CN211688716U - 一种基于柔性悬浮填料的竖流式mbbr反应器 - Google Patents

Abstract

一种基于柔性悬浮填料的竖流式MBBR反应器，混合池上部进水，底部经提升泵提升出水；提升泵连通SC‑MBBR‑V反应器，SC‑MBBR‑V反应器内填充柔性悬浮填料，SC‑MBBR‑V反应器上部设有填料分离装置，池底设置旋流曝气器，旋流曝气器连接风机；填料分离装置一路连通沉淀器，另一路通过硝化液回流管连通混合池；沉淀器下端设有的污泥回流泵通过污泥回流管连通混合池；所述的硝化液回流管及污泥回流管上设有电动调节阀。通过独有的流化方式和料液分离装置，极大强化了悬浮填料流化及分离效果，降低了出水浊度。针对不同出水水质标准要求，本系统可实现AO与多级AO工艺间的转换，强化硝化反硝化效果。

Description

一种基于柔性悬浮填料的竖流式MBBR反应器

技术领域

本实用新型涉及污水生物处理技术领域，具体涉及一种基于柔性悬浮填料的竖流式MBBR反应器。

背景技术

随着国家经济的高速发展，城镇化和新农村建设也加快了步伐，村镇生活污水的无害化处理、资源化利用是其中的一个重要内容。针对村镇站点分散、管网建设滞后、管理水平落后等特点，亟需开发一种适用于村镇生活污水处理工程的高效、可靠、易管理的小型污水处理系统。SC-MBBR-V小型污水处理系统就是主要针对村镇污水处理而开发的，可满足目前国家及各地区对村镇生活污水处理工程的不同的排放要求。

SC-MBBR-V（Soft Carrier-MBBR-V）生物处理系统主要利用生物膜法的原理，基于柔性悬浮填料（9）充分利用了活性污泥法的优点，同时又突破了传统活性污泥法和固定式生物膜法的局限，提高了活性污泥浓度，从而提高反应器的处理效率。近年来悬浮填料广泛应用于各种处理工艺及项目的提标改造工程中，但在悬浮填料的实际应用中存在难流化、挂膜慢、难维护、使用寿命短、易堵塞、对构筑物损坏大等缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于柔性悬浮填料的竖流式MBBR反应器，目的在于为解决悬浮填料MBBR系统常见的上述不足，以及村镇污水处理等小水量、分散式污水处理的问题。该系统主体部分为SC-MBBR-V反应器，通过向其投加一定量的柔性悬浮填料，大大提高了反应器中微生物量及种类。由于填料的密度接近于水，所以在曝气充氧时，在水中呈完全混合和流化状态，生化反应系统传质非常充分；微生物富集附着在悬浮填料上，局部生物量的提高大大加快了生化反应速率；此外，填料在水中的碰撞与剪切作用，气泡被切割的更加细小，从而增加了氧气的利用率及反应器内的氧传质效率。挂膜后在填料上和反应器混合液可形成稳定的“细菌-原生动物-后生动物”的较长食物链，进一步强化了污泥减量与硝化反硝化。总体而言，SC-MBBR-V生物处理系统具有容积负荷高、COD去除率高、脱氮效果好、剩余污泥产量低、运行维护简单、自动化程度高、对水质水量变化适应性强、季节变化对出水影响小等特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于柔性悬浮填料的竖流式MBBR反应器，包括混合池，混合池上部进水，底部经提升泵提升出水；提升泵连通SC-MBBR-V反应器，SC-MBBR-V反应器内填充柔性悬浮填料，SC-MBBR-V反应器上部设有填料分离装置，池底设置旋流曝气器，旋流曝气器连接风机；填料分离装置一路连通沉淀器，另一路通过硝化液回流管连通混合池；沉淀器下端设有的污泥回流泵通过污泥回流管连通混合池；所述的硝化液回流管及污泥回流管上设有电动调节阀。

所述的混合池分三格，分别起到沉砂、调节和反硝化作用，硝化液和二沉污泥回流至混合池中的反硝化段，保证反硝化反应良好进行；

所述的SC-MBBR-V反应器采用竖流式流化方式，将柔性悬浮填料控制在池内中下部，通过旋流曝气和重力叠加作用使柔性悬浮填料流化。

所述的混合池底部设有污泥回流和硝化液进水装置，通过增强池中下部的扰动，强化预处理/反硝化反应；

所述的SC-MBBR-V反应器，采用竖流式流化方式，利用旋流曝气和重力作用使填料充分流化；

所述的SC-MBBR-V反应器上部设有填料分离器，实现料液的快速分离，保证填料持续参与生物处理，从而达到强化生物处理的目的；

所述的SC-MBBR-V反应器底部设有旋流曝气器，利用旋流曝气器的挤压冲击作用，有利于填料内部老化生物膜的脱落。

一种基于柔性悬浮填料的竖流式MBBR反应器的运行方法，包括以下步骤：

a）AO工艺

1）特别设计的混合池集成了沉砂、调节和反硝化水池，原水折流分别通过混合池的沉砂、调节和反硝化段，污泥回流维持反硝化池内污泥浓度；同时回流加大对反硝化水池的扰动，使泥水充分接触；再经提升泵提升至SC-MBBR-V反应器内；

2）SC-MBBR-V反应器为好氧池，污水在好氧池进行有机物降解及硝化反应，好氧池底设有旋流曝气器，提供反应所需的溶解氧，同时利用水气提升使载体充分流化；混合液经填料分离器可实现柔性悬浮填料与硝化液的快速分离，填料及大量附着其上的活性污泥继续参加硝化反应；

3）硝化液回流至混合池中的反硝化段，完成反硝化反应，实现脱氮目的。

4）SC-MBBR-V反应器出水进入沉淀池进行泥水分离，沉淀污泥回流至混合池中的反硝化段，上清液可进一步处理。

5）通过变频提升泵及电动调节阀，可比例调节提升泵的提升水量和硝化液的回流量；

b）多级AO工艺

1）工艺运行方式与AO工艺相似，当进水污染物浓度高或进水的生化降解性不高或排放水质要求较高时，可切换为多级AO工艺；

2）相对单级AO工艺，其区别在于由专用自控系统调整SC-MBBR-V反应器运行方式，将连续曝气改为间歇曝气；将连续进水改为间歇进水；

本实用新型的有益效果是：

1）基于MBBR生物处理工艺，采用竖流式流化方式，结合旋流曝气与专用分离系统的组合极大地强化了流化效果和生化反应效率；且可以利用控制软件实现AO与多级AO工艺的转换。柔性悬浮填料在为微生物提供生长空间的同时也对微生物进行了保护，使反应器内微生物更加富集和种群多样；此外，柔性悬浮填料的物理特性对构筑物及设备的损伤很小，使得SC-MBBR-V小型污水处理系统在投资、污泥减量、有机物降解、脱氮、能耗等方面有更好的优势。

2）该工艺可以根据进水水质以及出水水质的不同标准，通过专门设计的控制系统改变运行方式来实现AO与多级AO工艺之间的转换；

3）本系统得益于采用柔性悬浮填料作为生物载体，旋流曝气器、组合式分离单元及回流装置形成的完整的具有内回流的生物处理工艺。与普通生物处理工艺相比，本工艺具有更高的处理效果、运行费用较低且对污泥减量具有显著效果；

4）该方法中的柔性悬浮填料具有更大的比表面积，其在为微生物提供富集生长环境附着更多微生物的同时，利用自身的可伸缩性实现对微生物进行保护。柔性悬浮填料的独特材质和内部墙体结构确保其具有长的使用寿命；柔性悬浮填料由于自身物理特性而对构筑物及设备的损伤更小；在保证运行合理的基础上其高含水率及接近于水的比重可实现生物填料的充分均匀的流化，实现固、液、气三相间良好的传质、提高氧利用率及污染物处理效果，并降低系统运行能耗。

5）本方法采用竖流式流化方式，水深可达7m以上，利用重力作用更容易实现流化效果，流化效果远优于推流式和循环式系统；

6）该工艺的旋流曝气器，可以提高氧利用率、强化流化效果，同时利用其挤压粉碎作用实现在提升陈旧污泥的更新，有利于系统内污泥保持良好的生物特性；

7）该系统采用柔性悬浮填料，大大提高了生物量及生物多样性，形成稳定的“细菌-原生动物-后生动物”食物链系统，在微生物多级食物链捕食过程中能量逐级衰减，促进污泥减量，一定程度上降低污泥处置成本；

8）该系统主体运输方便、工艺安装施工方便、结构可靠，具有更强的抗冲击性，可耐低温环境运行；

9）本系统工艺灵活简单，远程操控，无人值守，占地面积小，受季节变化影响小，非常适用于村镇生活污水处理。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为工艺流程示意图 ；

其中，1为混合池；2为提升泵；3为C-MBBR-V反应器；4为填料分离器；5为风机；6为旋流曝气器；7为沉淀池；8为污泥回流泵；9为柔性悬浮填料；10为电动调节阀。

具体实施方式

以下结合具体实例对本实用新型的具体方案进一步介绍。

如图1所示，一种基于柔性悬浮填料的竖流式MBBR反应器，包括混合池1，混合池1上部进水，底部经提升泵2提升出水；提升泵2连通SC-MBBR-V反应器3，SC-MBBR-V反应器3内填充柔性悬浮填料9，SC-MBBR-V反应器3上部设有填料分离装置4，池底设置旋流曝气器6，旋流曝气器6连接风机5；填料分离装置4一路连通沉淀器7，另一路通过硝化液回流管连通混合池1；沉淀器7下端设有的污泥回流泵通过污泥回流管连通混合池1；所述的硝化液回流管及污泥回流管上设有电动调节阀1。

所述的混合池1分三格，分别起到沉砂、调节和反硝化作用，硝化液和二沉污泥回流至混合池1中的反硝化段，保证反硝化反应良好进行；

所述的SC-MBBR-V反应器3采用竖流式流化方式，将柔性悬浮填料9控制在池内中下部，通过旋流曝气和重力叠加作用使柔性悬浮填料9流化。

所述的混合池1，底部设有污泥回流和硝化液进水装置，通过增强池中下部的扰动，强化预处理/反硝化反应；

所述的SC-MBBR-V反应器3，采用竖流式流化方式，利用旋流曝气和重力作用使填料充分流化；

所述的SC-MBBR-V反应器3上部设有填料分离器4，实现料液的快速分离，保证填料持续参与生物处理，从而达到强化生物处理的目的；

所述的SC-MBBR-V反应器3设有旋流曝气器6，利用旋流曝气器的挤压冲击作用，有利于填料内部老化生物膜的脱落。

一种基于柔性悬浮填料的竖流式MBBR反应器的运行方法，包括以下步骤：

a）AO工艺

1）特别设计的混合池1集成了沉砂、调节和反硝化水池，原水折流分别通过混合池1的沉砂、调节和反硝化段，污泥回流维持反硝化池内污泥浓度；同时回流加大对反硝化水池的扰动，使泥水充分接触；再经提升泵2提升至SC-MBBR-V反应器内。

2）SC-MBBR-V反应器3为好氧池，污水在好氧池进行有机物降解及硝化反应，好氧池底设有旋流曝气器6，提供反应所需的溶解氧，同时利用水气提升使载体充分流化；混合液经填料分离器4可实现柔性悬浮填料9与硝化液的快速分离，填料及大量附着其上的活性污泥继续参加硝化反应；

3）硝化液回流至混合池1中的反硝化段，完成反硝化反应，实现脱氮目的；

4）SC-MBBR-V反应器3出水进入沉淀池7进行泥水分离，沉淀污泥回流至混合池1中的反硝化段，上清液可进一步处理；

5）通过变频提升泵2及电动调节阀10，可比例调节提升泵2的提升水量和硝化液的回流量；

b）多级AO工艺

1）工艺运行方式与AO工艺相似，当进水污染物浓度高或进水的生化降解性不高或排放水质要求较高时，可切换为多级AO工艺；

2）相对单级AO工艺，其区别在于由专用自控系统调整SC-MBBR-V反应器（3）的运行方式，将连续曝气改为间歇曝气；将连续进水改为间歇进水；

例：间歇曝气时间以12h为一个周期，即停曝气3h，开启曝气6h，并在SC-MBBR-V反应器3根据水质情况适当补充碳源；然后停曝气2h，再开启曝气1h。进水时间在开启曝气1h及停曝气3h时间段，即每天进水8h。

实施例1

本实用新型主要提供一种生物反应系统及运行方法，可应用于小型生活污水处理工程。

图2为在本实用新型基础上对某生活污水处理的一个工程实例，进水为实际生活污水（COD、BOD₅、氨氮及总氮均值分别为321mg/L、226mg/L、32mg/L及42mg/L）。项目的生物处理部分采用了本实用新型工艺。

该系统在运行过程中，混合池停留时间为24h，SC-MBBR-V反应器内停留时间为12h，沉淀池停留时间为2h，中间池停留时间为1.4h，多介质过滤器内滤速为8m/h，管式紫外消毒器为650W。

经该工艺处理后，系统最终出水COD、BOD、氨氮及总氮分别为24mg/L、5mg/L、1mg/L及11mg/L，出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准。

该系统在运行过程中，SC-MBBR-V反应器间歇运行，按多级AO工艺方式运行，即：间歇曝气时间以12h为一个周期，停曝气3h，开启曝气6h，并在SC-MBBR-V反应器中补充碳源；然后停曝气2h，再开启曝气1h。进水时间在开启曝气1h及停曝气3h时间段，即进水8h。

系统最终出水COD、BOD、氨氮及总氮分别为22mg/L、3.1mg/L、0.45mg/L及8mg/L，出水达到准四类排放标准。

Claims (3)

1.一种基于柔性悬浮填料的竖流式MBBR反应器，包括混合池（1），其特征在于，混合池（1）上部进水，底部经提升泵（2）提升出水；提升泵（2）连通SC-MBBR-V反应器（3），SC-MBBR-V反应器（3）内填充柔性悬浮填料（9），SC-MBBR-V反应器（3）上部设有填料分离装置（4），池底设置旋流曝气器（6），旋流曝气器（6）连接风机（5）；填料分离装置（4）一路连通沉淀器（7），另一路通过硝化液回流管连通混合池（1）；沉淀器（7）下端设有的污泥回流泵通过污泥回流管连通混合池（1）；所述的硝化液回流管及污泥回流管上设有电动调节阀（10）。

2.根据权利要求1所述的一种基于柔性悬浮填料的竖流式MBBR反应器，其特征在于，所述的混合池（1）分三格，分别起到沉砂、调节和反硝化作用，硝化液和二沉污泥回流至混合池（1）中的反硝化段，保证反硝化反应良好进行。

3.根据权利要求1所述的一种基于柔性悬浮填料的竖流式MBBR反应器，其特征在于，所述的SC-MBBR-V反应器（3）采用竖流式流化方式，将柔性悬浮填料（9）控制在池内中下部，通过旋流曝气和重力叠加作用使柔性悬浮填料（9）流化。

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