WO2021253637A1 - 一种基于a/o-mbbr工艺的一体化污水处理设备及污水处理方法 - Google Patents

一种基于a/o-mbbr工艺的一体化污水处理设备及污水处理方法 Download PDF

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Definitions

  • Moving bed biofilm reactor is a biological fluidized bed technology based on suspended fillers, which mainly uses microbial flora to attach to the surface of flowing solid fillers to form biofilms for sewage treatment
  • One of the methods is a process type between the activated sludge method and the fixed biofilm method.
  • the MBBR process has been widely used due to its small size, no sludge expansion, large specific surface area, low investment and operating costs.
  • the anoxic filler in the anoxic tank is a composite filler, which is composed of a plastic spherical shell wrapped with a polyurethane filler.
  • the water inlet baffle of the anoxic tank is provided with a carbon source agent inlet;
  • the shell is made of glass fiber reinforced plastic.
  • the upper part of the first-level aerobic tank and the second-level aerobic tank are provided with a filler cover to prevent the filler from overflowing. Disassembly and maintenance of the aerator.
  • the sewage After the sewage is lifted, it enters the bottom of the clarification tank of the integrated sewage treatment equipment, and at the same time, the returned nitrification liquid also enters the bottom of the clarification tank, where it is clarified and filtered with the influent sludge layer, and the remaining sludge of the clarification tank is regularly discharged into the sludge storage tank.
  • the supernatant from the clarifier tank overflows into the anoxic tank, where it mainly undergoes denitrification and removes total nitrogen.
  • the sewage enters the first-level aerobic tank, and its main function is to degrade COD and carry out part of the nitrification reaction.

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Abstract

本发明公开了一种基于A/O-MBBR工艺的一体化污水处理设备及污水处理方法，包括依次通过溢流结构连接的澄清池、缺氧池、一级好氧池、二级好氧池和沉淀池；沉淀池底部设置动力结构，动力结构通过回流管与澄清池连接，回流管上设置有除磷药剂接入口和管道混合器，管道混合器位于除磷药剂接入口的下游；缺氧池内的缺氧填料为组合填料，由塑料球状外壳包裹聚氨酯填料组合而成，缺氧池的进水挡板内设置有碳源药剂接入口；两个好氧池内的好氧填料分别为高密度聚乙烯MBBR填料和PPC生物载体；各个部分集成安装于壳体内，壳体为玻璃钢材质。污水处理设备和污水处理方法采用A/O-MBBR纯生物膜法工艺，抗冲击能力强，辅配化学除磷及碳源投加装置，可有效强化氮磷污染物的去除。

Description

一种基于A/O-MBBR工艺的一体化污水处理设备及污水处理方法 技术领域
本发明涉及生活污水治理领域，具体为一种基于A/O-MBBR工艺的一体化污水处理设备及污水处理方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
农村生活污水直排或超标排放导致的环境污染问题是影响我国农村地区居住环境和生态环境的重要问题。农村生活污水治理模式主要有两种：纳管集中式污水治理模式和分散式污水治理模式。分散式污水治理模式多采用一体化污水处理设备。从处理规模来看，一体化污水处理设备可以分为单户或多户连用的小型污水处理设备、片区或村组规模的中型污水处理设备、村落规模的大型污水处理设备。从工艺技术路线来看，中小型污水处理设备以生物膜类工艺为主，大型污水处理设备以悬浮活性污泥工艺为主。
根据项目实施经验和调研资料显示，由于进水碳氮比失衡、缺氧区溶解氧较高等原因，一体化污水处理设备对总氮的去除效果较差；由于控制反应条件较难、需要定期排泥导致运维难度较大、成本过高等原因，一体化污水处理设备通常不宜采用生物除磷的方法去除总磷。目前，为满足各地颁布的农村生活污水处理设施污染物排放标准，一体化污水处理设备领域的研究热点集中在TN、TP的去除上及更为先进的污水处理技术应用上。
移动床生物膜反应器(Moving bed biofilm Reactor，简称为MBBR)是一 种基于悬浮填料的生物流化床技术，主要利用微生物菌群附着在流动的固体填料表面而形成生物膜，从而进行污水处理的一种方法，是一种介于活性污泥法和固定生物膜法之间的工艺类型。近几年MBBR工艺因体积小、无污泥膨胀、比表面积大、投资和运行费用低等优势得到广泛应用。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种基于A/O-MBBR工艺的一体化污水处理设备及污水处理方法。
为实现上述发明目的，本发明的一个或多个实施例公开了以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种基于A/O-MBBR工艺的一体化污水处理设备，包括依次通过溢流结构连接的澄清池、缺氧池、一级好氧池、二级好氧池和沉淀池；
沉淀池底部设置动力结构，动力结构通过回流管与澄清池连接，回流管上设置有除磷药剂接入口和管道混合器，管道混合器位于除磷药剂接入口的下游；
缺氧池内的缺氧填料为组合填料，由塑料球状外壳包裹聚氨酯填料组合而成，缺氧池的进水挡板内设置有碳源药剂接入口；
两个好氧池内的好氧填料分别为高密度聚乙烯MBBR填料和PPC生物载体；
一体化污水处理设备还设置储泥池和消毒池，各个部分集成安装于壳体内，壳体为玻璃钢材质。
第二方面，本发明提供了一种基于A/O-MBBR工艺的污水处理方法，包括如下步骤：
污水与沉淀池回流的硝化液一同进入澄清池中，经污泥澄清过滤后溢流至 缺氧池中，并向缺氧池中补充碳源，进行反硝化反应，去除总氮；
缺氧池中的污水溢流至一级好氧池中，降解大部分COD和部分氨氮；
一级好氧池出水溢流至二级好氧池中，降解剩余COD和大部分氨氮；
二级好氧池出水进入沉淀池中，进行固液分离；沉淀池底部硝化液回流至澄清池中，回流过程中添加除磷药剂。
与现有技术相比，本发明的以上一个或多个实施例取得了以下有益效果：
(1)该污水处理设备和污水处理工艺采用A/O-MBBR纯生物膜法工艺，抗冲击能力强，辅配化学除磷及碳源投加装置，可有效强化氮磷污染物的去除；
(2)采用组合式功能填料、生物亲和性好、使用寿命长，辅配菌剂启动，启动周期较常规设备提升50％以上；
(3)采用集成可视化设计理念，填料、曝气器、阀门等易损件全部可更换，运营维护简便。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例的整体结构示意图。
其中，1、澄清池，2、储泥池，3、缺氧池，4、一级好氧池，5、二级好氧池，6、沉淀池，7、消毒池，8、进水管，9、气提排泥装置，10、碳源药剂接入口，11、缺氧填料压板，12、缺氧填料托板，13、缺氧反冲洗曝气管，14、缺氧填料，15、薄膜管式微孔曝气器，16、吸泥管，17、管道混合器，18、回流管，19、好氧填料盖板，20、除磷药剂接入口，21、一级好氧池填料，22、二级好氧池填料，23、重力出水口，24、气提出水口，25、溢流管，26、回流泵或气提回流装置，27、填料拦网。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
第一方面，本发明提供了一种基于A/O-MBBR工艺的一体化污水处理设备，包括依次通过溢流结构连接的澄清池、缺氧池、一级好氧池、二级好氧池和沉淀池；
沉淀池底部设置动力结构，动力结构通过回流管与澄清池连接，回流管上设置有除磷药剂接入口和管道混合器，管道混合器位于除磷药剂接入口的下游；
缺氧池内的缺氧填料为组合填料，由塑料球状外壳包裹聚氨酯填料组合而成，缺氧池的进水挡板内设置有碳源药剂接入口；
两个好氧池内的好氧填料分别为高密度聚乙烯MBBR填料和PPC生物载体；
各个部分集成安装于壳体内，壳体为玻璃钢材质。
在污水处理设备中设置储泥池，澄清池中的污泥定期排至储泥池中存储，可以有效延长吸污周期，降低维护成本。储泥池位于澄清池与缺氧池之间，既不会影响整体污水处理工艺，又可以在较大程度上减小污水处理设备的体积， 有利于污水处理设备的一体化。
在一些实施例中，污水处理设备还包括消毒池，消毒池位于沉淀池的下游，两者通过溢流堰连接。设置消毒池，可以对污水进行消毒，进一步提高出水水质。
进一步的，消毒池设置有重力出水口和气提出水口，在无法实现重力排水的情况下采用气提排水，无需另外设置后提升装置。
在一些实施例中，沉淀池底部的动力结构为回流泵或气提装置。
在一些实施例中，缺氧池中设置有填料托板、填料压板以及贯穿填料托板和填料压板的吸泥管，填料压板位于填料托板的上方，缺氧填料填充于填料压板与填料托板之间。吸泥管为一根UPVC管，吸泥时需将吸污车的管子插到吸泥管中，抽吸缺氧池底部的污泥。
进一步的，填料托板的下方设置有反冲洗曝气管，反冲洗曝气管与气源连接。
进一步的，所述缺氧填料的直径为
Figure PCTCN2020112273-appb-000001
在一些实施例中，一级好氧池和二级好氧池的上部设置有填料盖板，防止填料溢出，填料盖板上设置有活动板，打开活动板可以观察槽体内运行状态，并方便曝气器的拆卸和维护。
进一步的，一级好氧池和二级好氧池的底部设置有曝气器。
更进一步的，所述曝气器为薄膜管式微孔曝气器。
在一些实施例中，缺氧池、一级好氧池和二级好氧池的溢流口处均设置有填料拦网。可以有效防止填料进入其他腔室。
第二方面，本发明提供了一种基于A/O-MBBR工艺的污水处理方法，包括如下步骤：
污水与沉淀池回流的硝化液一同进入澄清池中，经污泥澄清过滤后溢流至缺氧池中，并向缺氧池中补充碳源，进行反硝化反应，去除总氮；
缺氧池中的污水溢流至一级好氧池中，降解大部分COD和部分氨氮；
一级好氧池出水溢流至二级好氧池中，降解剩余COD和大部分氨氮；
二级好氧池出水进入沉淀池中，进行固液分离；沉淀池底部硝化液回流至澄清池中，回流过程中添加除磷药剂。
在一些实施例中，沉淀池出水进入消毒池中进行消毒，采用固体消毒药片进行消毒。
在一些实施例中，所述除磷药剂为聚合氯化铝；所述碳源为醋酸钠或葡萄糖。
一体化污水处理设备的处理规模和材质，设备处理规模涵盖5-50吨/天，具体包括5、10、15、20、30、40、50吨/天；设备主要部件采用玻璃钢材质，安装形式为地埋式。
一体化污水处理设备的启动方式，设备采用投加菌剂的方式启动，污水将设备内的清水置换后，在缺氧区投加市售厌氧菌剂，在两个好氧区投加市售好氧菌剂，闷曝24-48小时后开始正常通入生活污水，设备启动周期一般在15-30天。
水力停留时间HRT，控制缺氧池HRT在8-12h，一级好氧池HRT在5-6h，二级好氧池HRT在3-4h，设备的总HRT在20-35h。
填料填充率，在缺氧池填料填充率60％-70％的前提下，比选一级好氧池填料填充率分别在30％、45％的条件下，二级好氧池填料填充率分别在20％、30％、45％的条件下，设备对有机物、氨氮和总氮等的去除效果。
实施例
如图1所示，一种基于A/O-MBBR工艺的一体化生活污水处理设备，它包括澄清池1、储泥池2、缺氧池3、一级好氧池4、二级好氧池5、沉淀池6和消毒池7七部分组成。澄清池1通过气提排泥装置9与储泥池2连通，澄清池1通过溢流管25与缺氧池3连通，储泥池2的溢流口与缺氧池3连通，缺氧池3的溢流口与一级好氧池4连通，一级好氧池4的溢流口与二级好氧池5连通，二级好氧池5的溢流口与沉淀池6连通，沉淀池6底部设置回流泵或气提回流装置26，通过回流管18与澄清池1相连，沉淀池6通过溢流三角堰与消毒池7连通。一体化污水处理设备设置一个进水口，进水管8伸到澄清池1的底部。一体化污水处理设备设置两个出水口，即重力出水口23和气提出水口24，在无法实现重力排水的情况下采用气提排水，无需另外设置后提升装置。
缺氧池内设置填料托板12、填料压板11及贯穿两块隔板的吸泥管16，填料托板11的下部设置缺氧反冲洗曝气管13，在两块隔板之间填充由塑料球状外壳包裹聚氨酯填料组合成的缺氧填料14。一级好氧池4、二级好氧池5上部设置填料盖板19，盖板上设有活动板，底部设置薄膜管式微孔曝气器15，在一级好氧池内填充高密度聚乙烯MBBR填料21，在二级好氧池内填充PPC高效生物载体22。在缺氧池3溢流口、一级好氧池4和二级好氧池5的溢流口和导流板上下各设置一块填料拦网27，防止填料进入其他腔室。
回流管18上设置除磷药剂接入口20和管道混合器17，管道混合器17位于除磷药剂接入口20的下游。缺氧池3的进水挡板内设置碳源药剂接入口10。消毒池7采用固体消毒药片进行消毒。
工作原理：
污水经提升后进入一体化污水处理设备澄清池底部，同时回流硝化液也进入澄清池底部，与进水一同进行污泥层澄清过滤，澄清池剩余污泥定期排入储 泥池。澄清池上清液溢流进入缺氧池，主要进行反硝化反应，去除总氮。随后污水进入一级好氧池，主要作用为降解COD及进行部分硝化反应。一级好氧池出水进入二级好氧池，主要作用为降解剩余COD及进行大部分硝化反应。二级好氧池出水进入沉淀池，进行脱落生物膜的固液分离，沉淀池底部设置回流泵或气提排泥装置，将硝化液回流至澄清池，同时在回流管上设置管道混合器和除磷药剂。沉淀池出水溢流进入消毒池，消毒池采用固体消毒药片进行消毒，消毒功能为可选功能，根据需要设置药剂桶，经消毒后出水达标排放。
设备通过电磁式隔膜鼓风机提供空气。设备共设置两路气路：排泥气路和曝气气路，排泥气路通过常闭电磁阀接设备排泥进气口，曝气气路接设备曝气进气口。排泥气路通过控制常闭电磁阀的开闭实现气提排泥，将澄清池的污泥定期排入储泥池。曝气气路包括一路主气管和四路(采用回流泵)或五路(采用气提回流装置)支气管，四路支气管包括缺氧反冲洗曝气管、一级好氧池曝气管、二级好氧池曝气管和气提排水供气管，四路支气管包括缺氧反冲洗曝气管、一级好氧池曝气管、二级好氧池曝气管、气提回流供气管和气提排水供气管。排泥气路及曝气气路的每条支气路通过刻度阀或球阀调节空气量。
一体化污水处理设备的处理规模和材质，设备处理规模涵盖5-50吨/天，具体包括5、10、15、20、30、40、50吨/天；设备主要部件采用玻璃钢材质，安装形式为地埋式。
一体化污水处理设备的启动方式，设备采用投加菌剂的方式启动，污水将设备内的清水置换后，在缺氧区投加市售厌氧菌剂，在两个好氧区投加市售好氧菌剂，闷曝48小时后开始正常通入生活污水，设备启动周期15天。
水力停留时间HRT，控制缺氧池HRT在12h，一级好氧池HRT在6h，二级好氧池HRT在4h，设备的总HRT在30h。
填料填充率，缺氧池填料的填充率为60％，一级好氧池填料填充率45％，二级好氧池填料填充率45％，设备对有机物、氨氮和总氮的去除效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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A/O-MBBR工艺的一体化污水处理设备，其特征在于：包括依次通过溢流结构连接的澄清池、缺氧池、一级好氧池、二级好氧池和沉淀池；
    沉淀池底部设置动力结构，动力结构通过回流管与澄清池连接，回流管上设置有除磷药剂接入口和管道混合器，管道混合器位于除磷药剂接入口的下游；
    缺氧池内的缺氧填料为组合填料，由塑料球状外壳包裹聚氨酯填料组合而成，缺氧池的进水挡板内设置有碳源药剂接入口；
    两个好氧池内的好氧填料分别为高密度聚乙烯MBBR填料和PPC生物载体；
    各个部分集成安装于壳体内，壳体为玻璃钢材质。
  2. 根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：还包括储泥池，储泥池位于澄清池和缺氧池之间，且储泥池通过气提排泥装置与澄清池连接。
  3. 根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：污水处理设备还包括消毒池，消毒池位于沉淀池的下游，两者通过溢流堰连接；
    进一步的，消毒池设置有重力出水口和气提出水口。
  4. 根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：沉淀池底部的动力结构为回流泵或气提装置。
  5. 根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：缺氧池中设置有填料托板、填料压板以及贯穿填料托板和填料压板的吸泥管，填料压板位于填料托板的上方，缺氧填料填充于填料压板与填料托板之间；
    进一步的，填料托板的下方设置有反冲洗曝气管，反冲洗曝气管与气源连接；
    进一步的，所述缺氧填料的直径为
    Figure PCTCN2020112273-appb-100001
  6. 根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：一级好氧池和二级好氧池的上部设置有填料盖板，填料盖板上设置有活动板。
  7. 根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：一级好氧池和二级好氧池的底部设置有曝气器；
    进一步的，所述曝气器为薄膜管式微孔曝气器。
  8. 根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：缺氧池、一级好氧池和二级好氧池的溢流口处均设置有填料拦网。
  9. 一种基于A/O-MBBR工艺的污水处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
    污水与沉淀池回流的硝化液一同进入澄清池中，经污泥澄清过滤后溢流至缺氧池中，并向缺氧池中补充碳源，进行反硝化反应，去除总氮；
    缺氧池中的污水溢流至一级好氧池中，降解大部分COD和部分氨氮；
    一级好氧池出水溢流至二级好氧池中，降解剩余COD和大部分氨氮；
    二级好氧池出水进入沉淀池中，进行固液分离；沉淀池底部硝化液回流至澄清池中，回流过程中添加除磷药剂。
  10. 根据权利要求9所述的污水处理方法，其特征在于：沉淀池出水进入消毒池中进行消毒；
    或，所述除磷药剂为聚合氯化铝；所述碳源为醋酸钠或葡萄糖。
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