CN112645454A - 一种持续生物强化污水处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种持续生物强化污水处理设备，包括：厌氧区、好氧区、膜区、MBR膜组件、生物强化器和营养池，所述厌氧区、好氧区和膜区依次设置，所述生物强化器包括进水端、回流端以及连接端，所述厌氧区的顶部和所述营养池均与所述进水端连接，所述回流端与所述厌氧区的底部连接，所述连接端与所述好氧区连接，所述MBR膜组件设置在所述膜区。本发明通过生物强化器进行持续生物强化，防止设备中功能微生物出现退化和死亡，有效功能微生物数量下降，进而导致处理污水不达标的问题。

Description

一种持续生物强化污水处理设备
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体是涉及一种持续生物强化污水处理设备。
背景技术
随着国家快速发展，大量污水排入河流湖泊等自然环境，造成严重的环境污染问题。在众多水环境污染物中，水中氮素超标是造成水体富营养化、水生动植物大量死亡和水体黑臭的重要原因。因此，污水脱氮技术是维持社会可持续发展的必不可少的组成部分。常见的污水脱氮技术主要有物理法、化学法和生物法，其中生物法因其无二次污染、低成本等优点，应用最为广泛。现有的用于脱氮的污水处理设备，随着设备的运行时间的增加，设备中功能微生物不可避免会出现退化和死亡，导致有效功能微生物数量下降，不能满足污水持续达标处理需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种持续生物强化污水处理设备，以解决现有的污水处理设备功能微生物退化和死亡导致处理污水不达标的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种持续生物强化污水处理设备，包括：厌氧区、好氧区、膜区、MBR膜组件、生物强化器和营养池，所述厌氧区、好氧区和膜区依次设置，所述生物强化器包括进水端、回流端以及连接端，所述厌氧区的顶部和所述营养池均与所述进水端连接，所述回流端与所述厌氧区的底部连接，所述连接端与所述好氧区连接，所述MBR膜组件设置在所述膜区。
可选的，所述持续生物强化污水处理设备还包括：第一溢流板、污水管和排水管，所述第一溢流板分隔所述厌氧区形成一级厌氧区和二级厌氧区，所述污水管连通所述一级厌氧区的底部，所述膜区连通所述一级厌氧区的顶部，所述进水端连通所述二级厌氧区的顶端，所述回流端连通所述二级厌氧区的底部，所述排水管与所述MBR膜组件连接。
可选的，所述排水管和所述MBR膜组件之间设置有水泵。
可选的，所述生物强化器包括：壳体、生物柱、多孔滤板和填料，所述壳体两端分别为进水端和回流端，所述壳体内靠近所述进水端和靠近所述回流端分别设置有所述多孔滤板，所述生物柱设置在两个所述多孔滤板之间，所述填料设置在所述生物柱上，所述连接端位于所述壳体上两个所述多孔滤板之间。
可选的，靠近所述回流端的所述多孔滤板与所述回流端之间设置有第一曝气装置。
可选的，所述持续生物强化污水处理设备还包括第一气泵，所述第一气泵与所述第一曝气装置连接。
可选的，所述连接端与所述好氧区通过强化管连通，所述回流端和所述厌氧区通过第一回流管连通，所述强化管和所述第一回流管上均设置有电磁阀，所述多孔滤板上设置有用于控制所述电磁阀的传感器。
可选的，所述好氧区的底部设置有第二曝气装置，和/或，所述膜区的底部设置有第三曝气装置。
可选的，所述持续生物强化污水处理设备还包括第二气泵，所述第二曝气装置和所述第三曝气装置均与所述第二气泵连接。
可选的，所述厌氧区、好氧区和膜区均设置有排泥口。
本发明提供一种持续生物强化污水处理设备，包括：厌氧区、好氧区、膜区、MBR膜组件、生物强化器和营养池，所述厌氧区、好氧区和膜区依次设置，所述生物强化器包括进水端、回流端以及连接端，所述厌氧区的顶部和所述营养池均与所述进水端连接，所述回流端与所述厌氧区的底部连接，所述连接端与所述好氧区连接，所述MBR膜组件设置在所述膜区。本发明通过生物强化器进行持续生物强化，防止设备中功能微生物出现退化和死亡，有效功能微生物数量下降，进而导致处理污水不达标的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本发明一实施例提供的持续生物强化污水处理设备示意图；
图2是图1中持续生物强化污水处理设备俯视图；
图3是本发明一实施例提供的生物强化器示意图；
图4是本发明一实施例提供的多孔滤板示意图。
其中：1-厌氧区，101-一级厌氧区，102-二级厌氧区，2-好氧区，3-膜区，4-生物强化器，401-壳体，402-生物柱，403-多孔滤板，404-第一曝气装置，405-第一气泵，406-传感器，407-填料，5-营养池，6-污水管，7-进水管，8-营养管，9-强化管，10-第一回流管，11-第二回流管，12-第二曝气装置，13-第三曝气装置，14-MBR膜组件，15-排水管，16-第二气泵，17-第二溢流板，18-第一溢流板，19-设备间，20-排泥口，21-水泵。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
图1是本发明一实施例提供的持续生物强化污水处理设备示意图，图2是图1中持续生物强化污水处理设备俯视图，参见图1-图2所示，持续生物强化污水处理设备包括：厌氧区1、好氧区2、膜区3、MBR膜组件14、生物强化器4和营养池5，厌氧区1、好氧区2和膜区3依次设置，且两两之间通过第二溢流板17隔开，生物强化器4包括进水端、回流端以及连接端，厌氧区1的顶部和营养池5均与进水端连接，回流端与厌氧区1的底部连接，连接端与好氧区2连接，MBR膜组件14设置在膜区3。MBR膜组件14用于对系统出水进行过滤，最大限度的截留了脱氮功能微生物，保证了出水的清澈程度。污水从厌氧区1进入设备，经过微生物处理，MBR膜组件14过滤后排出。
参见图1-图2所示，持续生物强化污水处理设备还包括：第一溢流板18、污水管7和排水管15。第一溢流板18分隔厌氧区1形成一级厌氧区101和二级厌氧区102，污水管6连通一级厌氧区101的底部，污水通过污水管6进入一级厌氧区101的底部，膜区3底部通过第二回流管11连通一级厌氧区的顶部，维持了厌氧区1的厌氧环境，增强大分子物质降解为小分子有机物。进水端通过进水管7连通二级厌氧区102的顶端，回流端通过第一回流管10连通二级厌氧区102的底部，既保证了生物强化器4进水中可利用有机物的含量，又使生物强化器4中脱落死亡的微生物和未被利用的物质回流到二级厌氧区102进行分解，以补充系统碳源。营养池5通过营养管8连通进水端，向生物强化器4补充微生物生长的营养液。连接端通过强化管9连通好氧区2，向好氧区2补充脱氮功能。排水管15与MBR膜组件14连接，经过微生物处理，MBR膜组件14过滤后的清水通过排水管15排放。排水管15和MBR膜组件14之间设置有水泵21。膜区3右侧为设备间19，水泵21设置在设备间19中。
图3是本发明一实施例提供的生物强化器示意图，图4是本发明一实施例提供的多孔滤板示意图，参见图1-图4所示，生物强化器4包括：壳体401、生物柱402、多孔滤板403和填料407。壳体401中部为圆柱体两端为锥体，壳体401内部形成空腔，壳体401上端为进水端，下端为回流端，壳体401中间设有连接端，壳体401内靠近进水端和靠近回流端各设置有一个多孔滤板403，生物柱402设置在两个多孔滤板403之间，填料407设置在生物柱402上，填料407可以是立体弹性填料，或为组合填料，或为软性填料，或为半软性填料，或为弹性填料。连接端位于壳体401上两个多孔滤板403之间。生物柱402直径为0.1-5mm，多孔滤板403的滤孔直径为3-20mm。生物强化器4的进水和营养池5的营养液直接接入到上层多孔滤板403，通过多孔滤板403分散压力后，流入到生物强化器4中，减少了进水对生物柱402的冲刷，保证了填料407上的功能微生物的附着，使其不易脱落。
参见图1-图4所示，靠近回流端的多孔滤板403与回流端之间设置有第一曝气装置404。持续生物强化污水处理设备还包括第一气泵405，第一气泵405与第一曝气装置404连接。通过曝气装置404为生物强化器4提供搅拌和溶解氧，空气从曝气装置404喷出后，打在多孔滤板403上，通过多孔滤板403将空气打散，使空气缓慢上升，增强溶解氧效果的同时，减少空气对生物柱402的冲刷作用。连接端与好氧区2通过强化管9连通，回流端和二级厌氧区102通过第一回流管10连通，强化管9和第一回流管10上均设置有电磁阀，多孔滤板403上设置有用于控制电磁阀的传感器406。在生物强化器4的运行过程中，死亡的微生物和未利用的大颗粒物将通过多孔滤板403沉淀到底部，再通过电磁阀控制，流入二级厌氧区102进行分解，补充系统碳源。营养池5仅在设备启动和恢复过程中使用，进水管7和强化管9流量为0.5立方米每小时，进水完成后生物强化器4运行8h完成脱氮功能微生物富集，然后先打开强化管9上的电磁阀，对系统进行生物强化，1.5小时后，再打开回流管12上的电磁阀，将残留微生物排入到二级厌氧区102底部，0.5小时后关闭所有电磁阀，再开始进水。
参见图1-图4所示，好氧区2的底部设置有第二曝气装置12，膜区3的底部设置有第三曝气装置13。持续生物强化污水处理设备还包括第二气泵16，第二曝气装置12和第三曝气装置13均与第二气泵16连接，第二气泵16也设置在设备间19。第一曝气装置404、第二曝气装置12和第三曝气装置13也可均与第二气泵16连接，由第二气泵16提供压缩空气。好氧区2设有第二曝气装置12，为好氧区2提供搅拌和维持溶解氧，保证了好氧微生物的生长代谢环境。第三曝气装置13设在MBR膜组件14的下方，空气通过第三曝气装置13喷出为膜区3提供溶解氧和搅拌的同时，空气对MBR膜组件14进行冲刷，减少膜堵塞问题。同时，膜区3底部设有第二回流管11，直接将底部污泥和残渣回流到一级厌氧区101，对未利用的碳源进行再分解，以增加系统碳源浓度。厌氧区1、好氧区2和膜区3均设置有排泥口20，用于排出污泥。
持续生物强化污水处理设备使用时，先打开污水管6，让厌氧区1、好氧区2、膜区3、生物强化器4的水量为60-80％；打开第一气泵405第二气泵16对好氧区2、膜区3和生物强化器4进行曝气；配制浓度为1g/L的葡萄糖溶液作为营养液；往厌氧区1、好氧区2和膜区3分别投加新鲜脱水污泥0.5立方米、2立方米和1立方米，然后将进水流量调整为0.5立方米每小时，持续运行5天；往生物强化器4投加10％的微生物脱氮功能菌剂，打开营养管，控制流速为0.01立方米每小时，每24小时投加10％的微生物脱氮功能菌剂，连续运行5天；系统启动以后，可根据需求，调整进水流量。
采用图1所示的持续生物强化污水处理设备处理市政污水，设备的进水指标和处理后的出水指标如表1：
表1处理市政污水进水指标和处理后的出水指标
项目 COD(mg/L) 氨氮(mg/L) 总氮(mg/L)
进水指标 300～350 30～35 40～50
出水指标 ＜30 ＜2 ＜8
由表1所示，通过持续生物强化污水处理设备对上述市政污水处理后，出水指标COD浓度、氨氮浓度和总氮浓度均优于《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918－2002)》一级A标，可直接排放。市政污水是排量最大的污水源，而部分分散乡镇和村镇无法设立污水处理厂，而本发明是独立设备，无使用场地限制，可有效应对分散式市政污水。
采用图1所示的持续生物强化污水处理系统处理高速公路服务区污水，系统的进水指标和处理后的出水指标如表2：
表2处理高速公路服务区污水进水指标和处理后的出水指标
项目 COD(mg/L) 氨氮(mg/L) 总氮(mg/L)
进水指标 300～350 100～120 120～140
出水指标 ＜30 ＜2 ＜10
由表2所示，通过持续生物强化污水处理设备对上述高速公路服务区污水处理后，出水指标COD浓度、氨氮浓度和总氮浓度均优于《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918－2002)》一级A标，可直接排放。高速公路服务区是国家交通运输网的重要组成部分，而高速公路服务区因其特殊性，往往难以将污水排入市政管网，对缺水地区而言，出水需要作为回用水，导致高速公路服务区污水污染物浓度比常见市政污水高，因此，该类污水必须经过自行处理达标后才可以排放，而持续生物强化污水处理设备可以独立运行并使达标处理高速公路服务区污水。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种持续生物强化污水处理设备，其特征在于，包括：厌氧区、好氧区、膜区、MBR膜组件、生物强化器和营养池，所述厌氧区、好氧区和膜区依次设置，所述生物强化器包括进水端、回流端以及连接端，所述厌氧区的顶部和所述营养池均与所述进水端连接，所述回流端与所述厌氧区的底部连接，所述连接端与所述好氧区连接，所述MBR膜组件设置在所述膜区。
2.根据权利要求1所述的持续生物强化污水处理设备，其特征在于，所述持续生物强化污水处理设备还包括：第一溢流板、污水管和排水管，所述第一溢流板分隔所述厌氧区形成一级厌氧区和二级厌氧区，所述污水管连通所述一级厌氧区的底部，所述膜区连通所述一级厌氧区的顶部，所述进水端连通所述二级厌氧区的顶端，所述回流端连通所述二级厌氧区的底部，所述排水管与所述MBR膜组件连接。
3.根据权利要求2所述的持续生物强化污水处理设备，其特征在于，所述排水管和所述MBR膜组件之间设置有水泵。
4.根据权利要求1所述的持续生物强化污水处理设备，其特征在于，所述生物强化器包括：壳体、生物柱、多孔滤板和填料，所述壳体两端分别为进水端和回流端，所述壳体内靠近所述进水端和靠近所述回流端分别设置有所述多孔滤板，所述生物柱设置在两个所述多孔滤板之间，所述填料设置在所述生物柱上，所述连接端位于所述壳体上两个所述多孔滤板之间。
5.根据权利要求4所述的持续生物强化污水处理设备，其特征在于，靠近所述回流端的所述多孔滤板与所述回流端之间设置有第一曝气装置。
6.根据权利要求5所述的持续生物强化污水处理设备，其特征在于，所述持续生物强化污水处理设备还包括第一气泵，所述第一气泵与所述第一曝气装置连接。
7.根据权利要求5所述的持续生物强化污水处理设备，其特征在于，所述连接端与所述好氧区通过强化管连通，所述回流端和所述厌氧区通过第一回流管连通，所述强化管和所述第一回流管上均设置有电磁阀，所述多孔滤板上设置有用于控制所述电磁阀的传感器。
8.根据权利要求1所述的持续生物强化污水处理设备，其特征在于，所述好氧区的底部设置有第二曝气装置，和/或，所述膜区的底部设置有第三曝气装置。
9.根据权利要求8所述的持续生物强化污水处理设备，其特征在于，所述持续生物强化污水处理设备还包括第二气泵，所述第二曝气装置和所述第三曝气装置均与所述第二气泵连接。
10.根据权利要求1所述的持续生物强化污水处理设备，其特征在于，所述厌氧区、好氧区和膜区均设置有排泥口。
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