制器81，PLC控制器81电信号连接于氨氮在线分析仪的输出端。在驱动器62（气动马达）的供气管路上安装有电子式的流量调节阀83；为风机23配置适配的变频器82；流量调节阀83和变频器82分别电信号连接于PLC控制器81。

使用时，工作人员可在PLC控制器81内预设多个氨氮参考值，例如：A参考值-12mg/L。当氨氮在线分析仪反馈至PLC控制器81的检测值超出A参考值，则其对应控制变频器82调大风机23的转速，对应控制流量调节阀83增大气动马达的进气速率。PLC控制器81的调节幅度，可由工作人员实际验证获取再输入至PLC控制器81。

实施例三

应用现场自适应MBBR处理装置的污水处理方法，包括：

步骤一、取水，其包括安装构建污水抽送装置从指定区域（河道）抽取待处理的污水；污水抽送装置包括提升泵，提升泵可选择三台，其中两台正常使用一台备用。

步骤二、初沉淀，其包括构建初级沉淀池，接收提升泵抽送的污水；污水在初级沉淀池中做沉砂；在初级沉淀池中可安装浮球液位控制器并将其和提升泵耦接联动，使得液位在达到某一设定高度时，自动停止提升泵。

步骤三、生化处理，其包括构建现场自适应MBBR处理装置，将初次沉淀后的污水导入箱体1内；在箱体1内投放MBBR填料，提高箱体1中生物量和生物种类，提高厌氧和好氧反应效率，对水体做脱氮除磷处理。

步骤四、二次沉淀，其包括构建二次沉淀池，二次沉淀池可选择效率相对更好的竖流式沉淀池；将生化处理后的污水送入竖流式沉淀池处理，以收集生化处理后的剩余污泥；

步骤五、磁混澄清，其包括安装磁混凝设备，对二次沉淀后的水体进一步去除SS、COD和总磷；此时构建的污泥中转池，收集磁种污泥并通过安装磁种回收装置回收磁种，以减小磁种损耗。

步骤六、计量排放，其包括构建巴歇尔计量槽接收磁混澄清后的水体，在计量后排放；巴歇尔计量槽可安装超声波流量计WL-1A1，以做计量工作。

在上述过程中，还可构建污泥浓缩池收集初沉淀、生化处理和磁混澄清剩余的污泥并进行浓缩处理；其中的污泥通过污泥进料泵输送，通过叠螺污泥脱水对污泥做脱水，生成泥饼等待处理。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种现场自适应MBBR处理装置，包括箱体（1）以及设置于箱体（1）内的曝气装置（2），所述箱体（1）设置有连通其内腔的进水管（11）、出水管（12）以及排空管（13），其特征在于：所述箱体（1）内设置有若干组曝气引导装置（3），所述曝气引导装置（3）包括两个倾斜导板（31），所述倾斜导板（31）的一端倾斜朝下，两个所述倾斜导板（31）的上端相向，MBBR填料从倾斜导板（31）的上端和液面之间经过，两个所述倾斜导板（31）之间形成有导引腔体（41），两个所述倾斜导板（31）相互背离一侧和箱体（1）的内壁之间分别形成有回流腔体（42），所述曝气装置（2）包括多根铺设于箱体（1）内底的输气管道（21）、安装在输气管道（21）上的多个曝气盘（22）以及用于为输气管道（21）送气的风机（23），所述导引腔体（41）位于曝气盘（22）的上方；

在箱体（1）内于倾斜导板（31）的上方还设置有多个拦网（14），拦网（14）的上沿和液面之间的间距可供1-3个MBBR填料通过；

所述导引腔体（41）的上方设置有多个安装架（50）和辅助扰动装置（5），所述辅助扰动装置（5）包括无动力风帽（51）、锥齿轮传动组（52）以及搅拌杆（53），所述无动力风帽（51）的转轴横置且其和安装架（50）呈转动连接，所述锥齿轮传动组（52）包括同轴固定于无动力风帽（51）转轴的主动锥齿轮（521）和啮合于主动锥齿轮（521）的从动锥齿轮（522），所述搅拌杆（53）同轴固定于从动锥齿轮（522）且向下伸入箱体（1）的液面下。

2.根据权利要求1所述的现场自适应MBBR处理装置，其特征在于：所述回流腔体（42）内连接有多个气动扰流装置（6），多个所述气动扰流装置沿回流腔体（42）的横向长度排布，所述气动扰流装置（6）包括置于回流腔体（42）内的叶轮（61）和用于驱动叶轮（61）转动的驱动器（62），所述叶轮（61）的转动平面竖向且转动连接于箱体（1）的侧壁，所述叶轮（61）位于回流腔体（42）下开口的正上方。

3.根据权利要求2所述的现场自适应MBBR处理装置，其特征在于：所述驱动器（62）包括气动马达，所述输气管道（21）还连通于气动马达的进气端口。

4.根据权利要求3所述的现场自适应MBBR处理装置，其特征在于：还包括水质检测装置（7），所述水质检测装置（7）的采样端置于出水管（12）的进水端侧。

5.根据权利要求4所述的现场自适应MBBR处理装置，其特征在于：还包括现场控制装置（8），所述现场控制装置（8）包括PLC控制器（81）以及分别电信号连接于PLC控制器（81）的变频器（82）和流量调节阀（83），所述变频器（82）耦接于风机（23），所述流量调节阀（83）安装于气动马达的供气管路，所述水质检测装置（7）包括氨氮在线分析仪，氨氮在线分析仪的输出端连接于PLC控制器（81）；所述PLC控制器（81）内预设有多个氨氮参考阈值，所述PLC控制器（81）根据水质检测装置（7）的反馈数据和氨氮参考阈值控制变频器（82）和流量调节阀（83）。

6.一种应用1-5任一所述现场自适应MBBR处理装置的污水处理方法，其特征在于，包括：

步骤一、取水，其包括安装构建污水抽送装置从指定区域抽取待处理的污水，污水抽送装置包括提升泵；

步骤二、初沉淀，其包括构建初级沉淀池，接收提升泵抽送的污水，污水在初级沉淀池中做沉砂；

步骤三、生化处理，其包括构建现场自适应MBBR处理装置，将初次沉淀后的污水导入箱体（1）内；在箱体（1）内投放MBBR填料；

步骤四、二次沉淀，其包括构建二次沉淀池，对生化处理后的污水再次沉淀；

步骤五、磁混澄清，其包括安装磁混凝设备，对二次沉淀后的水体进一步处理；

步骤六、计量排放，其包括构建巴歇尔计量槽接收磁混澄清后的水体，在计量后排放。

7.根据权利要求6所述的应用现场自适应MBBR处理装置的污水处理方法，其特征在于：还包括构建污泥浓缩池收集初沉淀、生化处理和磁混澄清剩余的污泥并进行浓缩处理。

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