CN211367135U - 一种a2o-mbr一体化污水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种A2O‑MBR一体化污水处理设备，其包括厌氧区、缺氧区和好氧区以及控制器和设于好氧区内的MBR膜组件，厌氧区、缺氧区和好氧区内分别设有ORP监测装置，用于监测混合液的ORP值；好氧区内的底部设有微孔曝气装置，控制器能够根据好氧区内混合液的ORP值调节微孔曝气装置的曝气量；还包括用于将好氧区内的混合液通入缺氧区的一级泵，及用于将缺氧区内混合液的通入厌氧区的二级泵，控制器能够根据缺氧区内混合液的ORP值调节一级泵的流量，并可根据厌氧区内的混合液的ORP值调节二级泵的流量。能够实时调节好氧区内的氧含量以及一级回流液和二级回流液的流量，在保证A2O‑MBR一体化污水处理设备的脱氮除磷处理性能的同时，降低能耗。

Description

一种A2O-MBR一体化污水处理设备

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种A2O-MBR一体化污水处理设备。

背景技术

近年来，农村生活污水的碳、氮、磷的排放控制一直受到高度关注，2019年各省市出台了地方相应的标准，已有地方要求其中化学需氧量、总氮、总磷的排放指标部分或全部分别达到为“30mg/L、15mg/L、0.3mg/L”的排放要求。

相比于城镇生活污水处理，农村生活污水在我国发展时间短，设施建设落后于城镇污水处理，仍有不少地区的农村污水处理设施处于空白。农村污水采用传统的化粪池、土地渗滤、人工湿地系统已无法满足目前的处理需求。同时农村污染源分散、管网不易收集、地势复杂，不适合采用钢砼结构的处理设施，因此，分散式的一体化污水处理设备以土建工程量少、施工周期短、无人值守、运行稳定等特点，被广泛用于农村分散式污水处理项目。

传统生物脱氮除磷A2O工艺是当前最主流的同步脱氮除磷工艺，已有广泛应用。将A2O工艺与MBR工艺结合之后，膜组件置于好氧区取代传统A2O工艺末段的二沉池，通过膜过滤出水方式替代二沉池沉降上清液溢流出水方式，使污泥龄和水力停留时间分离，兼顾不同菌群的泥龄要求，利于富集所需菌群，提高生物相丰度；另外在膜组件的截留作用下，结合后的A2O-MBR工艺中污泥浓度较传统活性污泥法大幅增加，在相同容积下达到更大的生物量，这些改变都有利于提高生化系统的脱氮除磷效果。

A2O工艺包括依次设置的厌氧区、缺氧区和好氧区三个功能区，好氧区硝化菌将氨氮转换硝酸盐/亚硝酸盐氮，含硝酸盐/亚硝酸盐氮的硝化液从好氧区回流至缺氧区，反硝化菌在此将硝酸盐/亚硝酸盐氮转换为氮气实现脱氮；聚磷菌在厌氧区释磷在好氧区过量吸磷，通过污泥回流将聚磷菌回流重复这一流程不断富集磷形成富磷污泥实现除磷。若好氧区内混合液中氧含量过小，则会影响硝化反应的进行，若含氧量过大，则能耗较大，经济性差；将好氧区内的混合液回流至缺氧区(将此部分混合液称为一级回流液)，若一级回流液流量过大，可能会对缺氧区内的反硝化反应造成影响，若一级回流液流量过小则会影响处理量；将缺氧区内的混合液回流至厌氧区(将此部分混合液称为二级回流液)内，若二级回流液的流量过大，则会对聚磷菌的释磷作用造成影响，从而影响磷的去除，若二级回流液的流量过小则会影响处理量。

因此，如何调节好氧区内的氧含量以及一级回流液和二级回流液的流量，在保证A2O-MBR一体化污水处理设备的脱氮除磷处理性能的同时，降低能耗，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种A2O-MBR一体化污水处理设备，能够实时调节好氧区内的氧含量以及一级回流液和二级回流液的流量，在保证A2O-MBR一体化污水处理设备的脱氮除磷处理性能的同时，降低能耗。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种A2O-MBR一体化污水处理设备，其包括依次连通设置的厌氧区、缺氧区和好氧区以及控制器和设于所述好氧区内的MBR膜组件，所述厌氧区、所述缺氧区和所述好氧区内分别设有ORP监测装置，用于监测混合液的ORP值；所述好氧区内的底部设有微孔曝气装置，所述控制器能够根据所述好氧区内混合液的ORP值调节所述微孔曝气装置的曝气量；还包括用于将所述好氧区内的混合液通入所述缺氧区的一级泵，及用于将所述缺氧区内混合液的通入所述厌氧区的二级泵，所述控制器能够根据所述缺氧区内的混合液的ORP值调节所述一级泵的流量，并可根据所述厌氧区内的混合液的ORP值调节所述二级泵的流量。

控制器能够根据位于缺氧区内的ORP值调节一级回流液的流量，若缺氧区的ORP值高于第一设定范围时，则通过调节一级泵以减少一级回流液的流量，以保证反硝化反应的进行，反之，则通过调节一级泵以增加一级回流液的流量，提高处理量。控制器能够根据位于厌氧区内的ORP值调节二级回流液的流量，若厌氧区的ORP值高于第二设定范围时，则通过调节二级泵减少二级回流液的流量，以减少硝酸盐氮或亚硝酸盐氮对聚磷菌厌氧释磷的影响，反之，则通过调节二级泵以增加二级回流液的流量，提高处理量。

微孔曝气装置的曝气量根据设于好氧区内的ORP监测装置所监测的结果进行调节，若好氧区的ORP值高于第三设定范围时，控制器控制减少微孔曝气装置的曝气量，保证好氧区处于低氧环境，避免污泥老化和回流破坏缺氧区、厌氧区环境，同时还可减小微孔曝气装置的曝气量，节约能耗；而当好氧区内的ORP值低于第三设定范围时，提高微孔曝气装置的曝气量，保证硝化和吸磷效率。具体的，该好氧区内属于低氧条件，虽然溶解氧含量低，但是由于MBR膜组件的设置使得好氧区内的污泥浓度较高，低氧条件下依然可以实现好氧作用，可减少微孔曝气装置的曝气量，进而节约能耗。

可选地，所述ORP监测装置包括传感器和清洗部；所述清洗部包括空气压缩机及与所述空气压缩机连通的喷嘴，所述喷嘴用于向所述传感器的探头喷气。

可选地，所述ORP监测装置还包括驱动件、滑道和滑动罩，所述清洗部位于所述滑动罩内，所述驱动件能够驱动所述滑动罩沿所述滑道滑动至所述喷嘴位于所述探头处。

可选地，所述ORP监测装置还包括固定管和穿过所述固定管的连接线，所述传感器固定于所述固定管的下方，所述连接线连接于所述传感器和所述控制器之间。

可选地，所述喷嘴的数量为至少三个，并沿所述滑动罩的周向均匀间隔设置。

可选地，各所述喷嘴沿所述探头的切向喷气。

可选地，还包括鼓风机和设于所述膜组件底部的穿孔曝气装置，所述鼓风机分别与所述微孔曝气装置及所述穿孔曝气装置连通。

可选地，所述好氧区内还设有填料和柔性连接线，所述柔性连接线的一端与所述填料固定，另一端与所述MBR膜组件固定。

可选地，所述厌氧区的进水口还设有滤网。

可选地，所述厌氧区和所述缺氧区内还分别设有搅拌器。

附图说明

图1是本实用新型实施例所提供的A2O-MBR一体化污水处理设备的结构示意图；

图2是图1中ORP监测装置的结构示意图；

图3是图2的仰视图。

附图1-3中，附图标记说明如下：

1-厌氧区；2-缺氧区；3-好氧区；4-MBR膜组件；5-ORP监测装置，51-传感器，511-探头，521-空气压缩机，522-喷嘴，523-气管，53-驱动件，54-滑道，55-滑动罩，56-固定管，57-连接线；6-微孔曝气装置；7-一级泵；8-二级泵；9-穿孔曝气装置；10-鼓风机；11-填料；12-柔性连接线；13-进水口；14-滤网；15-搅拌器；16-产水泵。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1-3，图1是本实用新型实施例所提供的A2O-MBR一体化污水处理设备的结构示意图；图2是图1中ORP监测装置的结构示意图；图3是图2的仰视图。

本实用新型实施例提供了一种A2O-MBR一体化污水处理设备，如图1所示，该A2O-MBR一体化污水处理设备包括依次连通设置的厌氧区1、缺氧区2、好氧区3以及控制器和设于好氧区3内的MBR膜组件4(膜生物反应器组件)。其中，厌氧区1、缺氧区2和好氧区3内分别设有ORP监测装置5，用于监测混合液的ORP值(氧化还原电位)，在好氧区3内的底部设有微孔曝气装置6，该微孔曝气装置6用于向好氧区3内通入微小气泡，以为好氧区3内供氧，在好氧区3内，污水中的污染物被降解去除；还包括一级泵7和二级泵8，其中，一级泵7用于将好氧区3内的混合液通入缺氧区2内(以下称这部分混合液为一级回流液)，二级泵8用于将缺氧区2内的混合液通入厌氧区1内(以下称这部分混合液为二级回流液)。

具体的，污水由厌氧区1的进水口13通入其内部，并在与二级回流液混合后，有机物在厌氧区1内发生水解和氨化作用，同时聚磷菌释放磷元素；在缺氧区2内，污水与一级回流液混合，反硝化菌利用回流液中的硝酸盐/亚硝酸盐氮及污水中的碳源进行反硝化反应，将硝酸盐/亚硝酸盐氮反应为氮气以去除污水中的氮；在好氧区3内，磷元素被微生物吸收富集，有机物进一步碳化，并进行硝化反应将氨氮转化硝酸/亚硝酸盐氮。

也就是说，除磷需要释磷和富磷两个过程，其中释磷发生于厌氧区1内，富磷发生于好氧区3内，而脱氮包括硝化反应和反硝化反应两个过程，其中，反硝化反应在缺氧区2内进行，硝化反应在好氧区3内进行。污水由设于厌氧区1的进水口13通入厌氧区1，并在经过脱氮除磷后由设于好氧区3内的MBR膜组件4排出。

具体的，控制器能够根据位于缺氧区2内的ORP值调节一级回流液的流量，若缺氧区2的ORP值高于第一设定范围时，则通过调节一级泵7以减少一级回流液的流量，以保证反硝化反应的进行，反之，则通过调节一级泵7以增加一级回流液的流量，提高处理量。控制器能够根据位于厌氧区1内的ORP值调节二级回流液的流量，若厌氧区1的ORP值高于第二设定范围时，则通过调节二级泵8减少二级回流液的流量，以减少亚硝酸盐氮和硝酸盐氮对厌氧释磷的影响，反之，则通过调节二级泵8以增加二级回流液的流量，提高处理量。

微孔曝气装置6的曝气量根据设于好氧区3内的ORP监测装置5所监测的结果进行调节，若好氧区3的ORP值高于第三设定范围时，控制器控制减少微孔曝气装置6的曝气量，保证好氧区3内处于低氧环境，避免污泥老化和回流破坏缺氧区2、厌氧区1环境，同时还可减小微孔曝气装置6的曝气量，节约能耗；而当好氧区3内的ORP值低于第三设定范围时，提高微孔曝气装置6的曝气量，保证硝化和吸磷效率。具体的，本实施例中，该好氧区3内属于低氧条件，虽然溶解氧含量低，但是由于MBR膜组件4的设置使得好氧区3内的污泥浓度较高，因此，低氧条件下依然可以实现好氧作用，可减少微孔曝气装置6的曝气量，进而节约能耗。控制器调节微孔曝气装置6的曝气量可通过设置调节阀，通过改变调节阀的开度实现曝气量的调节，也可以通过对变频风机的频率进行控制均可，在此不做具体限制。

各ORP监测装置5实时对各功能区(包括厌氧区1、缺氧区2和好氧区3)内的混合液进行监测，控制器实时对一级泵7和二级泵8的流量以及微孔曝气装置6的曝气量进行调节，可在保证A2O-MBR一体化污水处理设备的脱氮除磷处理性能的同时，降低能耗，并且自动化程度高，无需人工操作。

对于上述第一设定范围、第二设定范围和第三设定范围均不作具体要求，其可根据具体的实际情况进行设置。并且，控制器如何根据各功能区的混合液的ORP值与相应的设定范围之间的关系，来调节一级泵7和二级泵8的流量以及微孔曝气装置6的曝气量，从而实现智能化控制，是本领域技术人员所熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。

在上述实施例中，ORP监测装置5包括传感器51和清洗部，其中，清洗部包括空气压缩机521和喷嘴522，喷嘴522和空气压缩机521之间通过气管523连通，喷嘴522用于向传感器51的探头511喷气，通过气流对探头511表面进行冲刷，以清除探头511表面沉积的污泥，确保在污泥浓度较高的情况下，各ORP监测装置5监测结果的准确性。具体的，可通过控制器控制该清洗部的清洗频率，实现自动清洗，或者根据具体实际情况通过控制器控制清洗部对探头进行清洗。

进一步的，该ORP监测装置5还包括驱动件53、滑道54和滑动罩55，清洗部位于滑动罩55内，驱动件53能够驱动滑动罩55沿滑道54滑动至喷头滑动至探头511处，也就是说，当不需要对探头511进行清理时，驱动件53驱动滑动罩55沿滑道54滑动至该滑动罩55与探头511脱离并以移动至液面的上方，避免滑动罩55影响探头511的监测结果，而当需要对探头511进行清理时，驱动件53驱动滑动罩55沿滑道54滑动至喷嘴522位于探头511处并对探头511进行喷气清理。如此设置可在能够实现对探头511的清理的同时，避免对清洗部对探头511的监测结果造成影响。

具体的，传感器51通过固定管56固定于功能区内，该ORP监测装置5还包括与传感器51连接的连接线57，该连接线57穿过固定管56并连接于传感器51和控制器之间，用于为传感器51供电和实现信号传递，该连接线57位于固定管56内，固定管56能够对连接线57提供防护。滑道54固定于功能区内，清洗部设于滑动罩55内，并可在驱动件53的作用下沿滑道54滑动，对于该驱动件53的具体结构不做限制，如将其设置为驱动轮，或者还可以将其设置为链条和齿轮的结构均可。该滑道54可以是如图2所示的由两根导杆形成的结构，也可以是滑轨或滑槽等均可，在此不做具体限制。

进一步的，喷嘴522的数量为至少三个，并且各喷嘴522沿滑动罩55的周向均匀间隔设置。具体的，喷嘴522的数量不做限制，如可其设置为如图3所示的四个，或者还可以是三个、五个等均可。各喷嘴522从周向不同位置对探头511进行喷气，以便于能够全方位的对探头511表面进行清洗，保证清洗效果。

更进一步的，如图3所示，各喷嘴522沿探头511的切向喷气，或者，也可以将喷嘴522直接对准探头511的轴线喷气，而沿切线喷气时，各喷嘴522喷出的气流能够在探头511的周向形成环形气流，在对探头511进行清洗的同时，喷嘴522还能够对与其相邻的喷嘴522进行冲刷清洁，进而实现各喷头之间相互自清洗的目的。

在上述实施例中，进一步的，还包括穿孔曝气装置9和鼓风机10，鼓风机10分别与微孔曝气装置6及穿孔曝气装置9连通，穿孔曝气装置9设于膜组件4底部。也就是说，鼓风机10同时向微孔曝气装置6和穿孔曝气装置9供气，其中，微孔曝气装置6能够向好氧区3内通入微小气泡，该小气泡传氧效率较高，为好氧微生物供氧，穿孔曝气装置9能够向好氧区3内通入大气泡，该大气泡的氧气传氧效率较低，主要是用于对MBR膜组件4附近的混合液进行扰动，以清理附着于膜组件4表面的污泥。

进一步的，如图1所示，好氧区3内还设有填料11和柔性连接线12，柔性连接线12的一端与填料11固定，另一端与MBR膜组件4固定，其中，填料11的密度与水的密度相近，并悬浮于混合液中，好氧区3内的生长速率较慢的微生物(如硝化菌)可以附着在填料11的表面，实现双泥龄，降低悬浮污泥浓度，并且填料11能够在穿孔曝气装置9大气泡的作用下在好氧区3内靠近MBR膜组件4的小范围内浮动，提高填料11与MBR膜组件4表面的接触频率，以对MBR膜组件4的表面进行冲刷，并对堆积于MBR膜组件4表面的污泥进行清理，保证产水情况，实现在低穿孔曝气条件下也能够达到延缓膜污染的目的。并且，填料11对MBR膜组件4表面进行冲刷的同时，还能够对附着于填料11表面的微生物产生作用，使填料表面老化的污泥脱落而保留生长情况较好的微生物。

在上述实施例中，厌氧区1的进水口13还设有滤网14，用于对通入厌氧区1内的污水进行过滤，以避免污水内部混有颗粒较大的杂物堵塞膜丝。具体的，该滤网14可选用超细格栅等。

在上述实施例中，在厌氧区1内还设有搅拌器15，用于对通入厌氧区1内的污水和二级回流液进行搅拌混合，以保证释磷的进行，缺氧区2内也设有搅拌器15，用于对由厌氧区1通入缺氧区2内的污水和一级回流液进行搅拌混合，以保证反硝化反应的进行。或者，还可以在厌氧区1和缺氧区2内通过设置与鼓风机10连通的穿孔曝气装置，通过大气泡实现搅拌，而通过搅拌器15搅拌的搅拌效果更好，能够避免破坏厌氧区1和缺氧区2的氧环境。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种A2O-MBR一体化污水处理设备，其特征在于，包括依次连通设置的厌氧区(1)、缺氧区(2)和好氧区(3)以及控制器和设于所述好氧区(3)内的MBR膜组件(4)，所述厌氧区(1)、所述缺氧区(2)和所述好氧区(3)内分别设有ORP监测装置(5)，用于监测混合液的ORP值；

所述好氧区(3)内的底部设有微孔曝气装置(6)，所述控制器能够根据所述好氧区(3)内的混合液的ORP值调节所述微孔曝气装置(6)的曝气量；

还包括用于将所述好氧区(3)内的混合液通入所述缺氧区(2)的一级泵(7)，及用于将所述缺氧区(2)内混合液的通入所述厌氧区(1)的二级泵(8)，所述控制器能够根据所述缺氧区(2)内混合液的ORP值调节所述一级泵(7)的流量，并可根据所述厌氧区(1)内混合液的ORP值调节所述二级泵(8)的流量。

2.根据权利要求1所述的A2O-MBR一体化污水处理设备，其特征在于，所述ORP监测装置(5)包括传感器(51)和清洗部；

所述清洗部包括空气压缩机(521)及与所述空气压缩机(521)连通的喷嘴(522)，所述喷嘴(522)用于向所述传感器(51)的探头(511)喷气。

3.根据权利要求2所述的A2O-MBR一体化污水处理设备，其特征在于，所述ORP监测装置(5)还包括驱动件(53)、滑道(54)和滑动罩(55)，所述清洗部位于所述滑动罩(55)内，所述驱动件(53)能够驱动所述滑动罩(55)沿所述滑道(54)滑动至所述喷嘴(522)位于所述探头(511)处。

4.根据权利要求2所述的A2O-MBR一体化污水处理设备，其特征在于，所述ORP监测装置(5)还包括固定管(56)和穿过所述固定管(56)的连接线(57)，所述传感器(51)固定于所述固定管(56)的下方，所述连接线(57)连接于所述传感器(51)和所述控制器之间。

5.根据权利要求2所述的A2O-MBR一体化污水处理设备，其特征在于，所述喷嘴(522)的数量为至少三个，并沿滑动罩(55)的周向均匀间隔设置。

6.根据权利要求5所述的A2O-MBR一体化污水处理设备，其特征在于，各所述喷嘴(522)沿所述探头(511)的切向喷气。

7.根据权利要求1-6任一项所述的A2O-MBR一体化污水处理设备，其特征在于，还包括鼓风机(10)和设于所述膜组件(4)底部的穿孔曝气装置(9)，所述鼓风机(10)分别与所述微孔曝气装置(6)及所述穿孔曝气装置(9)连通。

8.根据权利要求7所述的A2O-MBR一体化污水处理设备，其特征在于，所述好氧区(3)内还设有填料(11)和柔性连接线(12)，所述柔性连接线(12)的一端与所述填料(11)固定，另一端与所述MBR膜组件(4)固定。

9.根据权利要求1-6任一项所述的A2O-MBR一体化污水处理设备，其特征在于，所述厌氧区(1)的进水口(13)还设有滤网(14)。

10.根据权利要求1-6任一项所述的A2O-MBR一体化污水处理设备，其特征在于，所述厌氧区(1)和所述缺氧区(2)内还分别设有搅拌器(15)。

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