CN215288415U - 纯膜mbbr耦合碳捕获的自养脱氮系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统，包括碳源捕获模块、碳源回收模块和甲烷发电模块，所述碳源捕获模块包括接触池和稳定池，所述碳源回收模块包括沉淀池，所述甲烷发电模块包括厌氧发酵罐和甲烷收集器，所述接触池和稳定池底部均安装有一曝气装置；还包括串联设置的缺氧MBBR模块、好氧MBBR模块和高效分离模块，所述接触池通过沉淀池与缺氧MBBR模块连通，所述沉淀池又分别与发酵罐和稳定池连通。本实用新型通过碳源捕捉模块将污水中颗粒性COD和胶状COD捕捉并经过厌氧发酵罐发酵产生甲烷，从而在去除水体中COD的同事，产生甲烷用于发电厂生产用电，实现能源循环自给，提高脱氮系统的环保节能效果。

Description

纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统

技术领域

本实用新型涉及纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统，属于污水处理技术领域。

背景技术

污水是指在人类的生活、生产活动中，受到一定污染排出的丧失原有使用功能的水。目前，国内水体污染大多是氮磷污染导致的水体富营养化，由于自然界中的生物与水、生物与生物之间进行着复杂的物质和能量的交换，从数量上保持着一种动态平衡关系，但是，随着被氮磷污染的水体被排出，导致水体富营养化，部分有益水生生物大量死亡，而一些耐污水生生物，特别是藻类，开始大量繁殖，消耗水中的氧气，导致水生动物因缺氧而死亡或被迫迁徙，使得整个水体生态恶化甚至崩溃。

水体中氮磷的来源较为复杂，其中，氮源主要为农田径流携带肥料中的氨氮和硝酸盐氮和人畜排泄物中的尿素和氨氮，磷源主要为肥料、农业废弃物和城市污水中的磷酸盐。一方面，要严格控制生产活动中氮磷的使用，减少污染来源，另一方面，需要对生活生产污水进行深度处理再行排出，提高排污门槛；

同时，化学需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量，在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数，常以符号COD表示，目前对于水体中COD颗粒和胶体的处理方式较为粗糙，不仅处理深度不够，节能环保效果也很差，亟需改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统，该处理系统解决了现有技术中生活、生产污水中氮磷、COD污染物含量较高、一般处理方式净化程度低、处理过程能耗较大、节能环保效果不佳的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统，包括碳源捕获模块、碳源回收模块和甲烷发电模块，所述碳源捕获模块包括接触池和稳定池，所述碳源回收模块包括沉淀池，所述甲烷发电模块包括厌氧发酵罐和甲烷收集器，所述接触池和稳定池底部均安装有一曝气装置；

还包括串联设置的缺氧MBBR模块、好氧MBBR模块和高效分离模块，所述缺氧MBBR模块包括第一标准尺寸箱、水下搅拌器和缺氧生物填料，所述好氧MBBR模块包括第二标准尺寸箱、水下曝气器和好氧生物填料，所述第一好氧MBBR模块通过一回流泵与缺氧MBBR模块连通，所述高效分离模块包括串联的混凝区、絮凝区和固液分离区；

所述接触池通过沉淀池与缺氧MBBR模块连通，所述沉淀池又分别与发酵罐和稳定池连通。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1.上述方案中，还包括位于缺氧MBBR模块前端的预处理模块，所述预处理模块包括组合格栅及沉砂池。

2.上述方案中，还包括位于高效分离模块后端的污泥脱水模块，此污泥脱水模块通过一轴流泵与固液分离区连通。

3.上述方案中，所述厌氧发酵罐与污泥脱水模块连通。

4.上述方案中，所述厌氧发酵罐与接触池连通。

5.上述方案中，所述混凝区包括混合搅拌器和PAC投放装置。

6.上述方案中，所述絮凝区包括絮凝搅拌器和PAM投放装置。

7.上述方案中，所述固液分离区包括布气装置、分离区、清水区和排渣区。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1.本实用新型纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统及其使用方法，其通过标准化生产碳源捕捉模块和MBBR模块，进行模块化施工安装，从而大幅度降低了污水处理系统的施工周期，且由于各个模块相互独立，平面布置灵活工程实践表明可节省30～50％的占地，且可根据实际情况加减模块，十分便捷。

2.本实用新型纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统及其使用方法，其通过碳源捕捉模块将污水中颗粒性COD和胶状COD捕捉并经过厌氧发酵罐发酵产生甲烷，从而在去除水体中COD的同时，产生甲烷用于发电厂生产用电，实现能源循环自给，提高脱氮系统的环保节能效果。

3.本实用新型纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统及其使用方法，其通过在MBBR模块缺氧区及缺氧区生物膜中厌氧氨氧化菌进行自养脱氮，大幅降低生化池中剩余污泥的产量，减少甚至无需投加额外碳源，可节省好氧池曝气量，进一步降低污水处理的运营费用，同时，降低污水厂运行过程中的碳排放，提高其节能环保效果。

4.本实用新型纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统及其使用方法，其通过预处理模块的组合格栅和沉砂池除去固体废弃物和无机颗粒物后，经缺氧MBBR模块、好氧MBBR模块，利用生物膜对功能菌的筛选和富集作用，大大提高生化区污染物(氨氮、总氮)的去除效率，而水中的悬浮物和总磷在经过高效分离模块的混凝区、絮凝区后，能够形成固体废渣，被固液分离去中的布气装置带至水面排去分离，而清水消毒后即可得到深度净化达标的水质，处理效果好、处理速度快。

附图说明

附图1为本实用新型的纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统实施例1的模块示意图。

图中：01、碳源捕获模块；011、接触池；012、稳定池；0111、曝气装置；02、碳源回收模块；021、沉淀池；03、甲烷发电模块；031、厌氧发酵罐；032、甲烷收集器；1、缺氧MBBR模块；11、第一标准尺寸箱；12、水下搅拌器；13、缺氧生物填料；2、好氧MBBR模块；21、第二标准尺寸箱；22、水下曝气器；23、好氧生物填料；24、回流泵；5、高效分离模块；51、混凝区；511、混合搅拌器；512、PAC投放装置；52、絮凝区；521、絮凝搅拌器；522、PAM投放装置；53、固液分离区；531、布气装置；532、分离区；533、清水区；534、排渣区；7、预处理模块；71、组合格栅；72、沉砂池；8、污泥脱水模块；81、轴流泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：一种纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统，参照附图1，包括碳源捕获模块01、碳源回收模块02和甲烷发电模块03，所述碳源捕获模块01包括接触池011和稳定池012，所述碳源回收模块02包括沉淀池021，所述甲烷发电模块03包括厌氧发酵罐031和甲烷收集器032，所述接触池011和稳定池012底部均安装有一曝气装置0111；

还包括串联设置的缺氧MBBR模块1、好氧MBBR模块2和高效分离模块5，所述缺氧MBBR模块包括第一标准尺寸箱11、水下搅拌器12和缺氧生物填料13，所述好氧MBBR模块2包括第二标准尺寸箱21、水下曝气器22和好氧生物填料23，所述第一好氧MBBR模块2通过一回流泵24与缺氧MBBR模块1连通，所述高效分离模块5包括串联的混凝区51、絮凝区52和固液分离区53；

上述接触池011通过沉淀池021与缺氧MBBR模块1连通，所述沉淀池021又分别与发酵罐031和稳定池012连通。

还包括位于缺氧MBBR模块1前端的预处理模块7，所述预处理模块7包括组合格栅71及沉砂池72。

还包括位于高效分离模块5后端的污泥脱水模块8，此污泥脱水模块8通过一轴流泵81与固液分离区53连通；所述厌氧发酵罐031与污泥脱水模块8连通；所述厌氧发酵罐031与接触池011连通。

上述混凝区51包括混合搅拌器511和PAC投放装置512；所述絮凝区52包括絮凝搅拌器521和PAM投放装置522；所述固液分离区53包括布气装置531、分离区532、清水区533和排渣区534。

工作方法：

S1：将污水引入预处理模块，污水先经过组合格栅，再进入沉砂池，沉降30～60s：

S2：经过沉砂池的污水进入接触池011中，其中，接触池011中污水的溶解氧含量不大于1mg/L，混合液中另行接种的污泥捕获污水中的颗粒性COD和胶体状COD；接触池中的曝气装置主要作用为增加EPS(胞外聚合物)含量，改善生物絮凝能力，提升碳源回收率；

S3：经过接触池011的污水流入沉淀池021，上层清液流入缺氧MBBR模块1，下层部分的含碳污泥流回稳定池012，另一部分带水污泥流入厌氧发酵罐031中；

S4a：经厌氧发酵罐031发酵的污泥被排入污泥脱水模块8，产生的甲烷被甲烷收集器032收集用于发电，污泥发酵后的上层清液流回接触池011中；

S4b：流入缺氧MBBR模块1第一标准尺寸箱11的上层清液，经水下搅拌器12搅拌与缺氧生物填料13充分接触；

S5b：经过缺氧MBBR模块1的污水流入好氧MBBR模块2的第二标准尺寸箱21，经水下曝气器22与好氧生物填料23充分接触接触，在生物膜表层进行短程硝化反应，生成亚硝酸盐，随后利用原水中的氨氮及亚硝酸盐在生物膜内层进行厌氧氨氧化反应，进行自养脱氮，生成少量的硝酸盐；

其中，所述好氧MBBR模块2中的含硝态氮混合液液通过回流泵24输回缺氧MBBR模块1进行反硝化反应，实现深度脱氮，再流回好氧MBBR模块2；

S6b：经过好氧MBBR模块2的处理水流入高效分离模块5的混凝区51，通过PAC投放装置512投入适量聚合氯化铝，利用混合搅拌器511搅拌，使其充分接触反应；

S7b：经过混凝区51的处理水流入絮凝区52，通过PAM投放装置522投入适量聚丙烯酰胺，利用絮凝搅拌器521搅拌，使其充分接触反应；

S8b：经过絮凝区52的处理水流入固液分离区53，通过安装在分离区532底部的布气装置531加压使空气溶入水中，再减压释放空气，从底部产生大量上升的微小气泡，微小气泡与悬浮物作用，形成比重小于1的混合体，悬浮于水面形成浮渣，清水下流进入清水区533，上层进入排渣区534排去；

S9b：所述清水区533中清水经消毒后，达标排放；

S10b：所述分离区532底部沉积的污泥通过一轴流泵81排入污泥脱水模块8，脱水后外运处理。

采用上述方案，其通过标准化生产碳源捕捉模块和MBBR模块，进行模块化施工安装，从而大幅度降低了污水处理系统的施工周期，且由于各个模块相互独立，平面布置灵活工程实践表明可节省30～50％的占地，且可根据实际情况加减模块，十分便捷。

另外，其通过碳源捕捉模块将污水中颗粒性COD和胶状COD捕捉并经过厌氧发酵罐发酵产生甲烷，从而在去除水体中COD的同时，产生甲烷用于发电厂生产用电，实现能源循环自给，提高脱氮系统的环保节能效果。

另外，其通过在MBBR模块中缺氧区及好氧区生物膜中厌氧氨氧化菌进行自养脱氮，大幅降低生化池中剩余污泥的产量，减少甚至无需投加额外碳源，可节省好氧池曝气量，进一步降低污水处理的运营费用，同时，降低污水厂运行过程中的碳排放，提高其节能环保效果。

另外，其通过预处理模块的组合格栅和沉砂池除去固体废弃物和无机颗粒物后，经缺氧MBBR模块、好氧MBBR模块，利用生物膜对功能菌的筛选和富集作用，大大提高生化区污染物(氨氮、总氮)的去除效率，而水中的悬浮物和总磷在经过高效分离模块的混凝区、絮凝区后，能够形成固体废渣，被固液分离去中的布气装置带至水面排去分离，而清水消毒后即可得到深度净化达标的水质，处理效果好、处理速度快。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统，其特征在于，包括碳源捕获模块(01)、碳源回收模块(02)和甲烷发电模块(03)，所述碳源捕获模块(01)包括接触池(011)和稳定池(012)，所述碳源回收模块(02)包括沉淀池(021)，所述甲烷发电模块(03)包括厌氧发酵罐(031)和甲烷收集器(032)，所述接触池(011)和稳定池(012)底部均安装有一曝气装置(0111)；

还包括串联设置的缺氧MBBR模块(1)、好氧MBBR模块(2)和高效分离模块(5)，所述缺氧MBBR模块包括第一标准尺寸箱(11)、水下搅拌器(12)和缺氧生物填料(13)，所述好氧MBBR模块(2)包括第二标准尺寸箱(21)、水下曝气器(22)和好氧生物填料(23)，所述好氧MBBR模块(2)通过一回流泵(24)与缺氧MBBR模块(1)连通，所述高效分离模块(5)包括串联的混凝区(51)、絮凝区(52)和固液分离区(53)；

所述接触池(011)通过沉淀池(021)与缺氧MBBR模块(1)连通，所述沉淀池(021)又分别与发酵罐(031)和稳定池(012)连通。

2.根据权利要求1所述的纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统，其特征在于，还包括位于缺氧MBBR模块(1)前端的预处理模块(7)，所述预处理模块(7)包括组合格栅(71)及沉砂池(72)。

3.根据权利要求1所述的纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统，其特征在于，还包括位于高效分离模块(5)后端的污泥脱水模块(8)，此污泥脱水模块(8)通过一轴流泵(81)与固液分离区(53)连通。

4.根据权利要求3所述的纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统，其特征在于，所述厌氧发酵罐(031)与污泥脱水模块(8)连通。

5.根据权利要求1所述的纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统，其特征在于，所述厌氧发酵罐(031)与接触池(011)连通。

6.根据权利要求1所述的纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统，其特征在于，所述混凝区(51)包括混合搅拌器(511)和PAC投放装置(512)。

7.根据权利要求1所述的纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统，其特征在于，所述絮凝区(52)包括絮凝搅拌器(521)和PAM投放装置(522)。

8.根据权利要求1所述的纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统，其特征在于，所述固液分离区(53)包括布气装置(531)、分离区(532)、清水区(533)和排渣区(534)。

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