CN113307456A - 一种改良型mbbr工艺的污水处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，包括格栅池、调节池、一体化MBBR设备、污泥浓缩池、过滤装置、消毒系统；一体化MBBR设备主要由依次连通的厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池组成，好氧池内有悬浮填料，好氧微生物生长在悬浮填料上形成微生物膜；好氧池的一部分出水进入沉淀池，另一部分出水回流至缺氧池；沉淀池的清水进入过滤装置，底部的污泥一部分排入污泥浓缩池，另一部分回流至厌氧池；调节池进水口与格栅池出水口连通，调节池出水口连通至厌氧池；过滤装置安装于沉淀池出水端，过滤装置的清水进入消毒系统，底部的污泥排入污泥浓缩池。利用上述系统进行污水的处理，工艺流程简单易操作，占地面积小且处理效果优异。

Description

一种改良型MBBR工艺的污水处理方法及装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，更具体的说是涉及一种改良型MBBR工艺的污水处理装置及方法。

背景技术

我国长期的城乡二元结构导致在污水处理方面城乡之间差别显著，在城市，污水不但有完善的收集处理技术和措施，而且国家颁布系统的法律法规和标准加以控制，但是大部分农村都没有排水渠道和污水处理系统。未经处理的生活污水通过电源和非点源排放，将各类污染物带入河流，严重污染各类水源。

农村生活污水主要为生活用水，污水中主要是生活废料和排泄物，一般不含有毒物质，往往含有氮磷等营养物质，还有大量的细菌、病毒和寄生虫卵。因生活习惯、生活方式、经济水平等不同农村生活污水的水质水量差异较大，污水有如下特点和问题：污水分布较分散，涉及范围广、随机性强，防治十分困难，管网收集系统不健全，粗放型排放，基本没有污水处理设施；农村用水量标准较低，污水流量小且变化系数大；污水成分复杂，但各种污染物的浓度较低，污水可生化性较强。

另外由于农村生活污染源分散，不易集中，人们环保意识较差，且经济水平相对落后，导致治理上存在较大困难，农村生活污水已成为影响水体环境质量的重要污染源，严重影响着天然和人工水体。

因此，如何提供一种改良型MBBR工艺的污水处理装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于农村分散污水处理的改良型MBBR工艺的污水处理装置及采用该系统进行污水处理的方法，工艺流程简单，设备运行可靠，且占地面积小，处理效果优异。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，包括格栅池、调节池、一体化MBBR设备、污泥浓缩池、过滤装置、消毒系统；

一体化MBBR设备主要由依次连通的厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池组成，好氧池内有悬浮填料，好氧微生物生长在悬浮填料上形成微生物膜；好氧池的一部分出水进入沉淀池，另一部分出水回流至缺氧池；沉淀池的清水进入过滤装置，底部的污泥一部分排入污泥浓缩池，另一部分回流至厌氧池；

调节池进水口与格栅池出水口连通，调节池出水口连通至厌氧池；

过滤装置安装于沉淀池出水端，其作用在于去除污水中以悬浮状态存在的各种杂质，提高污水处理厂出水水质，使出水SS达到水质排放要求；

过滤装置的清水进入消毒系统，底部的污泥排入污泥浓缩池。

MBBR(载体流动床移动床生物膜反应器)为生物膜法，其原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，微生物生长的环境为气、液、固三相，载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。

MBBR的核心是增加填料，独特设计的填料(高密度聚乙烯薄片悬浮载体填料，密度接近于水，曝气时可以与水呈完全混合状态)在鼓风曝气的扰动下在反应池中随水流浮动，带动附着生长的生物菌群与水体中的污染物和氧气充分接触，污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内，被微生物降解；附着生长的微生物可以达到很高的生物量，因此反应池内生物浓度是悬浮生长活性污泥工艺的数倍，降解效率也因此成倍提高。

在好氧段，硝化细菌将污水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷去除。

MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。

MBBR的主要特点是：①处理负荷高，耐冲击性强，性能稳定，运行可靠；②氧化池容积小，降低了基建投资；③MBBR工艺中可不需要污泥回流设备，不需反冲洗设备，减少了设备投资，操作简便，使用寿命长，降低了污水的运行成本；④MBBR工艺污泥产率低，降低了污泥处置费用；⑤MBBR工艺中不需要填料支架，直接投加，节省了安装时间和费用。

优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，格栅池包括机械格栅与人工格栅，二者结合使用用于清除进水中各种大颗粒的杂物，确保后续系统正常稳定连续运行。

优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，还包括除臭系统，调节池、污泥池均连接除臭系统。

在运行过程中会产生大量的易挥发性有毒有害气体，极易对大气产生二次污染，所以采用离子除臭设备，进行臭气的处理。

优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，沉淀池连接有加药装置，且沉淀池为斜管沉淀池。

优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，好氧池内设置有潜水曝气机。

优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，消毒系统为管道式紫外消毒器，可对水量规模较小的污水处理系统的出水进行消毒处理。

紫外线消毒是一种高效、安全、环保、经济的技术，能够有效地灭活致病病毒、细菌和原生动物，而且几乎不产生任何消毒副产物。

优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，过滤装置为滤布滤池，滤布滤池内设置有与沉淀池连通的进水口、与消毒系统连通的出水口、反抽吸装置、排泥装置和若干过滤转盘；

过滤转盘均匀分布于滤布滤池内腔中，且过滤转盘外包覆滤布；

反抽吸装置包括反冲洗水泵和反冲洗管，用于清洗滤布；反抽吸装置通过负压抽吸滤布表面积聚的污泥颗粒排出，滤布滤池内的压力传感器监测池内液位变化，当该池内液位到达清洗设定值(高水位)时，PLC即可启动反洗泵，开始清洗过程；

排泥装置设置于滤布滤池的底部，包括排泥泵与排泥管，污泥在排泥泵的动力下通过排泥管回流至排水系统，即通过排水管道回流至格栅池；其中排泥泵与反冲洗水泵使用同一水泵，但是分别独立工作。

优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，滤布滤池连接PLC自动控制系统，PLC自动控制系统用于控制反冲洗水泵、排泥泵以及过滤转盘的启停。

优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，滤布滤池内设置有用于监测液位变化的压力传感器，PLC自动控制系统根据压力传感器数值的变化控制反冲洗水泵的启停。

优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，滤布滤池的过滤转盘底部设置为斗形池底。

滤布滤池的运行状态包括：过滤、反冲洗、排泥状态。

(1)过滤：外进内出，污水重力流进入滤布滤池，使过滤转盘全部浸没在污水中，在滤布滤池中设置布水堰，使滤布滤池内布水均匀并且进水产生低扰动。污水通过滤布过滤，过滤液经中空管收集后，经过出水口排出滤布滤池，在清洗过程中，过滤仍在进行，因此整个运行过程中过滤均为连续的。

(2)清洗：过滤中部分污泥吸附于纤维毛滤布中，逐渐形成污泥层，随着滤布上污泥的积聚，滤布过滤阻力增加，滤布滤池的水位逐渐升高，滤布滤池内的压力传感器监测池内液位变化，当池内液位到达清洗设定值(高水位)时，PLC即可启动反冲洗水泵，开始清洗过程，反洗时间和周期可以调整，滤布上的污泥通过反抽吸装置，经由反冲洗水泵，排出厂区排水系统，清洗时，滤池可连续过滤；

过滤期间，过滤转盘处于静态，有利于污泥在池底沉积，清洗期间，过滤转盘以0.5～1转/分钟的速度旋转，反冲洗水泵负压抽吸滤布表面，吸除滤布上积聚的污泥颗粒，过滤转盘内的水自里向外被同时抽吸，对滤布起清洗作用，瞬时冲洗面积仅占全过滤转盘面积的1％左右，反冲洗过程为间歇冲洗。

(3)排泥：过滤转盘下设有斗形池底，有利于池底污泥的收集，污泥池底沉积减少了滤布上的污泥量，可延长过滤时间，减少反洗水量，经过一设定的时间段，PLC启动排泥泵，通过池底穿孔排泥管将污泥回流至厂区排水系统。其中，排泥间隔时间及排泥历时可予以调整。

本发明还公开了一种改良型MBBR工艺的污水处理方法，采用上述改良型MBBR工艺的污水处理装置，包括以下步骤：

(1)通过在污水收集管道收集污水至格栅池，清除污水中的大颗粒杂质，然后污水通过管道进入调节池，进行水质水量的调节及均衡；

调节池主要有三个作用：一是调节水量：在一天内，污水瞬间排放水量是不均匀的，有时多，有时少，白天多，夜晚少，而污水站的处理量是均匀的，因此必须有一个水池来储存污水，然后由潜污泵抽送到后续处理工序，因此调节池的容积必须保证有足够的水量调节能力；二是均化水质：各种生活污水水质是不同的，不同时间排放的生活污水浓度也不一样，通过调节池，可把各种生活污水、不同时间排放的污水混合，起到均匀水质的作用，水质恒定，有利于污水的处理；三是起到预沉淀作用：污水中含较多比重稍大于水的无机、有机颗粒以及悬浮物等，这类物质一部分在调节池会沉淀下来形成污泥。

(2)污水继续泵送至一体化MBBR设备中，依次流入厌氧池、缺氧池、好氧池进行生化处理；

好氧池是生活污水处理的关键工序，是处理出水达标与否的关键之一，好氧池中投加MBBR填料，在填料上生长着大量好氧微生物，形成微生物膜。在好氧微生物的作用下，污水中的有机物(即COD和BOD)、动植物油、氨氮、磷等被微生物作为营养物质加以分解、利用，合成微生物自身的物质或被分解为二氧化碳和水、氮气，从而去除了污水中的有机物(即COD和BOD)、氨氮、磷等，使出水得到净化，池内填料上的微生物膜不断老化脱落，同时新微生物膜不断生长，好氧微生物新陈代谢所需的氧气由潜水曝气机提供。

(3)污水经生化处理后，一部分污水进入沉淀池进行固液分离，进一步降低污水中的污染物含量，另一部分回流至缺氧池进行脱氮除磷；

沉淀池是污水处理的关键工序之一，其效果的好坏直接影响最终出水的悬浮物浓度达标与否，经过生化处理后的污水进入沉淀池。由于好氧池内的老化微生物膜会脱落到水中，形成颗粒状的悬浮物，因此好氧池出水必须经过固液分离处理，悬浮物比重略大于水，在沉淀池进行重力分离，悬浮物沉淀下来，收集在底部污泥斗中，经沉淀澄清之后的清水进入滤布滤池。

(4)沉淀池分离出来的污泥一部分排入污泥浓缩池进行浓缩，另一部分回流至厌氧段进行反硝化；

(5)沉淀池出水进入过滤装置进行过滤，进一步去除悬浮物后进入消毒系统进行消毒，然后经出水流量堰达标排放。

优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理方法中，过滤装置过滤饱和后定期进行反冲洗，且反冲洗水回流至调节池，继续进行处理。

优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理方法中，污水的生化处理还包括化学除磷及深度处理，是在好氧池中添加混凝剂，通过混凝剂与污水中的磷酸盐反应，生成难溶的含磷化合物与絮凝体，可以使污水中的磷分离出来，达到除磷目的。

进一步地，化学除磷常用的混凝剂有：石灰(钙盐)、铝盐、铁盐等。

混凝后通过沉淀池的固液分离作用去除在混凝过程中形成的絮凝体，使污水中的悬浮物质和有机污染物以及总磷等得到进一步去除，以保证预期处理目标的实现。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种改良型MBBR工艺的污水处理装置及工艺，本发明采用一体化MBBR设备作为主体，工艺流程简单、设备运行可靠、操作简便：填料耐腐蚀能力强，造价低，占地面积小，重量轻，适应性强，处理效果好，并且承受污水水质、水量变化的抗冲击负荷能力强，对PH和有毒物质具有较大的缓冲作用，经过处理后的污水符合国标排放标准；

另外，由于本发明的污水处理系统适用于农村生活污水，水量小，加药量小，因此采用本发明的工艺进行污泥处理时产生的污泥量很少，1-2年处理一次即可，运行过程中产生的气体可通过除臭系统进行收集处理，不会对环境造成影响，符合环保要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明滤布滤池的主视图；

图2附图为本发明滤布滤池的俯视图；

图3附图为本发明滤布滤池的A-A剖视图；

图4附图为本发明滤布滤池的B-B剖视图；

图5附图为本发明污水处理装置的系统结构示意图。

在图中：

1为进水口、2为出水口、3为过滤转盘、4为反冲洗水泵、5为反冲洗管、6为排泥管、7为PLC自动控制系统、8为减速机、9为转速调节阀、10为滤渣排放管、11为刮板、12为出渣孔。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。

本发明实施例公开了一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，包括格栅池、调节池、一体化MBBR设备、污泥浓缩池、过滤装置、消毒系统；

一体化MBBR设备主要由依次连通的厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池组成，好氧池内有悬浮填料，好氧微生物生长在悬浮填料上形成微生物膜；好氧池的一部分出水进入沉淀池，另一部分出水回流至缺氧池；沉淀池的清水进入过滤装置，底部的污泥一部分排入污泥浓缩池，另一部分回流至厌氧池；

调节池进水口与格栅池出水口连通，调节池出水口连通至厌氧池；

过滤装置安装于沉淀池出水端，其作用在于去除污水中以悬浮状态存在的各种杂质，提高污水处理厂出水水质，使出水SS达到水质排放要求；

过滤装置的清水进入消毒系统，底部的污泥排入污泥浓缩池。

本发明通过向MBBR(载体流动床移动床生物膜反应器，以下简称反应器)中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好氧菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。

为了进一步优化上述技术方案，一体化MBBR设备技术参数如下：

1)设备高度小于等于3米；

2)厌氧停留时间1.2h，缺氧停留时间2.4h，好氧停留时间6.0h；

3)沉淀池表面负荷1.0m³/(m²*h)

4)材质：碳钢环氧防腐；

5)防腐处理等级：喷砂或抛丸处理，除锈等级：Sa2.5；

6)钢板厚度：底板大于等于10mm，围板大于等于8mm。

为了进一步优化上述技术方案，厌氧池中部设置有过水孔与缺氧池连通，缺氧池底部设置有过水孔与好氧池连通，好氧池包括布水区，布水区底部开设有过水孔与污泥浓缩池连通；好氧池中设置有污泥泵通过设置在污泥浓缩池池的吸泥管与污泥池连接；布水区中开设有用于排出污泥的排泥口；好氧池顶部开设有进气口，整个在设备一体化处理，污水经过各个池进行处理排出符合国标的废水，实现了占地面积小，脱氮除磷的功效。

为了进一步优化上述技术方案，格栅池包括机械格栅与人工格栅，二者结合使用用于清除进水中各种大颗粒的杂物，确保后续系统正常稳定连续运行。

为了进一步优化上述技术方案，还包括除臭系统，调节池、污泥池均连接除臭系统。

具体的，废气通过风机抽吸进入收集管道进行收集，经过收集的废气进入等离子除臭装置，以氧化离子作为氧化剂，它几乎毫无选择的对废气中大量有机污染组分进行氧化分解；且整个分解过程极快，只需要短暂的停留时间即可以分解掉有机污染组分，经除臭设备处理后的气体已经能够达标外排。

工艺原理如下：离子法废气处理系统合成主要包含主反应器，光触媒反应导入装置。废气经过收集系统收集后进入离子催化氧化废气处理合成系统，离子反应导入装置对主反应器产生离子，在其内部的价电子被激发跨过禁带跃入导带，生成的电子空穴被导入主反应器内，并扩散到反应器内过滤板的二氧化钛表面上，穿过界面与吸附在过滤板上的物质发生氧化还原反应。其空穴能量7.5eV，氧化电位+3.0V，具有极强的氧化能力，能够氧化有机化合物，达到完全矿化的程度，生成二氧化碳、水和无机物。处理后的废气继续进入水洗塔与水反应生成羟基自由基，电子具有还原性，能与氧分子发生还原反应生成过氧自由基，这些自由基具有很强的氧化能力，也能够氧化有机物。从而使得废气达到完全的净化，达标排放。

为了进一步优化上述技术方案，沉淀池连接有加药装置，且沉淀池为斜管沉淀池。

为了进一步优化上述技术方案，好氧池内设置有潜水曝气机。

为了进一步优化上述技术方案，消毒系统为管道式紫外消毒器，可对水量规模较小的污水处理系统的出水进行消毒处理。

紫外线杀菌消毒是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。紫外线消毒技术是基于现代防疫学、医学和光动力学的基础上，利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的UVC波段紫外光照射流水，将水中各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死。

为了进一步优化上述技术方案，过滤装置为滤布滤池，滤布滤池内设置有与沉淀池连通的进水口1、与消毒系统连通的出水口2、反抽吸装置、排泥装置和若干过滤转盘3；

过滤转盘3均匀分布于滤布滤池内腔中，且过滤转盘3外包覆滤布；

反抽吸装置包括反冲洗水泵4和反冲洗管5，用于清洗滤布；

排泥装置设置于滤布滤池的底部，包括排泥泵与排泥管6，污泥在排泥泵的动力下通过排泥管6回流至排水系统。

为了进一步优化上述技术方案，滤布滤池连接PLC自动控制系统7，PLC自动控制系统7用于控制反冲洗水泵4、排泥泵以及过滤转盘3的启停。

为了进一步优化上述技术方案，滤布滤池内设置有用于监测液位变化的压力传感器，PLC自动控制系统7根据压力传感器数值的变化控制反冲洗水泵4的启停。

为了进一步优化上述技术方案，滤布滤池的过滤转盘3底部设置为斗形池底。

为了进一步优化上述技术方案，滤布滤池还设置有减速机8，通过调节转速调节阀9进而控制过滤转盘3的转速。

为了进一步优化上述技术方案，滤布滤池还设置有滤渣排放管，通过管道回流至格栅池，并且相邻过滤转盘3之间均设置有刮板11，用于处理过滤转盘3表面附着的污泥，然后通过出渣孔12排出。

本发明的滤布滤池与常规滤池相比，具有以下优点：

(1)出水水质好并且稳定。过滤转盘是采用过滤转盘外包滤布来代替传统滤池的砂滤料，滤布孔径很小，可截留粒径为几微米的微小颗粒，因此出水水质及出水稳定性都优于粒料滤池，而常规滤池冲洗前因穿透问题水质较差，冲洗后会因滤层中残存的清洗水对出水有影响，另外过滤的水量也随阻力的变化而变化。

(2)设计新颖，耐冲击负荷。滤布过滤转盘相当于是滤池及沉淀池的结合，具有排泥的功能，颗粒大的污泥直接沉淀到斗形池底，不会堵塞滤布，即不像普通滤池所有的悬浮物(SS)都必须经过滤料，因此过滤周期长，清洗间隔长，而且滤布滤池可承受的水力负荷及污泥负荷也远远大于常规砂滤池，悬浮物(SS)负荷相当于普通砂滤池的1.5倍，滤速比普通滤池增加50％，因此滤布过滤转盘更耐高悬浮物浓度和大颗粒悬浮物的冲击。

(3)设备简单紧凑，附属设备少，整个过滤系统的投资低。滤布过滤转盘清洗时可连续过滤，而砂滤池反冲洗时不能连续过滤，为保证连续，需要在砂滤池前设中间储水池或采用多台滤池交替工作。滤布过滤转盘采用小型水泵负压抽吸滤后水自动清洗，省去许多传统滤池需要的反冲洗水池、水塔等，传统滤池因反冲洗强度大，气水反冲不仅需要大功率水泵、鼓风机，还有气水两套较大直径的管阀系统，整套系统多而杂，投资高，自动控制系统极为庞大复杂。

(4)设备闲置率低，总装机功率低。由于滤布较薄，非常容易冲洗干净，清洗非常高效，清洗时，清洗滤盘的面积只相当于整个滤盘面积的1％。清洗的特点是频繁但清洗历时短(1次/60-120分，1分钟/次)，总体的清洗水量也较少，反冲洗耗水量约是砂滤的1/2，而传统滤池的气水反冲洗水泵和鼓风机的设备多、自动阀门大而多、功率大，且闲置率高，装机功率约是砂滤的1/10-1/15。

(5)运行自动化，因而运行和维护简单、方便。过滤过程由计算机控制，可调整负压抽吸清洗过程及排泥过程的间隔时间及过程历时，基本不需专人维护管理，滤布过滤转盘的检修量小，机械设备较少，泵及电机间歇运行，滤布磨损较小，滤布易于更换，假如由于某些原因造成滤布堵塞，可轻易更换滤布；对于砂滤池而言，若滤料堵塞，则需要很大的清洗工作量，而且砂滤更换滤料非常困难。

(6)水头损失比砂滤池小很多。滤布过滤转盘滤池内一般为0.3m，而砂滤池的水头损失一般为1.5m多，砂滤罐的水头损失则高于5m，能量损失大，增加运行费用。

(7)占地面积比其他滤池小很多。由于滤盘为垂直中空管设计，使得小的占地面积可保证大的过滤面积，从而减少了池容，减少了材料量及土方量，显著降低了工程造价，日处理1万吨的滤池，占地面积不大于15平方米，高度3.3m，对于技术改造，可以解决空间不够的困难。

(8)滤布过滤转盘比粒料滤池易于安装。滤布过滤转盘现场连接管配件及电气设备之后，即可投入使用，而粒料滤池则往往需要进行滤料安装。

(9)设计周期和施工周期短。滤布过滤转盘整体设备化，可整体装运，设计和施工方便并快捷；而且扩建容易。

(10)运行费用低。

(11)系统功能恢复快，滤前处理系统的事故对滤池的影响较小，并且恢复较快，出现事故污染只是滤盘外侧，而对滤盘内侧没有影响，并且滤池内的污泥可以通过排泥管道迅速清除。

(12)对地基地耐力要求低，设备地基的投资少。特别适用于对已建污水处理厂的升级改造，可以使出水从一级B达到一级A。

采用上述改良型MBBR工艺的污水处理装置进行污水处理的工艺包括以下步骤：

(1)通过在污水收集管道收集污水至格栅池，清除污水中的大颗粒杂质，然后污水通过管道进入调节池，进行水质水量的调节及均衡；

(2)污水继续泵送至一体化MBBR设备中，依次流入厌氧池、缺氧池、好氧池进行生化处理；

具体的，利用一体化MBBR设备对污水进行生化处理的原理如下：

污水首先进入厌氧池，兼性厌氧发酵细菌将污水中可生物降解的有机物转化为VFA(挥发性脂肪酸类)，而聚磷菌可将其体内储存的聚磷酸盐分解，所释放的能量可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分能量可供聚磷菌主动吸收VFA类低分子有机物，并以PHB(聚β羟基丁酸)的形式在其体内储存起来；

随后污水进入缺氧池，反硝化菌利用好氧池回流混合液带来的硝酸盐，以及污水中可生物降解的有机物作碳源进行反硝化，达到同时降低BOD5与脱氮的目的；

接着污水进入曝气的好氧池，聚磷菌在吸收、利用污水中残剩的可生物降解有机物的同时，主要是通过分解体内储存的PHB释放能量来维持其生长繁殖，同时过量的摄取周围环境中的溶解磷，并以聚磷形式在体内储积起来，使出水中溶解磷浓度达到最低；而有机物经厌氧池、缺氧池分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后，到达好氧池时浓度已相当低，这有利于自养型硝化菌的生长繁殖，并通过硝化作用将氨氮转化为硝酸盐。

(3)污水经生化处理后，一部分污水进入沉淀池进行固液分离，进一步降低污水中的污染物含量，另一部分回流至缺氧池进行脱氮除磷；

(4)沉淀池分离出来的污泥一部分排入污泥浓缩池进行浓缩，另一部分回流至厌氧段进行反硝化；

(5)沉淀池出水进入过滤装置进行过滤，进一步去除悬浮物后进入消毒系统进行消毒，然后经出水流量堰达标排放。

为了进一步优化上述技术方案，过滤装置过滤饱和后定期进行反冲洗，且反冲洗水回流至调节池，继续进行处理。

为了进一步优化上述技术方案，污水的生化处理还包括化学除磷及深度处理，是在好氧池中添加混凝剂，通过混凝剂与污水中的磷酸盐反应，生成难溶的含磷化合物与絮凝体。

本发明通过上述方案对污水中的各种污染物进行了有效的去除，下面分别进行说明。

(1)SS的去除

污水中的SS的去除主要依靠沉淀作用。污水中的无机颗粒和有机颗粒靠自然沉淀作用或靠活性污泥絮体吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。污水尾水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，出水中的BOD5、COD、TP等指标也与之有关，这是因为组成悬浮物的主要是活性污泥絮体，其本身的有机成分就很高，较高的悬浮物含量会使得水中的BOD5、COD、TP均增加，因此，控制污水尾水的SS指标是最基本的，也是很重要的。

为了降低出水中的悬浮物浓度，需要在实际工程应用中根据具体情况采取适当的措施，例如采用适当的污泥负荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能、采用较小的二次沉淀池表面负荷、采用较低的出水口负荷、充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。在污水处理方案选用合理、工艺参数值恰当和单体设计优化的条件下，并在沉淀池后面设置过滤装置，完全能够使尾水SS指标达到出水要求。

(2)BOD5的去除

污水的BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后将污泥与水进行分离来完成的。生物膜中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO₂和H₂O等稳定物质，在这种合成代谢与分解代谢的过程中，溶解性有机物(如低分子有机酸等易降解有机物)直接进入细胞内部被利用，而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质，因此，可以使处理后污水中的残余BOD5浓度很低。

(3)COD的去除

污水中有机污染物分为可生物降解有机物、不可生物降解有机物。对可生物降解有机物的生化去除方法主要有厌氧处理和好氧处理两大类，厌氧处理是通过厌氧菌在厌氧的条件下对污水中的有机物进行水解酸化处理，最后在甲烷菌的作用下转化为CH₄和CO₂；好氧处理是通过好氧菌在好氧的条件下通过细菌的呼吸代谢将污水中的有机物转化生成CO₂和H₂O。对悬浮性不可生物降解的有机物的去除主要是靠微生物的吸附作用，活性细菌对污水中的有机颗粒和胶体有很强的吸附能力，然后通过泥水分离将污水中的有机物去除。

(4)氮的去除

常规二级处理工艺仅能有效地去除BOD5、COD和SS，而对氮的去除是有一定限度的，氮的去除率一般为10-20％，难以达到要求。生物脱氮主要通过硝化作用和反硝化作用来完成，因此，本发明考虑采用将接触氧化池即好氧池混合液回流至缺氧池的方式，创造生物脱氮条件，脱氮率达60％～85％。

(5)细菌的去除

根据同类污水实测资料情况，生活污水中含有病菌、寄生虫卵等。因此，本发明在过滤装置后增加一道消毒工艺，以去除水中的细菌。

(6)磷的去除

污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。对于生活污水一般采用生物除磷为主，必要时辅以化学除磷，以确保出水的磷浓度在标准以内。生物除磷是利用污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB(聚β羟丁酸)储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件时就降解储存的PHB产生能量，吸收水中的磷用于细胞合成，形成含磷量高的污泥，随剩余污泥一起排放系统，从而达到除磷的目的。

当将上述系统用于处理水量为600m³/d的站点时，设备清单及技术参数要求可参见表1。

表1

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方案而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，包括格栅池、调节池、一体化MBBR设备、污泥浓缩池、过滤装置、消毒系统；

一体化MBBR设备主要由依次连通的厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池组成，好氧池内有悬浮填料，好氧微生物生长在悬浮填料上形成微生物膜；好氧池的一部分出水进入沉淀池，另一部分出水回流至缺氧池；沉淀池的清水进入过滤装置，底部的污泥一部分排入污泥浓缩池，另一部分回流至厌氧池；

调节池进水口与格栅池出水口连通，调节池出水口连通至厌氧池；

过滤装置安装于沉淀池出水端，过滤装置的清水进入消毒系统，底部的污泥排入污泥浓缩池。

2.根据权利要求1的一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，还包括除臭系统，调节池、污泥浓缩池均连接除臭系统。

3.根据权利要求1的一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，沉淀池连接有加药装置，且沉淀池为斜管沉淀池。

4.根据权利要求1的一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，好氧池内设置有潜水曝气机。

5.根据权利要求1的一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，过滤装置为滤布滤池，滤布滤池内设置有与沉淀池出水口连通的进水口、与消毒系统进水口连通的出水口、反抽吸装置、排泥装置和若干过滤转盘；

过滤转盘均匀分布于滤布滤池内腔中，且过滤转盘外包覆滤布；

反抽吸装置包括反冲洗水泵和反冲洗管，用于清洗滤布；

排泥装置设置于滤布滤池的底部，包括排泥泵与排泥管，污泥在排泥泵的动力下通过排泥管回流至排水系统。

6.根据权利要求5的一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，滤布滤池连接PLC自动控制系统，PLC自动控制系统用于控制反冲洗水泵、排泥泵以及过滤转盘的启停。

7.根据权利要求6的一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，滤布滤池内设置有用于监测液位变化的压力传感器，PLC自动控制系统根据压力传感器数值的变化控制反冲洗水泵的启停。

8.根据权利要求5的一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，滤布滤池的过滤转盘底部设置为斗形池底。

9.一种改良型MBBR工艺的污水处理方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项的改良型MBBR工艺的污水处理装置，包括以下步骤：

(1)通过在污水收集管道收集污水至格栅池，清除污水中的大颗粒杂质，然后污水通过管道进入调节池，进行水质水量的调节及均衡；

(2)污水继续泵送至一体化MBBR设备中，依次流入厌氧池、缺氧池、好氧池进行生化处理；

(3)污水经生化处理后，一部分污水进入沉淀池进行固液分离，另一部分回流至缺氧池进行脱氮除磷；

(4)沉淀池分离出来的污泥一部分排入污泥浓缩池进行浓缩，另一部分回流至厌氧段进行反硝化；

(5)沉淀池出水进入过滤装置进行过滤，进一步去除悬浮物后进入消毒系统进行消毒，然后经出水流量堰达标排放。

10.根据权利要求9的一种改良型MBBR工艺的污水处理方法，其特征在于，过滤装置过滤饱和后定期进行反冲洗，且反冲洗水回流至调节池。

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