CN205821108U - 一种一体化mbr污水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体化MBR污水处理设备，包括设备本体、曝气系统、排水系统、污泥回流系统、填料系统和电控系统，设备本体呈长筒形水平布置，设备本体的内部由多道隔板从左至右依次分隔为厌氧区、缺氧区、好氧区、MBR膜区和清水区，所述各区的上端中部分别设有人孔，在设备本体的左上端设有与厌氧区相连通的进水管，设备本体的右上端设有出水管，在厌氧区、缺氧区和好氧区均悬挂有若干填料串。其结构更为科学合理，并能以同等容积的罐体来使其污水处理效果更好，更为高效，更加节能，同时针对COD、BOD、氨氮、总磷有处理效果，维护起来更加简便的一体化生活污水处理设备。

Description

一种一体化MBR污水处理设备

技术领域

本实用新型涉及环保领域，尤其是涉及一种用厌氧–缺氧-好氧-MBR膜生物反应处理工艺处理污水的一体化污水处理设备。

背景技术

中低浓度有机废水，例如生活污水中含有大量有机物，也含有各种病毒、细菌和寄生虫卵等，还有无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐等等，极易产生恶臭污染环境，对人体及各类动植物危害极大，因此需要无害化处理。目前生活污水大多采用一级预处理加二级生化处理的方法，其中二级生化处理包括活性污泥法处理工艺和生物膜处理工艺，主要包括生物接触氧化，SBR法，氧化沟法，A/O法等，这些处理工艺缺点：占地面积大，运行操作复杂，投资高，能耗大，污泥产量较高，出水水质差，建设周期长。不能满足人们的需求。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，所要解决的技术问题是提供一种一体化MBR污水处理设备，其结构更为科学合理，并能以同等容积的罐体来使其污水处理效果更好，更为高效，更加节能，同时针对COD、BOD、氨氮、总磷有处理效果，维护起来更加简便的一体化生活污水处理设备。

本实用新型是通过以下技术方案使上述技术问题得以解决。

一种一体化MBR污水处理设备，包括设备本体、曝气系统、排水系统、污泥回流系统、填料系统和电控系统，设备本体呈长筒形水平布置，设备本体的内部由多道隔板从左至右依次分隔为厌氧区、缺氧区、好氧区、MBR膜区和清水区，所述各区的上端中部分别设有人孔，在设备本体的左上端设有与厌氧区相连通的进水管，设备本体的右上端设有出水管，在厌氧区、缺氧区和好氧区均悬挂有若干填料串。

作为优选，厌氧区与缺氧区底部相通，缺氧区与好氧区顶部相通，好氧区和MBR膜区底部相通，MBR膜区与清水区通过MBR产水管在清水区顶部相通。

作为优选，曝气系统由设置在好氧区的曝气器及连通设备房内风机和设备本体的管道阀门组成并通过电控系统控制。

作为优选，曝气器设置在好氧区的底部，曝气器由水平布置的曝气管和设置在曝气管上表面的若干个微孔曝气盘构成。

作为优选，排水系统由设置在MBR膜区的MBR膜组件、液位浮球及管阀构成，排水系统与设备房的抽吸泵连通并通过电控系统控制。

作为优选，污泥回流系统包括设置在MBR膜区的污泥回流泵及与厌氧区连通的管道阀门。

作为优选，清水区的顶部设有与出水管相配合的溢流堰。

本实用新型的有益效果：

1.本设备为一体化结构，整体结构紧凑，占地面积小，建设周期短，投资成本低，主要针对中低浓度有机废水的处理，废水经主反应区进行周期循环厌氧-缺氧-好氧处理而净化，再经MBR膜过滤后达标外排。设备进水-生化处理-排水全过程为自动完成，能有效地提高处理效率，增强处理能力。运行简单，便于维护，能有效延长设备的使用寿命。

2.设备本体通过多道隔板分隔形成各区，布局合理，设备房可设置在设备本体外部，能够减少对罐体内用于污水生化反应的空间的占用，促进罐体内部进行更充分的生化反应，获得更好的污水处理效果。

3.通过在厌氧区、缺氧区和好氧区均悬挂设置若干填料串，能够最大程度的提供设备内污泥浓度，进行更加充分的生化反应。

4.好氧区底部的曝气器能够产生大量气泡，不但增加污水的含氧浓度，提高处理效率，而且通过气泡将污泥带走进而防止MBR膜区堵塞。

附图说明

图1是本实用新型的剖视结构示意图；

图2是A²/O法工艺流程框图。

图中：1-隔板，2-厌氧区，3-缺氧区，4-好氧区，5-MBR膜区，6-清水区，7-人孔，8-进水管，9-出水管，10-填料串，11-曝气器，12-溢流堰。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本实用新型进行详细的说明。

如图1所示的本实用新型一种一体化MBR污水处理设备，包括设备本体、曝气系统、排水系统、污泥回流系统、填料系统和电控系统。设备本体呈长筒形水平布置，设备本体的内部由多道隔板1从左至右依次分隔为厌氧区2、缺氧区3、好氧区4、MBR膜区5和清水区6。其中，厌氧区2与缺氧区3底部相通，缺氧区3与好氧区4顶部相通，好氧区4和MBR膜区5底部相通，MBR膜区5与清水区6通过MBR产水管在清水区6顶部相通。所述各区的上端中部分别设有人孔7。在设备本体的左上端设有与厌氧区2相连通的进水管8，设备本体的右上端设有出水管9，清水区6的顶部设有与出水管9相配合的溢流堰12。在厌氧区2、缺氧区3和好氧区4均悬挂有若干填料串10，能够最大程度的提供设备内污泥浓度，进行更加充分的生化反应。曝气系统由设置在好氧区4的曝气器11及连通设备房内风机和设备本体的管道阀门组成并通过电控系统控制。曝气器11设置在好氧区4的底部，曝气器11由水平布置的曝气管和设置在曝气管上表面的若干个微孔曝气盘构成。排水系统由设置在MBR膜区5的MBR膜组件、液位浮球及管阀构成，排水系统与设备房的抽吸泵连通并通过电控系统控制。污泥回流系统包括设置在MBR膜区5的污泥回流泵及与厌氧区2连通的管道阀门。

污水从进水管8进入厌氧区2，进行厌氧处理，再通过缺氧区3进水口自流进入缺氧区3处理，然后通过好氧区4进水口自流进入好氧区4处理，之后通过MBR膜区5进水口自流进入MBR膜区5进行泥水分离，清水通过MBR膜组件进入清水区6，浓缩的污泥通过污泥回流泵回流至厌氧区2，实现整个污水处理过程。厌氧区的溶解氧浓度为0.2mg/L以下，缺氧处理的溶解氧浓度为0.5mg/L左右，好氧处理的溶解氧浓度为2—3mg/L。

膜生物反应器(MBR)是利用超滤膜的选择透过性实现曝气池的生物富集，使得生物处理效率大幅度提高，生物处理后的污水经过膜分离后得到更洁净的出水。它是保护水环境，实现污水资源化的一项重要技术。膜生物反应器(MBR)工作原理是：首先通过高浓度活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物、氨氮等其他污染物，然后采用膜将净化后的水和活性污泥进行固液分离。该工艺使用膜分离技术取代常规工艺中的二沉池，用膜分离技术作为处理单元中富集生物的手段，而不是用沉淀回流污泥来增加曝气池中微生物的浓度。MBR对有机物的去除效果来自两个方面：一方面是生物反应器对有机物的降解作用，MBR系统中生物降解作用增强；另一方面是膜对有机物大分子物质的截留作用，大部分物质可以被截留在生物反应器内，获得比传统活性污泥更多的与微生物接触反应的时间，并有助于某些专性微生物的培养，提高有机物的去除效率。

A²/O(Anaerobic-Anoxic-Oxic)工艺也叫厌氧-缺氧-好氧工艺法。总氮、氨氮、总磷也是一个重要的污染控制指标。因此污水处理采用A²/O生物接触氧化工艺。A²/O法可同步除磷脱氮，其机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO<0.2mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO<0.5mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD5作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。

A2/O法主要由三部分组成：

1)厌氧反应器(A)：原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入，本反应器主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化；

2)缺氧反应器(A)：首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为100％-300％；

3)好氧反应器(O)：这一反应单元是多功能的，去除BOD5，硝化和吸收磷等均在此处进行。流量为100％-300％的混合液从这里回流到缺氧反应器。

其工艺流程参看附图2：

其中厌氧区(A)采用十分成熟的HUSB水解酸化工艺，即升流式水解酸化污泥床，是区别于传统水解酸化工艺的一种高效工艺单元，是由升流式厌氧污泥床发展演变而来，将运行方式改变为部分厌氧，即控制反应在水解和酸化阶段。该工艺处理城市污水具有停留时间短、无需机械搅拌装置的优点，并通过悬浮污泥层的物理截留和生物降解双重作用，实现良好的除污效果具有其他水解工艺无法比拟的优势。其基本特点是常温反应、对有机物和悬浮物去除效率高。HUSB反应器是新一代的高效水解反应器。污水经过HUSB反应器后，在该反应器中污水与污泥充分混合，利用水解酸化菌群的作用，迅速降解污水中有机物，形成以水解产酸菌为主的上流式污泥床，把大分子难降解或存在抑制作用的有机物分解成生化性高的小分子有机物、二氧化碳和水，除去部分有机污染物，提高污水的可生化性，减轻了后续单元的浓度负荷。

好氧区(O)采用了多级推流式生物接触氧化法(泥膜混合运行)，它的处理效果优于完全混合式或多级串联完全混合式生物氧化池。并且它比活性污泥池体积小，对水质适应性强，耐冲击性能好，出水水质稳定，不会产生污泥膨胀。同时在生物接触氧化池中采用了新型弹性立体填料，它具有实际比面积较大，微生物挂膜、脱膜方便，在同样有机负荷条件下，比其它填料对有机物的去除率高，能提高空气中的氧在水中的溶解度。而且生物接触氧化池其填料的体积负荷比较低，微生物处于自身氧化阶段，因此泥产量较少。此外，生物接触氧化池所产生污泥的含水率远远低于活性污泥池所产生污泥的含水率。因此，废水经处理后所产生的污泥量较少。

接触氧化法可降低系统内的悬浮污泥浓度，进而降低膜区污泥浓度，有效提高膜的出水运行时间和寿命。

A²/O工艺适用于对氮、磷排放指标均有要求的类城市污水处理，其特点如下：

1)工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建投资。

2)该工艺在厌氧、缺氧、好氧环境下交替运行，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善污泥沉降性能。

3)该工艺不需要外加碳源，节省运行费用。

4)膜生物反应系统(MBR)。

最终产水需要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，并作部分中水回用，因此须配置MBR深度处理系统，以实现水质全面达标。

膜生物反应器工艺(MBR工艺，Membrane Bio-Reactor)是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此，膜生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能，与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高，抗负荷冲击能力强，出水水质稳定，占地面积小，排泥周期长，易实现自动控制等优点，是目前最有前途的废水处理新技术之一。

膜生物反应器工艺在优化生化工艺方面的优越性：

1)MBR能高效地进行固液分离，出水水质好，另一方面使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)完全分离，使运行控制灵活。

2)MBR中活性污泥浓度高。从F/M的比值来看，M增大一倍(最高可达6000-12000mg/L)，活性污泥的负荷减少一半，反应器中营养物质仅能维持微生物生存，使剩余污泥排放量少，排泥周期长，减少污泥设备投资及处置费用。

3)MBR的膜截留作用使废水中的胶体、大分子被截留下来，另外生化反应中微生物的大分子代谢物也被截留在反应器内，这将有助于对微生物的驯化，这样水力停留时间短，但污泥停留时间大大延长，从而使微生物对有机物的去除进一步提高。

4)MBR的膜截留作用使生长缓慢的硝化菌不流失，浓度得以提高，从而提高了对氨氮的去除率。

5)MBR膜将活性污泥完全截流在池内，污泥浓度高，污泥负荷小，使得系统出水稳定并具有很强的耐冲击负荷能力。

6)膜材料微孔孔径为0.02～0.4μm，可以截留固体悬浮物和细菌，经膜出水的SS基本去除，浊度可以达到0.5NUT以下。

7)膜采用聚偏氟乙烯(PVDF)材质制造，具有优良的抗氧化性；出色的抗污染性。

8)采用MBR工艺，可省去二沉池，节省占地面积、土建投资。

流程说明：

经过预处理的餐饮废水、生活污水污水以及其他废水，由管网收集后，进入格栅井，格栅井设置一道人工粗格栅和一道人工细格栅。通过格栅拦污，去除长纤维杂质后进入隔油调节池，废水通过隔油段，进一步去除废水中的油脂，隔油段采用人工撇油。之后废水进入调节池，设置调节池的目的在于调节污水的水量和水质。

调节池内的废水通过提升泵提升至厌氧池(A级、升流式水解酸化污泥床)，在该反应器中污水与污泥充分混合，利用水解酸化菌群的作用，迅速降解污水中有机物，形成以水解产酸菌为主的上流式污泥床，把大分子难降解或存在抑制作用的有机物分解成生化性高的小分子有机物、二氧化碳和水，除去部分有机污染物，提高污水的可生化性，减轻了后续单元的浓度负荷。

同时回流污泥被回流至该池中，污泥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羟丁基酸)储存起来。

厌氧池出水自流进入缺氧池(A级)，同时多级接触氧化池(O级)内的混合液回流至该池，在缺氧池内，由于污水中有机物浓度较高，微生物处于缺氧状态，此时微生物为兼性微生物，它们将污水中有机氮转化为氨氮，同时利用有机碳源作为电子供体，将混合液中的NO2--N、NO3--N转化为N2，而且还利用部分有机碳源和氨氮合成新的细胞物质。所以缺氧池不仅具有一定的有机物去除功能，减轻后续O级生化池的有机负荷，以利于硝化作用进行，而且依靠污水中的高浓度有机物，完成反硝化作用，最终消除氮的富营养化污染。

经过厌氧池、缺氧池的生化作用，污水中仍有一定量的有机物和较高的氮氨、磷存在，为使有机物进一步氧化分解，同时在碳化作用趋于完全的情况下，硝化作用能顺利进行，特设置多级接触氧化池(O级)。

缺氧池(A级)出水自流进入多级接触氧化池(O级)，接触氧化池的处理依靠自养型细菌(硝化菌)完成，它们利用有机物分解产生的无机碳源或空气中的二氧化碳作为营养源，将污水中的氨氮转化为NO2--N、NO3--N。接触氧化池出水一部分进入MBR池进行泥水分离，另一部分回流至缺氧池(A级)进行内循环，以达到反硝化的目的。

同时聚磷菌在好氧条件下降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度的含磷污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到生物除磷的目的。

在厌氧池(A级)、缺氧池(A级)和接触氧化池(O级)中均安装有填料(泥膜混合运行)，整个生化处理过程由附着在填料上以及悬浮在水中的多种微生物来完成的。在厌氧池(A级)内溶解氧控制在0.2mg/l以下；在缺氧池(A级)内溶解氧控制在0.5mg/l左右，在接触氧化池(O级)内溶解氧控制在2-3mg/l以上。

接触氧化池(O级)出水流入MBR池，进行固液分离。MBR池设置曝气及膜过滤装置，好氧生化混合液经MBR膜过滤，清水经过流式紫外消毒器消毒排至清水池，可直接排放或作为中水回用于服务区冲厕、绿化，道路清扫及车库地面冲洗等工序。

浓缩液(污泥)回流至厌氧池(A级)。

本实用新型不局限于以上所述的优选实施方式，基于本领域的技术人员所能够获知的公知技术或者采用现有技术中所能够等效替换的各种变形及更改的实施方式，凡是基于本实用新型的精神或者技术构思，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种一体化MBR污水处理设备，包括设备本体、曝气系统、排水系统、污泥回流系统、填料系统和电控系统，其特征是：设备本体呈长筒形水平布置，设备本体的内部由多道隔板(1)从左至右依次分隔为厌氧区(2)、缺氧区(3)、好氧区(4)、MBR膜区(5)和清水区(6)，所述各区的上端中部分别设有人孔(7)，在设备本体的左上端设有与厌氧区(2)相连通的进水管(8)，设备本体的右上端设有出水管(9)，在厌氧区(2)、缺氧区(3)和好氧区(4)均悬挂有若干填料串(10)。

2.根据权利要求1所述的一体化MBR污水处理设备，其特征是：厌氧区(2)与缺氧区(3)底部相通，缺氧区(3)与好氧区(4)顶部相通，好氧区(4)和MBR膜区(5)底部相通，MBR膜区(5)与清水区(6)通过MBR产水管在清水区(6)顶部相通。

3.根据权利要求1所述的一体化MBR污水处理设备，其特征是：曝气系统由设置在好氧区(4)的曝气器(11)及连通设备房内风机和设备本体的管道阀门组成并通过电控系统控制。

4.根据权利要求3所述的一体化MBR污水处理设备，其特征是：曝气器(11)设置在好氧区(4)的底部，曝气器(11)由水平布置的曝气管和设置在曝气管上表面的若干个微孔曝气盘构成。

5.根据权利要求1所述的一体化MBR污水处理设备，其特征是：排水系统由设置在MBR膜区(5)的MBR膜组件、液位浮球及管阀构成，排水系统与设备房的抽吸泵连通并通过电控系统控制。

6.根据权利要求1所述的一体化MBR污水处理设备，其特征是：污泥回流系统包括设置在MBR膜区(5)的污泥回流泵及与厌氧区(2)连通的管道阀门。

7.根据权利要求1所述的一体化MBR污水处理设备，其特征是：清水区(6)的顶部设有与出水管(9)相配合的溢流堰(12)。