CN113184994A - 一种基于mbbr耦合厌氧-好氧工艺一体化的农村生活废水处理装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于MBBR耦合厌氧‑好氧工艺一体化的农村生活废水处理装置，装置包括MBBR厌氧腔室、MBBR缺氧腔室、MBBR好氧腔室；MBBR厌氧腔室富集大量厌氧菌进行厌氧水解，废水由此进入装置，MBBR缺氧腔室富集大量硫自养反硝化菌进行脱氮，MBBR好氧腔室富集大量硝化细菌和噬磷菌。厌氧池和好氧池出水末端均加设重力曲筛和沉淀池，保证MBBR填料和活性污泥的流，避免了MBBR因悬浮填料在不同阶段漂移而影响生物种群生态的缺陷，提高脱氮除磷的效率。该体系既保留了MBBR比表面积大，效率高的优点，同时也能够大大降低剩余污泥的产生，能够实现对农村生活废水氮磷指标的调控。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于MBBR耦合厌氧-好氧工艺一体化的农村生活废水处理装置与方法，属于环境技术和水处理领域。
背景技术
随着人类对环境保护问题的日益重视、农村生活废水排放量的急剧增加以及国家对污水处理要求的日益严格，包括我国在内的世界各国对污水处理率以及污水处理后的标准都提出了愈来愈高的要求，传统生化工艺在处理的多功能性、高效稳定性和经济合理性方面已难以满足不断提高的要求。
MBBR(Moving-Bed Biofilm Reactor，移动床生物膜反应器)是一类新型的生物膜反应器，是在固定床反应器、流化床反应器和生物滤池的基础上发展起来的一种改进的新型复合生物膜反应器。它克服了固定床反应器需要定期反冲洗，流化床反应器需要使载体流化，淹没式生物滤池堵需清洗滤料和更换曝气器的复杂操作的不足，又保留了传统生物膜法抗冲击负荷、污泥产量少、泥龄长的特点。与活性污泥法相比，由于泥龄较长，可保持较多的硝化细菌，具有更好的脱氮效果。其主要原理是利用污水连续流过反应器填料载体后，在载体上形成生物膜，微生物在生物膜上大量繁殖生长的同时降解污水中的有机污染物，从而起到净化污水的作用。
自MBBR反应器诞生至今，由于该工艺集中了生物滤池、固定床和流化床的优点，引起了世界各国专家学者的广泛兴趣，特别是它建造简单、操作方便、有机物去除效率高、除磷除氮能力强，尤其适合中小型企业污水的深度处理和有机污水的处理。因此，将MBBR与厌氧-好氧工艺相耦合的一体化工艺有望成为一项十分有前景的农村生活废水处理技术。
发明内容
本发明是将MBBR和厌氧-好氧工艺相耦合，强化厌氧-好氧工艺使其能够适应对农村生活废水氮磷的调控。
本发明的基于MBBR耦合厌氧-好氧工艺一体化的农村生活废水处理装置包括MBBR厌氧腔室、缺氧腔室、好氧腔室和1号沉淀池以及2号沉淀池；1号沉淀池分别与MBBR厌氧腔室的出水以及MBBR缺氧腔室的进水口相连，所述MBBR缺氧腔室内的悬浮填料上富集有自养反硝化细菌；MBBR缺氧腔室的出水与MBBR好氧腔室的入水口相连；2号沉淀池的出口与MBBR缺氧腔室的入口相连。
本发明的自养反硝化菌不用有机碳源。
优选的，所述的悬浮填料为聚丙烯生物球型滤料，可为生物膜的富集提供场所。
进一步的，MBBR厌氧腔室是厌氧氧条件，溶解氧DO<0.5mg/L；MBBR缺氧腔室为缺氧条件，溶解氧DO在0.5～1mg/L；MBBR好氧腔室为好氧条件，溶解氧DO>1mg/L；所述MBBR厌氧腔室和缺氧腔室都进行充分搅拌。
进一步的，MBBR好氧腔室要求不间断曝气增氧。
本发明还公开了一种所述装置的农村生活废水处理方法：废水经由MBBR厌氧腔室的底部进入，在完全混合的条件下，由厌氧菌降解废水中的有机物；
MBBR厌氧腔室的出水到MBBR缺氧腔室之后，和从MBBR好氧腔室回流的废水在MBBR缺氧腔室底部进行充分混合；由于MBBR好氧腔室中的硝化细菌将废水中的NH4 +转化成NO3 -，回流到自养反硝化腔室中，在腔室中生长的自养反硝化微生物在厌氧的条件下会将NO3 -转化为N2，噬磷菌进行磷的释放；在MBBR好氧腔室中，噬磷菌对废水中的磷进行吸收。
进一步的，所述的MBBR好氧腔室中排水量与回流到MBBR缺氧腔室的水量的流量比为1:0.2～1:6。
进一步的，所述的MBBR厌氧腔室、缺氧腔室、好氧腔室温度控制在25±10℃，每个腔室的水力停留时间为12～48h。
本发明与现有技术相比，所具有的有益效果是：
1)因为本发明引入了硫自养反硝化菌，因此克服了农村生活污水中硫酸盐的污染问题，能够应用处理含硫酸盐农村生活废水；
2)因为本发明在两个腔室引入噬磷菌，既能够保证对高浓度含磷废水进行降磷处理又能够在回用水进行磷释放以保证灌溉用水磷肥含量，能够实现农村生活废水磷调控回用；
3)本发明引入硫自养反硝化菌进行反硝化脱氮，相比传统的异养反硝化，不需额外消耗有机碳源脱氮效率较低，且其相对较低的脱氮效率能够保证出水的氮含量，从而保证回用的灌溉用水氮肥含量且产生的剩余污泥较少无需后续处理；
附图说明
图1为基于MBBR耦合厌氧-好氧工艺一体化的农村生活废水处理装置示意图；
图2为基于MBBR耦合厌氧-好氧工艺应用于处理农村生活废水处理时N、P、COD去除效果；
图3为基于MBBR耦合厌氧-好氧工艺应用于处理农村生活废水处理时不同条件下硝化效率与脱氮效率；
图4为基于MBBR耦合厌氧-好氧工艺应用于处理农村生活废水处理时TP调控情况。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过附图以及具体实施来做进一步说明。
参照图1，整个装置是连续流操作。本发明的基于MBBR耦合厌氧-好氧工艺一体化的农村生活废水处理装置包括MBBR厌氧腔室、缺氧腔室、好氧腔室、1号沉淀池以及2号沉淀池；1号沉淀池分别与MBBR厌氧腔室的出水以及MBBR缺氧腔室的进水口相连，所述MBBR缺氧腔室内的悬浮填料上富集有自养反硝化细菌；MBBR缺氧腔室的出水与MBBR好氧腔室的入水口相连；2号沉淀池的出口与MBBR缺氧腔室的入口相连。
本发明处理氨氮废水的流程如下：废水经由MBBR厌氧腔室的底部进入，在完全混合的条件下，由厌氧菌降解废水中的有机物；
MBBR厌氧腔室的出水到MBBR缺氧腔室之后，和从MBBR好氧腔室回流的废水在MBBR缺氧腔室底部进行充分混合；由于MBBR好氧腔室中的硝化细菌将废水中的NH4 +转化成NO3 -，回流到自养反硝化腔室中，在腔室中生长的自养反硝化微生物在厌氧的条件下会将NO3 -转化为N2，噬磷菌进行磷的释放；在MBBR好氧腔室中，噬磷菌对废水中的磷进行吸收。
实施例1
废水处理对象为NH4+-N浓度为200mg/L，SO4 2--S浓度为100mg/L的废水，TOC浓度为200mg/L，TP-P浓度为80mg/L。初始pH是～7.0。
回流比控制在回流/出水＝3:1，每个腔室水力停留时间控制在12-36h，系统运行温度控制在25±5℃.
结果如图2所示，该系统对TOC有着较高的脱除效率，基本能达到90％以上，TN、TP的脱出效率呈现波动趋势，但随着细菌的富集，效率均逐渐提高。如图3所示在启动回流之后，脱氮效率得到了极大的提高，随着HRT的升高和曝气强度的增强，脱氮效率进一步提升。如图4所示，在MBBR好氧腔室，TP高效去除，在MBBR缺氧腔室TP得到很好的释放，基本验证了我们的猜想，能够实现对农村废水氮磷的调控，进一步优化可以作为灌溉用水。
Claims (7)
1.一种基于MBBR耦合厌氧-好氧工艺一体化的农村生活废水处理装置，其特征在于：包括MBBR厌氧腔室、MBBR缺氧腔室、MBBR好氧腔室、1号沉淀池和2号沉淀池；所述MBBR厌氧腔室、MBBR缺氧腔室、MBBR好氧腔室内均设置有悬浮填料；MBBR厌氧腔室的悬浮填料上富集有降解废水中的有机物由的厌氧菌；
MBBR厌氧腔室与MBBR缺氧腔室之间通过1号沉淀池连接，MBBR缺氧腔室出水流至MBBR好氧腔室；所述MBBR缺氧腔室内的悬浮填料上富集有自养反硝化菌和噬磷菌，MBBR好氧腔室内的悬浮填料上富集硝化细菌和噬磷菌；
MBBR好氧腔室的出口与2号沉淀池的入口相连；2号沉淀池的出水部分接入MMBR缺氧腔室，实现局部内循环。
2.根据权利要求1所述的农村生活废水处理装置，其特征在于所述MBBR厌氧腔室、MBBR缺氧腔室、MBBR好氧腔室内所设置的悬浮填料均为聚丙烯生物球型滤料。
3.根据权利要求1所述的农村生活废水处理装置，其特征在于所述的MBBR厌氧腔室内是厌氧氧条件，溶解氧DO<0.5mg/L；MBBR缺氧腔室内为缺氧条件，溶解氧DO在0.5～1mg/L；MBBR好氧腔室内为好氧条件，溶解氧DO>1mg/L；所述MBBR厌氧腔室和缺氧腔室都进行充分搅拌。
4.根据权利要求1所述的农村生活废水处理装置，其特征在于所述的MBBR好氧腔室进行不间断曝气增氧。
5.一种应用权利要求1所述装置的农村生活废水处理方法，其特征在于包括如下步骤：废水经由MBBR厌氧腔室的底部进入，在完全混合的条件下，由厌氧菌降解废水中的有机物；
MBBR厌氧腔室的出水到1号沉淀池进行沉淀，沉淀污泥回流至MBBR厌氧腔室，上层清液进入MBBR缺氧腔室之后，和从MBBR好氧腔室回流的废水在MBBR缺氧腔室底部进行充分混合反应；MBBR好氧腔室出水进入2号沉淀池进行沉淀，沉淀污泥回流至MBBR好氧腔室以减少MBBR好氧腔室内活性菌种的流失，上层清液外排；由于MBBR好氧腔室中的硝化细菌将废水中的NH4 +转化成NO3 -，回流到MBBR缺氧腔室中，在腔室中生长的自养反硝化菌在厌氧的条件下会将NO3 -转化为N2，噬磷菌进行磷的释放；在MBBR好氧腔室中，噬磷菌对废水中的磷进行吸收。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述的MBBR好氧腔室中排水量与回流到MBBR缺氧腔室的水量的流量比为1:0.2～1:6。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述的MBBR厌氧腔室、缺氧腔室、好氧腔室温度控制在25±10℃，每个腔室的水力停留时间为12～48h。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210730 |