CN117534204A - 一种基于水凝胶球的sbr污水处理系统及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于水凝胶球的SBR污水处理系统及工艺，涉及污水处理技术领域。处理系统包括SBR池体、滗水器、MBR沉淀池、曝气装置、排泥泵、搅拌装置和固化池；处理工艺包括使用水凝胶球的SBR污水处理工艺流程，以及水凝胶球回收再生和循环利用。水凝胶球应用在SBR污水处理工艺中，将活性污泥包埋进水凝胶球内，可以保持污泥的活性，水凝胶球表面也可以附着微生物，从外至内形成好氧区、缺氧区，有利于生物脱氮；水凝胶球包埋吸附剂，提升了水凝胶球的吸附性能，有利于提升污水净化效果；设置MBR沉淀池对SBR池出水进行MBR膜过滤，可将水凝胶球碎片和活性污泥滤出；设置搅拌装置和固化池对破碎的水凝胶球进行重新再造，提升了水凝胶球的利用率。

Description

一种基于水凝胶球的SBR污水处理系统及工艺
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种基于水凝胶球的SBR污水处理系统及工艺。
背景技术
SBR污水处理工艺，即序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor ActivatedSludge Process)，是基于以悬浮生长的微生物在好氧条件下对污水中的有机物、氨氮等污染物进行降解的废水生物处理活性污泥法的工艺。SBR工艺是一种间歇性活性污泥处理技术，通过在一个反应器中完成曝气、沉淀和排水等过程，实现污水的净化。
水凝胶球在SBR污水处理工艺中可以发挥重要作用。水凝胶球是一类极为亲水的三维网络结构凝胶，具有多孔结构，可以吸附并携带大量微生物，如细菌、原生动物和后生动物等，这些微生物在水凝胶球的表面和内部进行代谢活动，将污水中的有机物质转化为无害的物质，从而实现污水的净化。水凝胶球可以作为SBR反应器中的一种微生物载体，为微生物提供附着生长的环境，增加了污水中的有机物质与微生物接触的机会，有利于提高净化效率。此外，由于水凝胶球的吸附作用，污水中的有机物质被有效去除，减少了污泥的产生量。
在实际应用过程中，水凝胶球在好氧池中曝气的作用下，由于相互碰撞、气体冲刷、内部活性污泥增殖等情况，加上自身的水溶性等原因，水凝胶球在水体中7—10天就会逐步破碎解体，破碎后的凝胶球碎片会进一步解体为细小悬浮物并释放活性污泥，影响出水水质，且破碎的凝胶球碎片无法再次投入使用，利用率不高。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种基于水凝胶球的SBR污水处理系统及工艺，利用水凝胶提升SBR污水处理工艺的处理效果，并对破碎的水凝胶球碎片回收再生后重复使用，提高了水凝胶球的利用率。
本发明的技术方案是这样实现的：一方面，本发明提供了一种基于水凝胶球的SBR污水处理系统，包括SBR池体、滗水器、MBR沉淀池、曝气装置、排泥泵、搅拌装置和固化池，其中，
所述SBR池体上方一侧设有污水入口，所述SBR池体内填充有水凝胶球；
所述滗水器位于所述SBR池体上方与所述污水入口相对的另一侧，所述滗水器的出水端连接所述MBR沉淀池；
所述MBR沉淀池，用于过滤水体并使水体中的水凝胶球碎片悬浮物和活性污泥沉淀下来；
所述曝气装置，用于向所述SBR池体和所述MBR沉淀池提供生物降解所需的氧气；
所述排泥泵，用于将所述MBR沉淀池底部的水凝胶球碎片和活性污泥混合沉淀物排出；
所述搅拌装置，用于将水凝胶球碎片和活性污泥混合沉淀物加热，并加水溶解得到均匀混合物；
所述固化池，用于将溶解得到的均匀混合物制备成包埋活性污泥的水凝胶球，即再生水凝胶球。
SBR池体内填充有水凝胶球，主要是为了增强污水处理的效果。水凝胶球是一种高分子材料，能够吸收和释放水分。在SBR池体中，水凝胶球可以起到以下几个作用：1、增加微生物附着面积：水凝胶球的表面提供了大量的附着点，有利于微生物在其表面生长和繁殖，从而增加池体内的生物量，提高污水处理效率；2、提高传质效率：水凝胶球的多孔结构有利于污水中的有机物和氧气等物质的传质过程，从而促进微生物对有机物的降解，提高污水处理的效率；3、缓冲水质波动：水凝胶球可以吸收和释放水分，对于进水水质的波动起到一定的缓冲作用，有助于维持池体内的微生物生态系统的稳定，提高污水处理效果；4、减少污泥产量：水凝胶球可以提供更多的附着点，使得部分微生物在其表面形成生物膜，从而减少污泥的产量，这可以降低污泥处理成本，减轻后续处理的负担。总之，SBR池体内填充水凝胶球，可以增强污水处理的效果，提高处理效率，降低处理成本。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述MBR沉淀池包括膜生物反应器和沉淀池，其中，
所述膜生物反应器位于所述MBR沉淀池内，并位于所述沉淀池的上方，所述膜生物反应器用于对污水进行生物降解和过滤；
所述沉淀池，用于容纳水体中的水凝胶球碎片和活性污泥混合沉淀物。
水凝胶球在长期使用过程中，会受到微生物、化学物质和物理作用等影响，水凝胶球的结构会逐渐受到破坏，从而导致破裂，破碎后的凝胶球碎片会进一步解体为细小悬浮物并释放活性污泥，影响出水水质。MBR沉淀池的工作原理是使用超滤膜截留破碎后的凝胶球碎片及污泥等，从而提高出水水质，水体经过膜生物反应器过滤之后排放，而凝胶球碎片及污泥则沉淀于沉淀池底部。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述曝气装置包括风机、曝气管和曝气盘，其中，
所述风机，用于提供生物降解所需的氧气；
所述曝气管包括两根，两根所述曝气管的进气端与所述风机的出风口连接，两根所述曝气管的出气端分别设于所述SBR池体的底部和所述膜生物反应器的下方；
所述曝气盘设于所述曝气管的出气端上方，用于输出气体。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括搅拌装置，所述排泥泵设于所述排泥泵和所述固化池之间，用于将水凝胶球碎片和活性污泥混合沉淀物加热溶解，使其混合均匀。
加热可以促进水凝胶球碎片分子链的重新排列和交联，从而使其恢复原有的性质和形状，促进水凝胶的再生。
另一方面，本发明还提供了一种基于水凝胶球的SBR污水处理工艺，采用上述基于水凝胶球的SBR污水处理系统，包括以下步骤：
S1：污水进入SBR池体，并加入水凝胶球，开启曝气装置进行曝气；
S2：污水达到预定水位时，停止进水，继续曝气；
S3：关闭曝气装置停止曝气，让污泥沉降至SBR池体底部；
S4：将SBR池体的上清液通过滗水器排到MBR沉淀池内，经过膜生物反应器过滤后将清水排出，水体中的水凝胶球碎片和活性污泥等沉淀到沉淀池底部，完成一轮进水周期；
S5：将沉淀池中的水凝胶球碎片和活性污泥经过排泥泵输送到搅拌装置，并加入去离子水，搅拌溶解得到混合物；
S6：将得到的混合物输送到固化池，制备成包埋活性污泥的水凝胶球后再次投入到SBR池体。
本申请的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺包括了水凝胶球的使用及回收再生，水凝胶球的使用，从而提高净化效率和净化效果，将水凝胶球从污水中分离出来，进行回收再生并再次投入使用，从而降低成本和资源浪费。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤4中，水凝胶球的投入量为50～200g/每立方米污水。
水凝胶球的用量过少或过多都可能对SBR污水处理的效果产生影响。如果水凝胶球的用量过少，无法充分吸附污水中的污染物，导致处理效果不佳，这是因为水凝胶球的吸附能力有限，如果用量不足，就无法充分利用其吸附性能，导致污水中的污染物无法被有效去除，导致处理后的水质不达标，或者需要更长的处理时间才能达到预期的处理效果；相反，如果水凝胶球的用量过多，过多的水凝胶球可能会阻碍污水的流动，增加污水的处理时间，甚至可能影响污水的处理效果，甚至可能导致处理设备的堵塞或故障，此外，过多的水凝胶球也可能会增加污水的处理成本，因为需要更多的材料和资源来处理这些水凝胶球。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤S5中，固化池内装有质量分数为0.5％～4％的氯化钙溶液。
在固化池中，无机盐可作为交联剂与水凝胶中的聚合物分子发生反应，形成三维网络结构，使水凝胶球具有较好的机械性能和稳定性，无机盐溶液的浓度影响水凝胶球的性能，浓度过高会导致水凝胶的交联点过多，使水凝胶变得过于紧密，影响其吸水性、溶胀性和机械性能；相反，浓度过低会导致水凝胶的交联点不足，使水凝胶的结构不够稳定，容易发生变形和破裂，也可能导致水凝胶的吸水性能下降，使其无法有效吸附和固定水分。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述水凝胶球由聚合物单体、吸附剂、活性污泥、交联剂为原料制备得到，所述聚合物单体、吸附剂、活性污泥、交联剂的质量比为1～1.5:1～2:5～15:1。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述活性污泥含有假单胞菌、不动杆菌、芽孢杆菌、硝化细菌中的一种或多种。
本申请的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺选取的水凝胶球制备方法简单，便于回收再生，包埋吸附剂能够增强水凝胶球的吸附性能，从而提升其净化污水的能力。吸附剂通常是一种具有高比表面积和多孔结构的物质，能够有效地吸附和去除污水中的污染物质。将吸附剂包埋在水凝胶球中，可以充分利用水凝胶球的吸附性能和吸附剂的吸附性能，从而提高对污染物的去除效率。一方面，水凝胶球的多孔结构和交联网络可以提供良好的吸附性能。另一方面，包埋的吸附剂可以进一步增强水凝胶球的吸附能力，特别是对于那些具有高分子量、大分子尺寸或疏水性的污染物。通过包埋吸附剂，可以提供更多的吸附位点和活性中心，促进对污染物的吸附和固定。将活性污泥包埋进水凝胶球内，可以保持污泥的活性，水凝胶球表面也可以附着微生物，从外至内形成好氧区、缺氧区，有利于生物脱氮，提升污水处理效果。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述聚合物单体包括聚乙二醇、海藻酸钠、丙烯酸酯类单体中的一种或多种。
聚乙二醇(PEG)是一种常用的生物相容性高分子材料，可以通过聚合反应制备成水凝胶球，它具有较好的化学稳定性和生物相容性，可以用于制备温度敏感型水凝胶球；海藻酸钠是一种天然多糖，可以通过与钙离子交联制备生物相容性水凝胶球，它具有较好的生物相容性和吸附性能，可以作为污水处理中的吸附材料；丙烯酸酯类单体可以用于制备聚合物刷子，这些聚合物刷子可以与其他单体进行共聚反应，制备出具有特定性能和功能的水凝胶球。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述吸附剂包括ZnO2纳米颗粒、SiO2纳米颗粒、氧化石墨烯纳米片、活性炭中的至少一种。
在污水处理中，ZnO2纳米颗粒、SiO2纳米颗粒、氧化石墨烯纳米片和活性炭等吸附剂可以用于增强水凝胶球的吸附性能。ZnO2纳米颗粒具有较高的比表面积和吸附性能，可以有效地吸附污水中的重金属离子和有机物。SiO2纳米颗粒则具有较好的生物相容性和稳定性，可以用于制备具有较好吸附性能和稳定性的水凝胶球。氧化石墨烯纳米片具有优异的吸附性能和导电性，可以用于吸附污水中的有机物和重金属离子。活性炭则具有高比表面积、多孔结构和较好的吸附性能，可以用于吸附污水中的有机物和异味等。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤5中，依据搅拌溶解前混合物质量的0.05～0.1倍补充聚合物单体，并依据搅拌溶解前混合物质量的20～40倍加入去离子水。
在再生过程中，水凝胶球的碎片需要重新连接起来，形成一个完整的球体，聚合物单体是水凝胶球的主要成分之一，通过补充聚合物单体，可以保持水凝胶球的形态和稳定性，使其在再生过程中能够保持均匀的分布和一致的厚度。。
本发明的基于水凝胶球的SBR污水处理系统及工艺相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)将水凝胶球应用在SBR污水处理工艺中，将活性污泥包埋进水凝胶球内，可以保持污泥的活性，水凝胶球表面也可以附着微生物，从外至内形成好氧区、缺氧区，有利于生物脱氮；
(2)设置MBR沉淀池对SBR池出水进行MBR膜过滤，将水体中的水凝胶球碎片和活性污泥滤出，保证出水达标排放；
(3)设置搅拌装置和固化池对破碎的水凝胶球进行重新再造成包埋活性污泥的水凝胶球，提升了水凝胶球的利用率：
(4)制备水凝胶的原料中添加ZnO2纳米颗粒、SiO2纳米颗粒、氧化石墨烯纳米片、活性炭中的至少一种，提升了水凝胶球的吸附性能，有利于加强对污水的净化效果。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的基于水凝胶球的SBR污水处理系统的工艺流程图；
附图标记：1、SBR池体；2、滗水器；3、MBR沉淀池；31、膜生物反应器；32、沉淀池；4、曝气装置；41、风机；42、曝气管；43、曝气盘；5、排泥泵；6、固化池；7、搅拌装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理系统，包括SBR池体1、滗水器2、MBR沉淀池3、曝气装置4、排泥泵5、固化池6和搅拌装置7，其中，SBR池体1上方一侧设有污水入口，SBR池体1内填充有水凝胶球；滗水器2位于SBR池体1上方与污水入口相对的另一侧，滗水器2的出水端连接MBR沉淀池3；MBR沉淀池3用于过滤水体并使水体中的水凝胶球碎片悬浮物和活性污泥沉淀下来；曝气装置4用于向SBR池体1和MBR沉淀池3提供生物降解所需的氧气；排泥泵5用于将MBR沉淀池3底部的水凝胶球碎片和活性污泥混合沉淀物排出；固化池6用于将水凝胶球碎片和活性污泥混合沉淀物制备成包埋活性污泥的水凝胶球，即再生水凝胶球；搅拌装置7设于排泥泵5和固化池6之间，用于将水凝胶球碎片和活性污泥混合沉淀物加热溶解，使其混合均匀。
MBR沉淀池3包括膜生物反应器31和沉淀池32，其中，膜生物反应器31位于MBR沉淀池3内，并位于沉淀32池的上方，膜生物反应器31用于对污水进行生物降解和过滤；沉淀池32用于容纳水体中的水凝胶球碎片和活性污泥混合沉淀物。
曝气装置4包括风机41、曝气管42和曝气盘43，其中，风机41用于提供生物降解所需的氧气；曝气管42包括两根，两根曝气管42的进气端与风机41的出风口连接，两根曝气管42的出气端分别设于SBR池体1的底部和膜生物反应器31的下方；曝气盘43设于所述曝气管42的出气端上方，用于输出气体。
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺，包括以下步骤：
S1：污水进入SBR池体1，并加入水凝胶球，水凝胶球的投入量为100g/每立方米污水，开启曝气装置4进行曝气；
S2：污水达到预定水位时，停止进水，继续曝气；
S3：关闭曝气装置4停止曝气，让污泥沉降至SBR池体1底部；
S4：将SBR池体1的上清液通过滗水器2排到MBR沉淀池3内，经过膜生物反应器31过滤后将清水排出，水体中的水凝胶球碎片和活性污泥等沉淀到沉淀池32底部，完成一个处理周期；
S5：将沉淀池中的水凝胶球碎片和活性污泥经过排泥泵5输送到搅拌装置6，依据搅拌前混合物质量，加入0.08倍的海藻酸钠和30倍的去离子水，搅拌溶解得到混合物；
S6：将得到的混合物输送到固化池7，固化池7内装有质量分数为2％的氯化钙溶液，将混合物滴加到氯化钙溶液中，固化2h后制备成包埋活性污泥的水凝胶球，然后再次投入到SBR池体1。
步骤S1中，水凝胶球的具体制备方法：
依据重量份，将1.2份的海藻酸钠、1.5份的氧化石墨烯加入50份的去离子水中，搅拌并超声分散使其混合均匀，制备出分散液；
依据重量份，将1份的CaCl2配制成质量分数为l0％的CaCl2溶液，将上述分散液滴入质量分数为5％的CaCl2溶液中固化，2h后取出，然后用去离子水反复冲洗，50℃干燥6h，得到水凝胶球。
实施例2
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理系统与实施例1相同。
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺与实施例1相同，区别在于：
S1中，水凝胶球的投入量为20g/每立方米污水。
实施例3
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理系统与实施例1相同。
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺与实施例1相同，区别在于：
S1中，水凝胶球的投入量为50g/每立方米污水。
实施例4
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理系统与实施例1相同。
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺与实施例1相同，区别在于：S1中，水凝胶球的投入量为200g/每立方米污水。
实施例5
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理系统与实施例1相同。
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺与实施例1相同，区别在于：S1中，水凝胶球的投入量为300g/每立方米污水。
实施例6
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理系统与实施例1相同。
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺与实施例1相同，区别在于：S5中，不加海藻酸钠。
实施例7
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理系统与实施例1相同。
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺与实施例1相同，区别在于：S5中，加入0.05倍的海藻酸钠。
实施例8
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理系统与实施例1相同。
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺与实施例1相同，区别在于：S5中，加入0.1倍的海藻酸钠。
实施例9
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理系统与实施例1相同。
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺与实施例1相同，区别在于：
S5中，加入0.4倍的海藻酸钠。
实施例10
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理系统与实施例1相同。
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺与实施例1相同，区别在于：
S6中，固化池7内装有质量分数为0.5％的氯化钙溶液，固化5h后制备成包埋活性污泥的水凝胶球，然后再次投入到SBR池体1。
实施例11
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理系统与实施例1相同。
本实施例的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺与实施例1相同，区别在于：
S6中，固化池内装有质量分数为4％的氯化钙溶液，固化1h后制备成包埋活性污泥的水凝胶球，然后再次投入到SBR池体。
对比例1
本对比例的SBR污水处理系统，包括SBR池体1、滗水器2、MBR沉淀池3、曝气装置4和排泥泵5其中，SBR池体1上方一侧设有污水入口；滗水器2位于SBR池体1上方与污水入口相对的另一侧，滗水器2的出水端连接MBR沉淀池3；MBR沉淀池3用于过滤水体并使水体中的活性污泥等污染物沉淀下来；曝气装置4用于向SBR池体1和MBR沉淀池3提供生物降解所需的氧气；排泥泵5用于将MBR沉淀池3底部的活性污泥等污染物排出。
MBR沉淀池3包括膜生物反应器31和沉淀池32，其中，膜生物反应器31位于MBR沉淀池3内，并位于沉淀32池的上方，膜生物反应器31用于对污水进行生物降解和过滤；沉淀池32用于容纳水体中的活性污泥等污染物。
曝气装置4包括风机41、曝气管42和曝气盘43，其中，风机41用于提供生物降解所需的氧气；曝气管42包括两根，两根曝气管42的进气端与风机41的出风口连接，两根曝气管42的出气端分别设于SBR池体1的底部和膜生物反应器31的下方；曝气盘43设于所述曝气管42的出气端上方，用于输出气体。
本对比例的SBR污水处理工艺，包括以下步骤：
S1：污水进入SBR池体1，开启曝气装置4进行曝气；
S2：污水达到预定水位时，停止进水，继续曝气；
S3：关闭曝气装置4停止曝气，让污泥沉降至SBR池体底部；
S4：将SBR池体的上清液通过滗水器排到MBR沉淀池3内，经过膜生物反应器31过滤后将清水排出，水体中的活性污泥等污染物沉淀到沉淀池32底部，完成一个处理周期；
S5：将沉淀池32中的活性污泥等污染物经过排泥泵5排出。
对比例2
本对比例的SBR污水处理系统，包括SBR池体1、滗水器2、曝气装置4和排泥泵5其中，SBR池体1上方一侧设有污水入口；滗水器2位于SBR池体1上方与污水入口相对的另一侧；曝气装置4用于向SBR池体1提供生物降解所需的氧气；排泥泵5用于将SBR池体1底部的活性污泥等污染物排出。
曝气装置4包括风机41、曝气管42和曝气盘43，其中，风机41用于提供生物降解所需的氧气；曝气管42的进气端与风机41的出风口连接，曝气管42的出气端设于SBR池体1的底部；曝气盘43设于所述曝气管42的出气端上方，用于输出气体。
本对比例的SBR污水处理工艺，包括以下步骤：
S1：污水进入SBR池体1，开启曝气装置4进行曝气；
S2：污水达到预定水位时，停止进水，继续曝气；
S3：关闭曝气装置4停止曝气，让污泥沉降至SBR池体底部；
S4：将SBR池体1的上清液通过滗水器2排出，完成一个处理周期；
S5：将SBR池体1中的活性污泥等污染物经过排泥泵5排出。
对比例3
本对比例的基于水凝胶球的SBR污水处理系统与对比例2相同。
本对比例的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺与对比例2相同，区别在于：
S1中，加入水凝胶球，水凝胶球的投入量为100g/每立方米污水。
步骤S1中，水凝胶球的具体制备方法与实施例1相同。
试验采用武汉经济技术开发区生活污水，主要参数为：COD为80～250mg/L，氨氮浓度为58～75mg/L，总磷浓度3～5mg/L；SBR池体容量20L，一轮进水周期，污水进水时间40min，曝气时间1.5h，沉降时间3小时，排水时间25min，排水比60％，测量污水进水和最终出水的COD、氨氮、总磷浓度，计算COD、氨氮、总磷去除率。
检测方法：COD的检测，参照《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(GB 11914-89)进行检测；氨氮的检测，参照《水质氨氮的测定纳氏试剂光度法》(HJ 535-2009)进行检测；总磷的检测，参照《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》(GB 11893-89)进行检测。
实施例1～11完成七轮进水周期后，将水凝胶球碎片和活性污泥制备成再生的水凝胶球后，再次投入到SBR池体，然后进行第八轮进水周期。
实验结果分析：
由实施例1～5及对比例1的对比可知：在SBR污水处理工艺中应用水凝胶球，能够提升污水处理效果；水凝胶球的用量过少或过多都可能对SBR污水处理的效果产生影响，水凝胶球用量过少，则无法充分吸附污水中的污染物，处理效果不佳，水凝胶球的用量过多，可能会阻碍污水的流动，影响污水的处理效果。
由实施例1及对比例3的对比可知：基于水凝胶球的SBR污水处理系统连续运行一段时间后，由于受到微生物、化学物质和物理作用等影响，水凝胶球的结构会逐渐受到破坏而导致破裂，破碎后的凝胶球碎片会进一步解体为细小悬浮物并释放活性污泥，影响出水水质，将破碎的水凝胶球碎片再生后再次投入使用，不仅能够避免破碎后的凝胶球碎片影响出水水质，还能够提高水凝胶球的利用率。
由实施例1及实施例6～9的对比可知：水凝胶球在使用的过程中，会损失部分聚合物单体，补充聚合物单体有利于水凝胶球的再生，且聚合物单体补充过多或过少都会对制备水凝胶球产生不利影响，进而影响污水处理效果。具体来说，如果聚合物单体补充过多，会导致水凝胶球的硬度增加，影响其柔韧性和弹性，此外，过多的聚合物还可能导致水凝胶球的孔径变小，影响其吸附性能；相反，如果聚合物单体补充过少，会导致水凝胶球的强度和稳定性不足，容易破损或变形，聚合物量不足还可能影响水凝胶球的吸附性能，使其无法有效去除污水中的污染物，也可能导致污水处理效果不佳。
由实施例1及实施例10～11的对比可知：氯化钙溶液的浓度对水凝胶的质量和性能有重要影响。如果氯化钙的浓度过高，会导致水凝胶的交联点过多，使水凝胶变得过于紧密，影响其吸水性和溶胀性，同时，过高的氯化钙浓度也可能导致水凝胶的机械性能下降，使其变得脆弱易碎；相反，如果氯化钙的浓度过低，会导致水凝胶的交联点不足，使水凝胶的结构不够稳定，容易发生变形和破裂，此外，过低的氯化钙浓度也可能导致水凝胶的吸水性能下降，使其无法有效吸附和固定水分。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于水凝胶球的SBR污水处理系统，其特征在于：包括SBR池体(1)、滗水器(2)、MBR沉淀池(3)、曝气装置(4)、排泥泵(5)、搅拌装置(6)和固化池(7)，其中，
所述SBR池体(1)上方一侧设有污水入口，所述SBR池体(1)内填充有水凝胶球；
所述滗水器(2)位于所述SBR池体(1)上方与所述污水入口相对的另一侧，所述滗水器(2)的出水端连接所述MBR沉淀池(3)；
所述MBR沉淀池(3)，用于过滤水体并使水体中的水凝胶球碎片悬浮物和活性污泥沉淀下来；
所述曝气装置(4)，用于向所述SBR池体(1)和所述MBR沉淀池(3)提供生物降解所需的氧气；
所述排泥泵(5)，用于将所述MBR沉淀池(3)底部的水凝胶球碎片和活性污泥混合沉淀物排出；
所述搅拌装置(6)，用于将水凝胶球碎片和活性污泥混合沉淀物加热，并加水溶解得到均匀混合物；
所述固化池(7)，用于将溶解得到的均匀混合物制备成包埋活性污泥的水凝胶球，即再生水凝胶球。
2.如权利要求1所述的基于水凝胶球的SBR污水处理系统，其特征在于：所述MBR沉淀池(3)包括膜生物反应器(31)和沉淀池(32)，其中，
所述膜生物反应器(31)位于所述MBR沉淀池(3)内，并位于所述沉淀(32)池的上方，所述膜生物反应器(31)用于对污水进行生物降解和过滤；
所述沉淀池(32)，用于容纳水体中的水凝胶球碎片和活性污泥混合沉淀物。
3.如权利要求1所述的基于水凝胶球的SBR污水处理系统，其特征在于：所述曝气装置(4)包括风机(41)、曝气管(42)和曝气盘(43)，其中，
所述风机(41)，用于提供生物降解所需的氧气；
所述曝气管(42)包括两根，两根所述曝气管(42)的进气端与所述风机(41)的出风口连接，两根所述曝气管(42)的出气端分别设于所述SBR池体(1)的底部和所述膜生物反应器(31)的下方；
所述曝气盘(43)设于所述曝气管(42)的出气端上方，用于输出气体。
4.一种基于水凝胶球的SBR污水处理工艺，采用权利要求1-3任一项所述基于水凝胶球的SBR污水处理系统，其特征在于：包括以下步骤：
S1：污水进入SBR池体，并加入水凝胶球，开启曝气装置进行曝气；
S2：污水达到预定水位时，停止进水，继续曝气；
S3：关闭曝气装置停止曝气，让污泥沉降至SBR池体底部；
S4：将SBR池体的上清液通过滗水器排到MBR沉淀池内，过滤后将清水排出，水体中的水凝胶球碎片和活性污泥等沉淀到MBR沉淀池底部，完成一轮进水周期；
S5：将沉淀池中的水凝胶球碎片和活性污泥经过排泥泵输送到搅拌装置，并加入去离子水，搅拌溶解得到混合物；
S6：将得到的混合物输送到固化池，制备成包埋活性污泥的水凝胶球后再次投入到SBR池体。
5.如权利要求4所述的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺，其特征在于：所述步骤S1中，水凝胶球的投入量为50～200g/每立方米污水。
6.如权利要求4所述的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺，其特征在于：所述步骤S5中，固化池内装有质量分数为0.5％～4％的氯化钙溶液。
7.如权利要求4所述的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺，其特征在于：所述水凝胶球由聚合物单体、吸附剂、活性污泥、交联剂为原料制备得到，所述聚合物单体、吸附剂、活性污泥、交联剂的质量比为1～1.5:1～2:5～15:1。
8.如权利要求7所述的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺，其特征在于：所述活性污泥含有假单胞菌、不动杆菌、芽孢杆菌、硝化细菌中的一种或多种。
9.如权利要求7所述的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺，其特征在于：所述聚合物单体包括聚乙二醇、海藻酸钠、丙烯酸酯类单体中的一种或多种；所述吸附剂包括ZnO2纳米颗粒、SiO2纳米颗粒、氧化石墨烯纳米片、活性炭中的一种或多种。
10.如权利要求7所述的基于水凝胶球的SBR污水处理工艺，其特征在于：所述步骤S5中，依据搅拌溶解前混合物质量的0.05～0.1倍补充聚合物单体，并依据搅拌溶解前混合物质量的20～40倍加入去离子水。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0475542A1 (de) * 1990-08-24 1992-03-18 Preussag Noell Wassertechnik GmbH Verfahren und Anlage zur Entfernung von Schwermetallen aus wässrigen Medien durch Bioadsorber
CN1915863A (zh) * 2006-08-29 2007-02-21 南京大学 一种固定化污泥去除富营养化水体中氮、磷的方法
KR20160141156A (ko) * 2015-05-28 2016-12-08 주식회사 신라엔텍 미생물 담체와 이를 이용한 생물학적 및 화학적 처리를 병합한 하폐수의 고도처리방법
CN110981079A (zh) * 2019-11-26 2020-04-10 浙江永续环境工程有限公司 一种应用微生物载体的污水处理工艺
CN112093972A (zh) * 2019-06-18 2020-12-18 上海睿易环境科技有限公司 一种生物法工业废水处理系统及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0475542A1 (de) * 1990-08-24 1992-03-18 Preussag Noell Wassertechnik GmbH Verfahren und Anlage zur Entfernung von Schwermetallen aus wässrigen Medien durch Bioadsorber
CN1915863A (zh) * 2006-08-29 2007-02-21 南京大学 一种固定化污泥去除富营养化水体中氮、磷的方法
KR20160141156A (ko) * 2015-05-28 2016-12-08 주식회사 신라엔텍 미생물 담체와 이를 이용한 생물학적 및 화학적 처리를 병합한 하폐수의 고도처리방법
CN112093972A (zh) * 2019-06-18 2020-12-18 上海睿易环境科技有限公司 一种生物法工业废水处理系统及方法
CN110981079A (zh) * 2019-11-26 2020-04-10 浙江永续环境工程有限公司 一种应用微生物载体的污水处理工艺

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