CN111302487A - 一种mbbr耦合氨氧化的一体化净化槽 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，包括卧式壳体，分别开设于卧式壳体上的进水口、出水口，设置于卧式壳体的至少二块主隔板，将卧式壳体分隔成至少三个舱室，主隔板上设置溢流口/过水口使舱室间连通，其特征在于其中至少有一个舱室为厌氧生物滤床区、至少一个舱室为MBBR区，至少一个舱室为厌氧生物膜区，厌氧生物滤床区设置进水口，厌氧生物膜区设置出水口，厌氧生物滤床区内设置有悬浮填料和/或软质填料，MBBR区内设置有曝气装置、MBBR填料和/或MBR生物膜装置以及与厌氧生物滤床区相连的混合液回流装置。厌氧生物滤床区内填充有至少一种生物填料，实现硝化反硝化反应、短程硝化耦合厌氧氨氧化反应、短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，尤其涉及农村污水处理领域。
背景技术
短程硝化-厌氧氨氧化结合方式
① 两段式
两段式特点：互相干扰较少，易于实现短程。若运行稳定，研究表明，脱氮负荷可达11kg/(m3•d)。
1）半短程硝化+厌氧氨氧化：即在一个反应器内出水使得氨氮与亚硝酸盐比值为1:1.32，在进入厌氧氨氧化反应器反应。
2）短程硝化+原水+厌氧氨氧化
② 短程硝化厌氧氨氧化一体化（即短程硝化耦合厌氧氨氧化）：
即在同一反应器内，AOB将部分氨氮氧化成亚硝态氮，与剩余部分氨氮同时作为AnAOB的底物，生成N2的脱氮过程。反应方程式如下：
NH4++1.5O2→NO2-+2H++H2O
NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.13H+→
1.02N2+0.26NO3-+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O
短程硝化耦合厌氧氨氧化特点：造价低，工艺简洁，一般一体化反应器都加填料形成生物膜或培养颗粒污泥。
短程反硝化-厌氧氨氧化结合方式
一体化（即短程反硝化耦合厌氧氨氧化）
即在同一反应器内，反硝化菌将硝态氮还原成亚硝态氮，与氨氮同时作为AnAOB的底物，生成N2的脱氮过程。反应方程式如下（以甲醇为碳源为例）：
3NO3-+CH3OH→3NO2-+CO2+2H2O
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1.02N2+0.26NO3-+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O
现有技术下的农村污水处理技术多采用活性污泥法，微生物菌种在氧气充足的条件下，吸收污水中的有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供给自身的增殖繁衍，使得活性污泥本身得以繁衍增长，污水也得以净化处理，但是，由于农村污水进出水不稳定，进水总氮、氨氮、SS过高，活性污泥无法有效增长，甚至不增长，导致对氨氮、总氮的去除效果不佳。
现在市场急需一种方法来替代活性污泥法处理农村污水，可应用于农村一户至四户家庭中的小型净化槽。
发明内容
本发明的目的是提供一种可在有限的空间内实现硝化反硝化反应、短程硝化耦合厌氧氨氧化反应、短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应等，对污水的SS、COD、氨氮、总氮等进行高效处理，最终真正实现达标排放的MBBR的一体化净化槽。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，包括卧式壳体，分别开设于卧式壳体上的进水口、出水口，设置于卧式壳体的至少两块主隔板，将卧式壳体分隔成至少三个舱室，其特征在于其中至少有一个舱室为厌氧生物滤床区、至少一个舱室为MBBR区，至少一个舱室为厌氧生物膜区，厌氧生物滤床区设置进水口，厌氧生物膜区设置出水口，厌氧生物滤床区内设置有悬浮填料和/或软质填料，MBBR区内设置有曝气装置、MBBR填料和/或MBR生物膜装置、与厌氧生物滤床区相连的混合液回流装置。
作为优选，厌氧生物膜区内填充有至少一种生物填料。
作为优选，进水口连接进水管伸入厌氧生物滤床区底端。
作为优选，混合液回流装置为气提式回流装置，回流管一端伸入MBBR区，另一端伸入厌氧生物滤床区连接进水管。
作为优选，MBBR区内的曝气装置开启时间小于关闭时间，一天24小时内总曝气时间≤18小时。
作为优选，厌氧生物滤床区从下往上设置网隔板分隔3个腔室，依次为一级厌氧室、二级厌氧生物滤床室、第三腔室，所述第三腔室内填充有悬浮填料，悬浮填料悬浮与第三腔室的液面形成隔氧悬浮层。
作为优选，二级厌氧生物滤床室内填充有一块或多块软质填料，填充于二级厌氧生物滤床室内的软质填料整体被上下两块网隔板压紧固定。通过软质填料被网隔板的压紧固定，形成固定生物床区，在有效进行完全厌氧的同时，由于填料不移动，大大提高了其使用寿命。
作为优选，MBBR区内的MBBR填料设置有至少1种，硬质MBBR悬浮填料和/或内置海绵填料块的球形填料和/或内置硬质MBBR填料的球形填料和/或内置束状弹性填料的球形填料。
作为优选，厌氧生物膜区的生物填料为束状弹性填料，所述束状弹性填料通过一体化支架固定。
作为优选，主隔板与卧式壳体底部为一体式注塑成型结构，其中厌氧生物膜区与MBBR区相邻的主隔板底部设有有过水口。
作为优选，MBBR区的曝气装置、混合液回流装置的回流管上均设有带刻度的控制阀。带刻度的控制阀可为现有市场可采购获得的调节控制阀。
作为优选，MBBR区的曝气装置为至少一组。
作为优选，MBBR区的曝气装置通过卧式壳体底部槽包将曝气装置固定。
作为优选，槽包与卧式壳体底部为一体式注塑成型。
（1）本发明的有益效果是 ：在厌氧生物滤床区设置多级厌氧反应区、多种填料，污水首先进入一级厌氧室进行沉淀、完全厌氧反应后，污水上升至二级厌氧生物滤床室，通过内部的氨氧化海绵或其它软质填料，去除SS和部分总氮、氨氮，由于整个腔室采用了大量氨氧化海绵或其它软质填料，并采取网隔半夹紧固定的形式，填料在整个腔室内不会进行位移，形成完全的厌氧状态，并且填料为海绵块，海绵块之间会形成大量的间隙，不易被杂质堵塞，保证污水流态，然后污水上升至三级厌氧室进行进一步厌氧反应后上升至四级厌氧室，由于四级厌氧室内铺满了悬浮填料，保证了三级厌氧室三级厌氧室的密封效果，同时由于这些悬浮填料与上层部分氧气接触，形成限氧条件，部分NH4被需氧氨氧化菌氧化为亚硝酸盐，然后被厌氧氨氧化菌转化为氮气。
（2）在MBBR区设置了2种悬浮填料，一种为挂膜速度快，寿命短的内置海绵填料块的球形填料，一种为硬质MBBR悬浮填料，内置海绵填料块的球形填料挂膜迅速，可在三个月周期内完成挂膜，但使用寿命较短，硬质MBBR悬浮填料的挂膜周期长，但使用寿命较长，使两种填料的挂膜周期和使用周期形成较高的容错率，前期利用海绵填料块的球形填料进行处理，当海绵填料块的球形填料使用寿命结束时，硬质MBBR悬浮填料的挂膜完成，继续进行使用不影响生化反应效果；
（3）在MBBR区设置有独立的两组曝气装置，这些曝气装置上均设置有带刻度的可调节控制阀，通过这些可调节控制阀，不会使曝气装置均匀曝气，会形成多个不规则的曝气区域，实现MBBR区的填料的旋转流动，形成MBBR流化床效果，而且通过设置MBBR区的总曝气时间≤18小时，达到相对厌氧环境，实现短程硝化反硝化反应。
（4）在MBBR区与厌氧生物滤床区之间设置有混合液回流装置，通过将MBBR区的混合液回流至厌氧生物滤床区，可实现短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应，且由于混合液回流装置上设置有带刻度的可调节控制阀，可有效控制回流量。
（5）通过在厌氧生物膜区与MBBR区相邻的主隔板底部设有有过水口，有效保证水流的连续性，不会形成短流，影响污水处理效果。
（6）通过在厌氧生物膜区设置束状弹性填料，并且通过支架固定，整体结构形成固定生物滤床，在进一步厌氧氨氧化去除总氮、氨氮的同时，有效吸附过滤SS。
（7）主隔板与卧式壳体底部为一体式结构，采用一体化注塑成型工艺，一方面保证了卧式壳体各个舱室之间不会形成渗漏，影响处理效果。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：如图1所示，一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，包括卧式壳体1，分别开设于卧式壳体1上的进水口2、出水口3，设置于卧式壳体1的两块主隔板，第一隔板1.1、第二隔板1.2，将卧式壳体1分隔成三个密封舱室，左边第一舱室4为厌氧生物滤床区、中间第二舱室5为MBBR区，右边第三舱室6为厌氧生物膜区，厌氧生物滤床区近顶端设置进水口2，进水口2连接进水管2.1伸入厌氧生物滤床区底端，厌氧生物膜区近顶端设置有出水口3，第一舱室4从下往上设置两块网隔板7分隔成3个腔室，依次为一级厌氧室4.1、二级厌氧生物滤床室4.2、第三腔室4.3，二级厌氧生物滤床室4.2内填充有不规则海绵填料8，不规则海绵填料8整体被上下两块网隔板7压紧固定，所述第三腔室4.3内填充有悬浮宇宙球9，悬浮宇宙球9悬浮于第三腔室4.3的液面形成隔氧悬浮层。进水管2.1末端位于一级厌氧室4.1内，第一隔板1.1近顶端开设有溢流口1.1.1，溢流口1.1.1位于第三腔室4.3，第二舱室5内的MBBR填料设置有2种，一种为硬质MBBR悬浮填料10、另一种为内置海绵填料块的球形悬浮填料11，第二舱室5设置有曝气装置12、混合液回流装置13，曝气装置12包括曝气管道12.1以及于曝气管道12.1连接的风机12.2，曝气管道12.1设置为两组，曝气管道通过卧式壳体底部槽包15固定。每组曝气管道12.1上均单独设置有刻度的控制阀12.3，混合液回流装置13包括回流管13.1和风机12.2，回流管13.1上单独设置有刻度的控制阀12.3，回流管13.1一端伸入MBBR区，另一端伸入厌氧生物滤床区连接进水管2.1, 第二隔板1.2底端开设有过水1.2.1，第三舱室6的生物填料为束状弹性填料14，所述束状弹性填料14通过支架固定。
实施例2，如图2所示，一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，包括卧式壳体1，分别开设于卧式壳体1上的进水口2、出水口3，设置于卧式壳体1的三块主隔板，第一隔板1.1、第二隔板1.2、第三隔板1.3将卧式壳体1分隔成四个密封舱室，左边第一舱室4为厌氧生物滤床区、中间第二舱室5为厌氧生物膜1区，中间第三舱室6为MBBR区，右边第四舱室7为厌氧生物膜2区，厌氧生物滤床区近顶端设置进水口2，进水口2连接进水管2.1伸入厌氧生物滤床区底端，厌氧生物膜2区近顶端设置有出水口3，第一舱室4从下往上设置两块网隔板8分隔成3个腔室，依次为一级厌氧室4.1、二级厌氧生物滤床室4.2、第三腔室4.3，二级厌氧生物滤床室4.2内填充有不规则海绵填料9，不规则海绵填料9整体被上下两块网隔板8压紧固定，所述第三腔室4.3内填充有悬浮宇宙球10，悬浮宇宙球10悬浮于第三腔室4.3的液面形成隔氧悬浮层。进水管2.1末端位于一级厌氧室4.1内，第一隔板1.1近顶端开设有溢流口1.1.1，溢流口1.1.1位于第三腔室4.3，第三舱室6内的MBBR填料设置有2种，一种为硬质MBBR悬浮填料11、另一种为内置海绵填料块的球形悬浮填料12，第三舱室6设置有曝气装置13、混合液回流装置14，曝气装置13包括曝气管道13.1以及于曝气管道13.1连接的风机13.2，曝气管道13.1设置为一组，曝气管道通过卧式壳体底部槽包16固定。曝气管道13.1上均单独设置有刻度的控制阀13.3，混合液回流装置14包括回流管14.1和风机13.2，回流管14.1上单独设置有刻度的控制阀13.3，回流管14.1一端伸入MBBR区，另一端伸入厌氧生物滤床区连接进水管2.1, 第二隔板1.2近顶端开设有溢流口1.2.1，第三隔板1.3底端开设有过水口1.3.1，第二舱室5、第四舱室7的生物填料为束状弹性填料15，所述束状弹性填料15通过支架固定。
本发明通过设置多级厌氧反应区、多种氨氧化填料，污水在厌氧生物滤床区可进行充分的厌氧氨氧化反应，污水流入MBBR区通过短暂的好氧曝气反应，进行短程硝化反硝化反应，部分混合液通过MBBR区与厌氧生物滤床区之间的混合液回流装置回流至厌氧生物滤床区，进行短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应，部分混合液流入厌氧生物膜区，通过厌氧生物膜区内的束状弹性填料进一步进行厌氧氨氧化反应，去除总氮、氨氮，且束状弹性填料形成的生物滤床具有很好的去除SS的效果，最终这些处理后的污水通过出水管直接排出或进入下一道处理工序。
本实施例进行运行时，MBBR区内的曝气装置开启时间小于关闭时间，一天24小时内总曝气时间≤18小时。
上述实施例1中，主隔板1.1、1.2可与卧式壳体1一体化注塑成型也可与卧式壳体1分体插接。
上述实施例2中，主隔板1.1、1.2、1.3可与卧式壳体1一体化注塑成型也可与卧式壳体1分体插接。
本发明的技术关键在于改变现有市面上利用活性污泥法处理农村污水的思路，采用全程厌氧厌氧氨氧化反应来处理农村污水，在有限的空间内制造最适合厌氧反应的条件，实现一级硝化反硝化反应、二级短程硝化耦合厌氧氨氧化反应、三级短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应，从而适应农村污水进出水不稳定，进水总氮、氨氮、SS过高，活性污泥无法有效增长，甚至不增长，导致对氨氮、总氮的去除效果不佳的问题。
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做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。
Claims (12)
1.一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，包括卧式壳体，分别开设于卧式壳体上的进水口、出水口，设置于卧式壳体的至少二块主隔板，将卧式壳体分隔成至少三个舱室，主隔板上设置溢流口/过水口使舱室间连通，其特征在于其中至少有一个舱室为厌氧生物滤床区、至少一个舱室为MBBR区，至少一个舱室为厌氧生物膜区，厌氧生物滤床区设置进水口，厌氧生物膜区设置出水口，厌氧生物滤床区内设置有悬浮填料和/或软质填料，MBBR区内设置有曝气装置、MBBR填料和/或MBR生物膜装置以及与厌氧生物滤床区相连的混合液回流装置。
2.根据权利要求1所述的一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，其特征在于，厌氧生物膜区内填充有至少一种生物填料。
3.根据权利要求1所述的一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，其特征在于，进水口连接进水管伸入厌氧生物滤床区底端。
4.根据权利要求3所述的一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，其特征在于，混合液回流装置为气提式回流装置，回流管一端伸入MBBR区，另一端伸入厌氧生物滤床区连接进水管。
5.根据权利要求1所述的一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，其特征在于，MBBR区内的曝气装置开启时间小于关闭时间，一天24小时内总曝气时间≤18小时。
6.根据权利要求1所述的一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，其特征在于，厌氧生物滤床区从下往上设置网隔板分隔3个腔室，依次为一级厌氧室、二级厌氧生物滤床室、第三腔室，所述第三腔室内填充有悬浮填料，悬浮填料悬浮与第三腔室的液面形成隔氧悬浮层。
7.根据权利要求6所述的一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，其特征在于，二级厌氧生物滤床室内填充有一块或多块软质填料，填充于二级厌氧生物滤床室内的软质填料整体被上下两块网隔板压紧固定，形成固定生物床区。
8.根据权利要求1所述的一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，其特征在于，MBBR区内的MBBR填料设置有至少1种，硬质MBBR悬浮填料和/或内置海绵填料块的球形填料和/或内置硬质MBBR填料的球形填料和/或内置束状弹性填料的球形填料。
9.根据权利要求1所述的一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，其特征在于，厌氧生物膜区的生物填料为束状弹性填料，所述束状弹性填料通过一体化支架固定。
10.根据权利要求1所述的一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，其特征在于，主隔板与卧式壳体底部为一体式注塑成型结构，其中厌氧生物膜区与MBBR区相邻的主隔板底部设有有过水口。
11.根据权利要求1所述的一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，其特征在于，MBBR区的曝气装置、混合液回流装置的回流管上均设有带刻度的控制阀。
12.根据权利要求1所述的一种MBBR耦合氨氧化的一体化净化槽，其特征在于，MBBR区的曝气装置通过卧式壳体底部槽包将曝气装置固定。
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