CN111606505A - 一种微纳米气泡与膜生物反应器相结合的污水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微纳米气泡与膜生物反应器相结合的污水处理设备，属于污水处理设备技术领域。它包括调节池、一体化污水处理器、消毒单元，所述一体化污水处理器沿污水处理流向依次设有缺氧区、第一好氧区、第二好氧区、MBR区，还包括微纳米气泡发生器、微纳米气泡曝气器。第一好氧区、第二好氧区底部设有微纳米气泡曝气器，微纳米气泡与膜生物反应器相结合，提升了一体化污水处理器的处理性能，缩短了水力停留时间，节约了占地面积，是一个低能耗、高效率的村镇生活污水处理工艺，不仅能够提高氮、磷等指标的去除率，还能够提高污水的可生化性，提高对难降解污染物的分解能力，保证污水达标排放。

Description

一种微纳米气泡与膜生物反应器相结合的污水处理设备

技术领域

本发明涉及一种微纳米气泡与膜生物反应器相结合的污水处理设备，属于污水处理设备技术领域。

背景技术

随着我国人口的快速增长及工业的加速发展，水环境污染问题成为越来越严重的全球性问题。在此期间由于城乡发展不平衡，我国农村生活污水处理得到的关注，以及获得的相应资金投入都较少。当前中国是世界上最大的发展中国家，乡镇规模和数量正在急剧扩大。村镇生活污水处理设施和居民意识的相应发展并未跟上。据统计，有95％以上未经治理的生活污水和粪便污水直接排入自然水体，对当地水源、地下水源和周围环境造成严重污染，水资源状况严重恶化。对于农村居民分布散，污水水质水量不稳定，点多、收集困难等情况，若像处理城市污水一样采用集中式处理方案，会造成管网投资大，建造难等问题。近年来一种采用分散式一体化污水处理设备发展迅速，以其为核心构建成一个小小的污水处理基站，适合用于农村污水处理，其具有抗冲击负荷能力强、占地面积小、建设及维护简单方便、运行成本低等优点。

同时我国对污水处理厂的排放标准也愈发严格，也有越来越多的污水处理厂响应国家号召，将排放标准由原先《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级B标准提升为一级A标准或者更高标准。因此，原有的处理工艺单元很多都无法满足提标要求，对于适用于处理农村污水的一体化设备也是如此，同样也需要不断改进与优化，以提高污水处理能力。

膜生物反应器(MBR)是目前最有前途的废水处理新技术之一，该装置主要运用MBR技术对反应池内含泥污水进行过滤，实现泥水分离，同时活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解，强化系统好氧条件下的生化功能。膜生物反应器(MBR)工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能，且出水相对稳定、清澈。但是，目前膜生物反应器对氧的利用率有待提高，氧的利用率提高后，不仅可以提高水体中的生物量和生物活性，还能够增加污水中溶解性有机物含量，大大提升了污水的可生化性，增加一体化污水处理设备在降解难降解有机物方面的优势。

因此，为了进一步提高污水处理设备的排放标准，设计一种微纳米气泡与膜生物反应器(MBR)相结合的污水处理设备，将微纳米气泡与MBR设备相结合，进一步提高对污水处理的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种微纳米气泡与膜生物反应器相结合的污水处理设备，它解决了目前膜生物反应器污水处理设备氧利用率有待提高的问题。

本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

一种微纳米气泡与膜生物反应器相结合的污水处理设备，它包括调节池、一体化污水处理器、消毒单元，所述一体化污水处理器沿污水处理流向依次设有缺氧区、第一好氧区、第二好氧区、MBR区，还包括微纳米气泡发生器、微纳米气泡曝气器；

所述调节池通过水管和抽水泵接入缺氧区底部，缺氧区溢流接入第一好氧区底部，第一好氧区溢流接入第二好氧区底部，第二好氧区溢流接入MBR区底部，MBR区内部设有MBR膜组件，MBR膜组件的上出水管接入消毒单元；

所述第一好氧区、第二好氧区底部设有微纳米气泡曝气器，微纳米气泡曝气器与微纳米气泡发生器连接；

所述微纳米气泡发生器还与MBR膜组件的底部的曝气管连接。

作为优选实例，所述MBR区底部通过污泥泵和管道回流接入缺氧区。

微纳米气泡通常是指水体中大小在十至几十微米的微米气泡与大小在数百纳米以下的纳米气泡的混合气泡。微纳米气泡由于尺寸小、比表面积大上升速率小及吸附效率高等优点得到了广泛的发展和应用。在污水处理的应用中，微纳米气泡多与混凝工艺联用，对悬浮污染物质及油类污染物质有良好的去除效果，对COD、氨氮及总氮等也有不错的降解能力；由于其具备自增氧、带负电荷，同时还能够产生氧化性极强的自由基等特性，其在处理难降解有机物方面具有潜在的应用前景。微纳米气泡由市售的微纳米气泡发生器产生。

本方案是在AO水处理工艺基础上改进而成，AO水处理工艺(AO是Anoxic Oxic的缩写)，也叫厌氧好氧工艺法，A(Anaerobic)是厌氧段，用与脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物。它主要包括调节池、缺氧池、好氧池、沉淀池、消毒单元：

调节池：生活污水经格栅处理后进入调节池进行水量、水质的调节均化，保证后续生化处理系统水量、水质的均衡、稳定，并设置预曝气系统，用于充氧搅拌，以防止污水中悬浮颗粒沉淀而发臭，又对污水中有机物起到一定的降解功效，提高整个系统的抗冲击性能和处理效果；

缺氧池：将污水进一步混合，充分利用池内高效生物弹性填料作为细菌载体，靠兼氧微生物将污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物，将大分子有机物水解成小分子有机物，以利于后道好氧池进一步氧化分解，同时通过回流的硝炭氮在硝化菌的作用下，可进行部分硝化和反硝化，去除氨氮；

氧化池：该池为本污水处理的核心部分，分二段，前一段在较高的有机负荷下，通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各种有机物质，使污水中的有机物含量大幅度降低；后段在有机负荷较低的情况下，通过硝化菌的作用，在氧量充足的条件下降解污水中的氨氮，同时也使污水中的COD值降低到更低的水平，使污水得以净化；

沉淀池：进行固液分离去除生化池中剥落下来的悬浮污泥，使污水真正净化；

消毒单元：出水流入消毒池进行消毒，使出水水质符合卫生指标要求，合格外排。

本发明的有益效果是：

(1)微纳米气泡发生器产生的微纳米气泡稳定性极强，在水体中存在时间长，能够产生自由基离子，氧传质效率高，通过进一步优化，氧的利用率能够进一步提高，微纳米气泡不仅可以提高水体中的生物量和生物活性，还能够增加污水中溶解性有机物含量，提高氮、磷等指标的去除率，提升了污水的可生化性，提升了一体化污水处理器在降解难降解有机物方面的优势；

(2)第一好氧区、第二好氧区底部设有微纳米气泡曝气器，微纳米气泡与膜生物反应器相结合，提升了一体化污水处理器的处理性能，缩短了水力停留时间，节约了占地面积，是一个低能耗、高效率的村镇生活污水处理工艺，不仅能够提高氮、磷等指标的去除率，还能够提高污水的可生化性，提高对难降解污染物的分解能力，保证污水达标排放。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：调节池1，一体化污水处理器2，消毒单元3，缺氧区4，第一好氧区5，第二好氧区6，MBR区7，微纳米气泡发生器8，微纳米气泡曝气器9，MBR膜组件10。

具体实施方式

为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种微纳米气泡与膜生物反应器相结合的污水处理设备，它包括调节池1、一体化污水处理器2、消毒单元3，一体化污水处理器2沿污水处理流向依次设有缺氧区4、第一好氧区5、第二好氧区6、MBR区7，还包括微纳米气泡发生器8、微纳米气泡曝气器9；缺氧区4进行脱氮，第一好氧区5、第二好氧区6进行除磷；

调节池1通过水管和抽水泵接入缺氧区4底部，缺氧区4溢流接入第一好氧区5底部，第一好氧区5溢流接入第二好氧区6底部，第二好氧区6溢流接入MBR区7底部，MBR区7内部设有MBR膜组件10，MBR膜组件10的上出水管接入消毒单元3；

第一好氧区5、第二好氧区6底部设有微纳米气泡曝气器9，微纳米气泡曝气器9与微纳米气泡发生器8连接；

微纳米气泡发生器8还与MBR膜组件10的底部的曝气管连接。

MBR区7底部通过污泥泵和管道回流接入缺氧区4。

微纳米气泡通常是指水体中大小在十至几十微米的微米气泡与大小在数百纳米以下的纳米气泡的混合气泡。微纳米气泡由于尺寸小、比表面积大上升速率小及吸附效率高等优点得到了广泛的发展和应用。在污水处理的应用中，微纳米气泡多与混凝工艺联用，对悬浮污染物质及油类污染物质有良好的去除效果，对COD、氨氮及总氮等也有不错的降解能力；由于其具备自增氧、带负电荷，同时还能够产生氧化性极强的自由基等特性，其在处理难降解有机物方面具有潜在的应用前景。微纳米气泡由市售的微纳米气泡发生器8产生。

MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor)，是一种由MBR膜组件10与生物处理单元相结合的新型水处理技术，MBR膜组件10能够对MBR区7内含的泥污水进行过滤，实现泥水分离，MBR区7内留存的活性污泥浓度因此大大提高。

微纳米气泡发生器8产生的微纳米气泡稳定性极强，在水体中存在时间长，能够产生自由基离子，氧传质效率高，通过进一步优化，氧的利用率能够进一步提高，微纳米气泡不仅可以提高水体中的生物量和生物活性，还能够增加污水中溶解性有机物含量，提高氮、磷等指标的去除率，提升了污水的可生化性，提升了一体化污水处理器2在降解难降解有机物方面的优势；

第一好氧区5、第二好氧区6底部设有微纳米气泡曝气器8，微纳米气泡与膜生物反应器相结合，提升了一体化污水处理器2的处理性能，缩短了水力停留时间，节约了占地面积，是一个低能耗、高效率的村镇生活污水处理工艺，不仅能够提高氮、磷等指标的去除率，还能够提高污水的可生化性，提高对难降解污染物的分解能力，保证污水达标排放。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种微纳米气泡与膜生物反应器相结合的污水处理设备，它包括调节池、一体化污水处理器、消毒单元，所述一体化污水处理器沿污水处理流向依次设有缺氧区、第一好氧区、第二好氧区、MBR区，其特征在于，还包括微纳米气泡发生器、微纳米气泡曝气器；

所述调节池通过水管和抽水泵接入缺氧区底部，缺氧区溢流接入第一好氧区底部，第一好氧区溢流接入第二好氧区底部，第二好氧区溢流接入MBR区底部，MBR区内部设有MBR膜组件，MBR膜组件的上出水管接入消毒单元；

所述第一好氧区、第二好氧区底部设有微纳米气泡曝气器，微纳米气泡曝气器与微纳米气泡发生器连接；

所述微纳米气泡发生器还与MBR膜组件的底部的曝气管连接。

2.根据权利要求1所述一种微纳米气泡与膜生物反应器相结合的污水处理设备，其特征在于，所述MBR区底部通过污泥泵和管道回流接入缺氧区。

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