CN112408588A - 一种基于mbr泥水分离的自循环污水处理反应池 - Google Patents

Abstract

本发明的基于MBR泥水分离的自循环污水处理反应池，包括曝气膜池和廊道池，曝气膜池中设置有MBR膜组件和曝气设备，廊道池中设置有连续Z字形廊道，曝气膜池经第一、第二回流口分别与廊道的进水端和出水端相通；廊道上设置有多个进水管，连续Z字形廊道的弯折处设置有推流器；MBR膜组件的出水口上连接有出水管，曝气膜池和廊道池中均培养有进行污水处理的污泥。本发明的自循环污水处理反应池，穿孔曝气管产生的大气泡具有较大的水力剪切力，可对MBR膜组件上膜丝进行冲刷，延长了MBR膜组件的使用寿命；污水在曝气膜池和廊道池中进行氧化和反硝化，实现了对污水中有机物和氨氮的去除，经十几至几十次的循环处理后，达到排放标准排出。

Description

一种基于MBR泥水分离的自循环污水处理反应池

技术领域

本发明涉及一种污水处理反应池，更具体的说，尤其涉及一种由廊道池与膜池之间的液位差形成污水的自循环，在膜池内单独曝气提供的溶解氧循环到整个反应池内，对反应池内污水深度处理，达到较高水质要求的基于MBR泥水分离的自循环污水处理反应池。

背景技术

环境中包含大量有机废水，由于生物降解作用，有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧，多数水生物将死亡，从而产生恶臭，恶化水质和环境。常用的处理有机废水的工艺包含A2/O工艺、SBR工艺、好氧颗粒污泥工艺、MBR工艺等，其中MBR工艺相较于其他工艺具有出水水质稳定，剩余污泥含量少甚至在理论上实现剩余污泥的零排放，占地面积小等优点，不仅仅使系统内维持较高的生物浓度提高了装置对污染物的整体去除效率的同时保证了良好的出水。

国内外对MBR工艺已经做了大方面的研究，但MBR工艺仍存在大量问题。MBR工艺膜污染容易出现，给操作管理带来不便；其能耗较高，泥水分离需要较大的水力剪切力，水力剪切力依靠高强度的大孔曝气，MBR的缺点导致其膜丝利用率较低更换频繁

本发明旨在发明一种基于MBR泥水分离的自循环污水处理反应池，由廊道池与膜池之间的液位差形成污水的自循环使污水进行深度处理，在膜池内单独曝气产生较大的剪切力保证MBR膜组件的泥水分离同时提供的溶解氧循环到整个反应池内，提高曝气的利用率，得以更有效的对污水进行处理。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于MBR泥水分离的自循环污水处理反应池，该设备通过廊道池与膜池之间的液位差形成污水的自循环，对反应池内污水深度处理，在膜池内单独曝气产生较大的剪切力保证MBR膜组件的泥水分离同时提供的溶解氧循环到整个反应池内，提高曝气的利用率，得以更有效的对污水进行处理。

本发明的基于MBR泥水分离的自循环污水处理反应池，包括相邻设置的曝气膜池和廊道池，曝气膜池中设置有MBR膜组件和曝气设备，曝气设备上的出气孔位于MBR膜组件的下方，以实现对污水的曝气充氧及对MBR膜组件上膜丝的冲刷；其特征在于：所述廊道池中设置有连续Z字形廊道，曝气膜池靠近廊道池一侧的上部开设有与廊道进水端相通的第一回流口，曝气膜池靠近廊道池一侧的下部开设有与廊道出水端相通的第二回流口；从廊道的进水端至出水端设置有一个或一个以上的与其相连通的进水管，连续Z字形廊道的弯折处设置有推动水流向廊道出水端方向流动的推流器；MBR膜组件的出水口上连接有出水管，出水管上连接有抽水泵，曝气膜池和廊道池中均培养有进行污水处理的污泥。

本发明的基于MBR泥水分离的自循环污水处理反应池，所述曝气设备由进气管和曝气管组成，每个MBR膜组件的下方均等间距地设置有多根曝气管，曝气管的两端固定于侧板上，曝气管上两侧斜下方等间距地开设有出气孔，侧板中开设有用于连通进气管与曝气管的通道。

本发明的基于MBR泥水分离的自循环污水处理反应池，所述进水管的数量为3个，分别为第一进水管、第二进水管和第三进水管，第一进水管设置于廊道的进水端，第二进水管与廊道的中部相通，第三进水管与廊道的末端相连通。

本发明的基于MBR泥水分离的自循环污水处理反应池的污水处理方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).曝气充氧和自循环，在曝气管的曝气作用下实现对曝气膜池底部污水的曝气充氧，曝气使得曝气膜池中液位上升和底部水压降低，在液位差的作用下曝气膜池上部的污水经第一回流口流入廊道池，在压力差的作用下促使廊道池的污水经第二回流口流入曝气膜池，实现了污水在曝气膜池与廊道池之前的自循环；

b).好氧反应和出水，曝气增加了曝气膜池中溶解氧，在曝气膜池中微生物的作用下发生好氧反应，将污水中的有机物和氨氮分别转化为二氧化碳和硝态氮；在抽水泵的作用下，曝气膜池中的部分泥水混合物经MBR膜组件发生泥水分离，分离后的污水经出水管排出，曝气膜池中的大部分污水经第一回流口流入廊道池；同时，在穿孔曝气管的曝气作用下，实现了对MBR膜组件上膜丝的冲刷，延长了MBR膜组件是使用寿命；

c).回水和好氧反应，经第一回流口流入廊道的污水与经第一进水管进入的污水混合后，由于此时污水中溶解氧含氧量较高，发生好氧反应，进一步将污水中的有机物和氨氮分别转化为二氧化碳和硝态氮；随着污水在廊道中的流动和溶解氧的不断消耗，廊道的中段和尾段处于缺氧、厌氧环境，经反硝化将硝态氮转化为氮气去除，同时第二、第三进水管的中段和尾段进水用于补充反硝化过程中消耗的有机物；

d).推流和回水，污水在廊道中流动的过程中，在弯折处推流器的推动作用下流动，加快了污水在廊道中的循环速度，并使得污泥与污水充分混合，同时避免污泥在廊道中沉淀；

e).循环净化，污水在曝气膜池与廊道池之间经过十几至几十次的循环净化后，确保了经MBR膜组件过滤后的污水达到较高水平的水质要求，满足摆放标准。

本发明的有益效果是：本发明的自循环污水处理反应池，由曝气膜池和廊道池构成，曝气膜池中设置有MBR膜组件，经MBR膜组件对泥水混合物进行分离后，确保了出水中悬浮颗粒物浓度极低，使得出水具有较高的水质标注；通过将曝气管设置于MBR膜组件的下方，曝气管产生的大气泡具有较大的水力剪切力，可对MBR膜组件上膜丝进行冲刷，延长了MBR膜组件的使用寿命。

在曝气膜池中曝气设备的曝气作用下，不仅实现了对污水的曝气充氧，而且还使得曝气膜池中的液位升高以及底部的水压减小，在液位差的作用下使得曝气膜池上部的污水流入廊道池，在水压差的作用下促进了廊道池中的污水流入曝气膜池，在加上推流器对廊道中污水的推动作用，实现了污水在曝气膜池-廊道池之间的快速循环流动，既有利于污水与污泥和混合，又有利于实现对污水的快速处理。

曝气后的污水在曝气膜池和廊道的前段好氧微生物的作用下发生好氧反应，将污水中有机物和氨氮分别转化为二氧化碳和硝态氮，在廊道的中段和尾段的缺氧、厌氧环境下发生反硝化反应，经污水中的硝态氮转化为氮气去除，同时廊道的中段和尾段进水实现反硝化阶段对有机物消耗的补充，污水经十几至几十次的循环处理后，达到排放标准排出。

附图说明

图1为本发明的自循环污水处理反应池的主视图；

图2为本发明的自循环污水处理反应池的后视图；

图3为本发明的自循环污水处理反应池的俯视图；

图4、图5均为本发明的自循环污水处理反应池的立体图；

图6为本发明中MBR膜组件和曝气设备的立体图。

图中：1曝气膜池，2廊道池，3廊道，4 MBR膜组件，5第一进水管，6第二进水管，7第三进水管，8推流器，9进气管，10出水管，11第一回流口，12第二回流口，13曝气管，14出气孔，15侧板。

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至图5所示，分别给出了本发明的自循环污水处理反应池的主视图、后视图、俯视图和立体图，所示的基于MBR泥水分离的自循环污水处理反应池由相邻设置的曝气膜池1和廊道池2组成，曝气膜池1中设置有MBR膜组件4和曝气设备，MBR膜组件4用于实现泥水混合物的分离，保证了出水中悬浮颗粒物浓度极低。MBR膜组件4的出水口与出水管10相连通，出水管10连接有抽水泵，以便在抽负压状态下将MBR膜组件4分离的污水抽出。

所示曝气膜池1中的曝气设备由进气管9和曝气管13组成，进气管9与气泵相连接，曝气管13的数量为多个且均匀设置于MBR膜组件4的下方，MBR膜组件4的两侧设置有对其支撑的侧板15，侧板15中开设有连通进气管9与曝气管13的通道，这样，在曝气管13的曝气作用下，曝气时产生的大气泡具有较大的水力剪切力，其对MBR膜组件4上膜丝进行冲刷，同时为曝气膜池1中的污水补充溶解氧，满足了微生物需氧量。

所示廊道池2中设置有多块隔板，隔板将廊道池的内部空间分割为连续Z字形廊道3，曝气膜池1与廊道池2相邻侧壁的上部开设有第一回流口11，第一回流口11与廊道3相连接处为廊道3的进水端；曝气膜池1与廊道池2相邻侧壁的下部开设有第二回流口12，廊道3经第二回流口12与曝气膜池1相连通，廊道3与第二回流口12相连通处为其出水端。

廊道3靠近第一回流口11的进水端设置有第一进水管5，经第一进水管5通入的污水与经第一回流口11回流的污水充分混合。廊道3的中段和尾段分别设置有第二进水管6和第三进水管7，经第二、第三进水管（6、7）流入廊道3中的污水，用于补充在反硝化过程中微生物对有机物的消耗。所示连续Z字形廊道3的弯折处均设置有推流器8，推流器8在工作的过程中，始终具有将廊道3中的污水由廊道进水端推向廊道出水端的驱使，不仅增加了廊道3中污水与污泥的混合效果，增加好氧、厌氧反应，而且还增加了污水在廊道3和整个反应池中的流动速度。

在曝气膜池1中曝气管13的曝气作用下，不仅增加了污水中溶解氧含量，而且曝气还使得曝气池1中液位上升以及底部水压减小，在液位差的作用下曝气膜池1上部的污水经第一回流口11流入廊道3的进水端，在压力差的作用下促使廊道3出水端的污水经第二回流口12流入曝气膜池1中，加上推流器8对廊道3中污水流动的推动作用，实现了污水在曝气膜池1与廊道池2之前的循环流动，使得污水经十几至几十次的循环处理，保证了污水具有良好的处理效果。

曝气膜池1中的污水经曝气后具有较高的溶解氧含量，经第一回流口11进入到廊道3前端的污水溶解氧含量也较高，在曝气膜池1和廊道3前端污泥中微生物的作用下发生好氧反应，将污水中有机物和氨氮分别氧化为二氧化碳和硝态氮；随着污水在廊道3中的流动和溶解氧的不断消耗，使得廊道3的中段和尾段处于缺氧、厌氧状态，经反硝化将污水中的硝态氮转化为氮气去除，同时经第二进水管6和第三进水管7通入的污水，补充了反硝化过程中对有机物的消耗。经第一回流口11由曝气膜池1流入廊道池2中的污水回流量，是经出水管10排出的出水量的十几至几十倍，这样，污水经曝气膜池1和廊道池2十几至几十次的循环处理，保证了处理后的污水具有较高水平的水质要求，满足排放标准。

推流器8可防止污泥沉淀，并使得污泥与污水混合并加快反应池的循环速度，同时回流的泥水在膜池参与曝气含有3～6mg/L的溶解氧，好氧微生物通过消耗溶解氧氧化有机物和氨氮，在廊道池2内随着溶解氧的降低逐渐分为好氧区，缺氧区，厌氧区。

在廊道3的缺氧区和厌氧区，微生物在第二进水管6和第三进水管7流入的污水所提供的有机物作用下进行硝态氮的反硝化作用，处理后水质能够达到BOD：4mg/L，氨氮：4mg/L，SS：4mg/L。

曝气管13为穿孔曝气管，在曝气时产生的大气泡具有较大的水力剪切力，其对MBR膜组件4上膜丝进行冲刷。曝气管13为穿孔曝气管时，曝气产生的大气泡为反应池内提供的溶解氧含量较低，适合处理低浓度废水；若曝气管13为微孔曝气则提供较高浓度的溶解氧，通过使用推流器8提高反应池循环速率冲刷MBR膜组件4上的膜丝，适用于较高浓度的废水。

Claims (4)

1.一种基于MBR泥水分离的自循环污水处理反应池，包括相邻设置的曝气膜池（1）和廊道池（2），曝气膜池中设置有MBR膜组件（4）和曝气设备，曝气设备上的出气孔位于MBR膜组件的下方，以实现对污水的曝气充氧及对MBR膜组件上膜丝的冲刷；其特征在于：所述廊道池中设置有连续Z字形廊道（3），曝气膜池靠近廊道池一侧的上部开设有与廊道进水端相通的第一回流口（11），曝气膜池靠近廊道池一侧的下部开设有与廊道出水端相通的第二回流口（12）；从廊道的进水端至出水端设置有一个或一个以上的与其相连通的进水管，连续Z字形廊道的弯折处设置有推动水流向廊道出水端方向流动的推流器（8）；MBR膜组件的出水口上连接有出水管（10），出水管上连接有抽水泵，曝气膜池和廊道池中均培养有进行污水处理的污泥。

2.根据权利要求1所述的基于MBR泥水分离的自循环污水处理反应池，其特征在于：所述曝气设备由进气管（9）和曝气管（13）组成，每个MBR膜组件（4）的下方均等间距地设置有多根曝气管，曝气管的两端固定于侧板（15）上，曝气管上两侧斜下方等间距地开设有出气孔（14），侧板中开设有用于连通进气管与曝气管的通道。

3.根据权利要求1或2所述的基于MBR泥水分离的自循环污水处理反应池，其特征在于：所述进水管的数量为3个，分别为第一进水管（5）、第二进水管（6）和第三进水管（7），第一进水管设置于廊道（3）的进水端，第二进水管与廊道的中部相通，第三进水管与廊道的末端相连通。

4.一种基于权利要求1所述的基于MBR泥水分离的自循环污水处理反应池的污水处理方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).曝气充氧和自循环，在曝气管的曝气作用下实现对曝气膜池底部污水的曝气充氧，曝气使得曝气膜池中液位上升和底部水压降低，在液位差的作用下曝气膜池上部的污水经第一回流口流入廊道池，在压力差的作用下促使廊道池的污水经第二回流口流入曝气膜池，实现了污水在曝气膜池与廊道池之前的自循环；

b).好氧反应和出水，曝气增加了曝气膜池中溶解氧，在曝气膜池中微生物的作用下发生好氧反应，将污水中的有机物和氨氮分别转化为二氧化碳和硝态氮；在抽水泵的作用下，曝气膜池中的部分泥水混合物经MBR膜组件发生泥水分离，分离后的污水经出水管排出，曝气膜池中的大部分污水经第一回流口流入廊道池；同时，在穿孔曝气管的曝气作用下，实现了对MBR膜组件上膜丝的冲刷，延长了MBR膜组件是使用寿命；

c).回水和好氧反应，经第一回流口流入廊道的污水与经第一进水管进入的污水混合后，由于此时污水中溶解氧含氧量较高，发生好氧反应，进一步将污水中的有机物和氨氮分别转化为二氧化碳和硝态氮；随着污水在廊道中的流动和溶解氧的不断消耗，廊道的中段和尾段处于缺氧、厌氧环境，经反硝化将硝态氮转化为氮气去除，同时第二、第三进水管的中段和尾段进水用于补充反硝化过程中消耗的有机物；

d).推流和回水，污水在廊道中流动的过程中，在弯折处推流器的推动作用下流动，加快了污水在廊道中的循环速度，并使得污泥与污水充分混合，同时避免污泥在廊道中沉淀；

e).循环净化，污水在曝气膜池与廊道池之间经过十几至几十次的循环净化后，确保了经MBR膜组件过滤后的污水达到较高水平的水质要求，满足摆放标准。

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