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MBBR污水处理系统及处理工艺

添加时间:2019-09-23 | 文章录入:恒峰娱乐g22 | 文章来源:恒峰娱乐手机版

MBBR污水处理系统及处理工艺,属于污水处理技术领域。其解决了现有技术中传统的污水处理厂处理工艺流程长、集成度低、负荷低、对碳源需求高且氮、磷、SS的去除效果一般的问题。其包括厌氧区、缺氧一区、缺氧二区、絮凝区、沉淀区、生物膜区、出水区、以及连接上述区域的管路,通过对回流的调整、污泥浓度的控制以及生物膜区内悬浮载体填充率、DO的参数设置,和出水区内膜组件膜通量、曝气密度的设置等。利用反硝化聚磷菌的特点,将沉淀区设置于生化处理的中段,将生物膜工艺与过滤膜工艺耦合,具有集成度高,同步脱氮除磷且节省碳源,出水氮、磷、SS浓度低,且负荷高,设备使用寿命长。

 

  权利要求书

  1.一种MBBR污水处理系统,其特征在于:其包括自前往后依次连接的厌氧区、缺氧一区、缺氧二区、絮凝区、沉淀区、生物膜区及出水区,相邻的区域由隔墙分隔,所述隔墙上均设置有连通口,相邻的区域通过打开所述连通口保持连通;

  所述的厌氧区连接有进水管,所述的出水区连接有出水管,待处理污水经所述进水管进入,经处理后从所述出水管排出;

  所述的絮凝区连接有加药管,所述的沉淀区底部连接有污泥回流管一和剩余污泥排放管,所述的污泥回流一管的另一端连接至所述缺氧一区,所述剩余污泥排放管用于将剩余污泥排出;

  所述的出水区与所述的缺氧一区之间连接有硝化液回流管,所述的厌氧区与所述的缺氧二区之间连接有污泥回流管二;

  在所述的厌氧区、缺氧一区、缺氧二区及絮凝区内分别设置有搅拌器,在所述的生物膜区内布置有悬浮载体、曝气器一及拦截筛网,在所述出水区内设置有超滤膜组件及曝气器二。

  2.根据权利要求1所述的一种MBBR污水处理系统,其特征在于:所述的污泥回流管一、硝化液回流管及污泥回流管二上均设置有水泵。

  3.根据权利要求1所述的一种MBBR污水处理系统,其特征在于:所述的拦截筛网设置在所述出水区的出水口之前,其为多孔板,所述超滤膜组件上方设置有集水槽,所述集水槽位于水面以下。

  4.根据权利要求1所述的一种MBBR污水处理系统,其特征在于:所述的曝气器一为充氧曝气器,所述的曝气器二为反冲洗曝气器。

  5.根据权利要求1所述的一种MBBR污水处理系统,其特征在于:位于絮凝区内的搅拌器为立式搅拌器。

  6.一种MBBR污水处理工艺,其特征在于,其采用权利要求1-5任一项所述的MBBR污水处理系统,所述工艺包括以下步骤:

  待处理污水经进水管进入厌氧区内,进水流量设定为Q,在厌氧区内停留一段时间,经连通口依次流入缺氧一区、缺氧二区及絮凝区,在絮凝区通过加药管向其中加入一定量的药剂,在搅拌的作用下接着进入沉淀区,沉淀区污泥通过污泥回流管一回流至缺氧一区前端,污泥回流管一的回流量为0.8-1.2Q,剩余污泥通过剩余污泥排放管排放;

  经沉淀区其上清液依次进入生物膜区、出水区,出水区混合液通过硝化液回流管回流至缺氧一区前端,硝化液回流量为1-3Q;缺氧二区混合液通过缺氧二区末端的污泥回流管二回流至厌氧区前端,污泥回流管二回流量为污泥回流管一回流量与硝化液回流量的平均值。

  7.根据权利要求6所述的一种MBBR污水处理工艺,其特征在于:所述厌氧区污泥浓度为3000-5000mg/L;所述缺氧一区、缺氧二区污泥浓度为6000-8000mg/L;所述生物膜区污泥浓度<500mg/L。

  8.根据权利要求6所述的一种MBBR污水处理工艺,其特征在于:所述生物膜区内悬浮载体填充率为30-67%,所述生物膜区DO在1-8mg/L;所述出水区内膜通量18-25L/m2/h,超滤膜组件曝气密度8-20L/min/m2;

  当填充率为30%-50%时,生物膜区气水比为5:1至8:1,出水区膜通量为20-25L/m2/h,超滤膜组件曝气密度为8-15L/min/m2;

  当填充率为50%-67%时,生物膜区气水比为7:1至10:1,出水区膜通量18-22L/m2/h,超滤膜膜组件曝气密度12-20L/min/m2。

  9.根据权利要求6所述的一种MBBR污水处理工艺,其特征在于:生物膜区的出水氨氮≤2mg/L,生物膜区出水TN≤8mg/L;当生物膜区出水氨氮>2mg/L时,提高生物膜区DO 10-20%,直至生物膜区出水氨氮≤2mg/L,保持此时DO不变;当生物膜区出水TN>8mg/L时,降低生物膜区DO 10-20%,直至生物膜区出水TN≤8mg/L,保持此时DO不变。

  10.根据权利要求6所述的一种MBBR污水处理工艺,其特征在于,经出水区出水口排出的水指标为:出水TP≤0.2mg/L或TP去除率≥90%,出水TN≤8mg/L,出水SS≤6mg/L,系统TN去除负荷≥0.1kgN/m3/d。

  说明书

  一种MBBR污水处理系统及处理工艺

  技术领域

  本发明涉及MBBR污水处理技术领域,具体涉及一种MBBR污水处理系统及处理工艺。

  背景技术

  为了强化对水环境的保护,国家对污水处理厂出水水质提出了更高的要求,传统的污水处理厂二级处理工艺流程,对氮、磷的去除效果一般,并且容积负荷低,占地面积大;重力式泥水分离出水SS较高,不能满足越来越高的出水SS要求。这两点是传统二级处理工艺流程的技术滞后之处。

  利用MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor,移动床生物膜反应器)工艺,向反应器中投加一定数量的悬浮载体,作为微生物附着生长的载体,由于载体上生物膜不受排泥的工程泥龄限制,可以富集更多长泥龄菌群,尤其是硝化菌,获得高效的氨氮硝化效果,负荷高,出水氨氮浓度低。且MBBR还具有占地省,基建费用低,改造、建设灵活简单等优点。目前MBBR工艺多与活性污泥相结合,共存于一个池体内,控制条件相互制约,不能发挥MBBR工艺的最大作用。

  泥水分离方面,利用MBR超滤膜过滤替代重力进行泥水分离,获得低SS出水,也是未来泥水分离的发展趋势,但是直接的活性污泥混合液中过滤,存在能耗高,膜易堵塞,从而降低膜的使用寿命,增加能耗和折旧等问题。

  目前也有一些MBBR悬浮载体工艺与MBR过滤膜相结合的工艺方式,具体研究有:

  CN 107311405 A公开了一种城市污水处理系统及工艺,其只是以AAO工艺流程为基础,在缺氧、好氧中投加悬浮载体后,经过沉淀池沉淀后与MBR简单串联,工艺流程长,MBR只是起到深度处理的过滤作用。

  CN 107285467 A公开了一种用于水处理厂的MBBR与MBR集成工艺及设备,其只是简单的设置缺氧区和将MBR膜组件放置于MBBR生物池内,虽然工艺流程短,并宣称MBBR悬浮载体可以对MBR膜表面进行清洗,但是MBBR悬浮载体会在流化过程中,划伤MBR膜,大大降低MBR膜的使用寿命。且都只是对氮素的去除和SS的去除效果进行了强化,对磷的去除没有强化,也没有解决氮、磷对碳源的竞争问题。

  发明内容

  本发明的目的在于提供一种MBBR污水处理系统,其具有氮、磷、SS处理效果好,出水浓度低,碳源利用率高,系统集成度高,统计负荷高,占地少等优点。

  为实现上述目的,本发明所需克服的技术问题有:

  如何通过合理的功能区域设置和回流设置来解决由于受限于进水碳源中VFA含量以及氮素反硝化对碳源的竞争而造成的除磷除磷效果差的问题;而且让好氧聚磷的过程在含有分子态氧硝酸盐氮的缺氧区即可实现,也就是说,如何利用DPB的特点,可以在经过缺氧区后,污水中的磷素即转移至污泥中,允许在缺氧段后端即可设置沉淀池,进行泥水分离,而不必设置在好氧池后。

  为解决上述技术问题,采用了如下技术方案:

  一种MBBR污水处理系统,其包括自前往后依次连接的厌氧区、缺氧一区、缺氧二区、絮凝区、沉淀区、生物膜区及出水区,相邻的区域由隔墙分隔,所述隔墙上均设置有连通口,相邻的区域通过打开所述连通口保持连通;

  所述的厌氧区连接有进水管,所述的出水区连接有出水管,待处理污水经所述进水管进入,经处理后从所述出水管排出;

  所述的絮凝区连接有加药管,所述的沉淀区底部连接有污泥回流管一和剩余污泥排放管,所述的污泥回流一管的另一端连接至所述缺氧一区,所述剩余污泥排放管用于将剩余污泥排出;

  所述的出水区与所述的缺氧一区之间连接有硝化液回流管,所述的厌氧区与所述的缺氧二区之间连接有污泥回流管二;

  在所述的厌氧区、缺氧一区、缺氧二区及絮凝区内分别设置有搅拌器,在所述的生物膜区内布置有悬浮载体、曝气器一及拦截筛网,在所述出水区内设置有超滤膜组件及曝气器二。

  作为本发明的一个优选方案,所述的污泥回流管一、硝化液回流管及污泥回流管二上均设置有水泵。

  作为本发明的另一个优选方案,所述的拦截筛网设置在所述出水区的出水口之前,其为多孔板,所述超滤膜组件上方设置有集水槽,所述集水槽位于水面以下。

  进一步的,所述的曝气器一为充氧曝气器,所述的曝气器二为反冲洗曝气器。

  进一步的,位于絮凝区内的搅拌器为立式搅拌器。

  本发明的另一任务在于提供一种MBBR污水处理工艺,其采用上述MBBR污水处理系统,其包括以下步骤:

  待处理污水经进水管进入厌氧区内,进水流量设定为Q,在厌氧区内停留一段时间,经连通口依次流入缺氧一区、缺氧二区及絮凝区,在絮凝区通过加药管向其中加入一定量的药剂,在搅拌的作用下接着进入沉淀区,沉淀区污泥通过污泥回流管一回流至缺氧一区前端,污泥回流管一的回流量为0.8-1.2Q,剩余污泥通过剩余污泥排放管排放;

  经沉淀区其上清液依次进入生物膜区、出水区,出水区混合液通过硝化液回流管回流至缺氧一区前端,硝化液回流量为1-3Q;缺氧二区混合液通过缺氧二区末端的污泥回流管二回流至厌氧区前端,污泥回流管二回流量为污泥回流管一回流量与硝化液回流量的平均值。

  进一步的,所述厌氧区污泥浓度为3000-5000mg/L;所述缺氧一区、缺氧二区污泥浓度为6000-8000mg/L;所述生物膜区污泥浓度<500mg/L。

  进一步的,所述生物膜区内悬浮载体填充率为30-67%,所述生物膜区DO在1-8mg/L;所述出水区内膜通量18-25L/m2/h,超滤膜组件曝气密度8-20L/min/m2;

  当填充率为30%-50%时,生物膜区气水比为5:1至8:1,出水区膜通量为20-25L/m2/h,超滤膜组件曝气密度为8-15L/min/m2;

  当填充率为50%-67%时,生物膜区气水比为7:1至10:1,出水区膜通量18-22L/m2/h,超滤膜膜组件曝气密度12-20L/min/m2。

  进一步的,生物膜区的出水氨氮≤2mg/L,生物膜区出水TN≤8mg/L;当生物膜区出水氨氮>2mg/L时,提高生物膜区DO 10-20%,直至生物膜区出水氨氮≤2mg/L,保持此时DO不变;当生物膜区出水TN>8mg/L时,降低生物膜区DO 10-20%,直至生物膜区出水TN≤8mg/L,保持此时DO不变。

  进一步的,经出水区出水口排出的水指标为:出水TP≤0.2mg/L或TP去除率≥90%,出水TN≤8mg/L,出水SS≤6mg/L,系统TN去除负荷≥0.1kgN/m3/d。

  本发明的显著特征是,利用DPB(反硝化聚磷菌),在厌氧释磷并吸取碳源储存能量后,可以利用硝酸盐代替氧作为电子受体过量吸磷的特点,让好氧聚磷的过程在含有分子态氧硝酸盐氮的缺氧区即可实现,就是说,利用DPB的特点,可以在经过缺氧区后,污水中的磷素即转移至污泥中,允许在缺氧段后端即可设置沉淀区,进行泥水分离,而不必设置在好氧区后。

  起泥水分离作用的沉淀区位于缺氧区后,整个生化反应的中段,而非传统的生化段末端(曝气区)。沉淀区后上清液进入的生物膜区,生物膜区内无活性污泥,利用载体上的富集的微生物膜对氨氮进行硝化,实现了在一个系统内存在两种污泥浓度,厌氧区、缺氧区内污泥浓度高,进行释磷、聚磷和硝酸盐氮的反硝化,起硝化作用的生物膜区内污泥浓度则很低。

  出水进入后续的出水区后,混合液中的SS浓度低,可以减少对出水区内膜组件的磨损,延长系统使用寿命。

  本发明所带来的有益技术效果为:

  1)生物除磷效果好,厌氧区进水包括总进水和回流自缺氧二区的混合液,缺氧二区末端的混合液,由于经过了充分的反硝化聚磷反应,硝酸盐浓度低,回流至厌氧区后,不影响聚磷菌的厌氧释磷储能,从而更充分保证生化除磷的效果;

  2)反硝化容积负荷高,不同于传统二级处理工艺的沉淀区设置于工艺段末端,本发明污水处理系统的沉淀区设置于工艺段中间,出水非最终出水,无需担心进入沉淀区的污泥浓度过高造成沉淀区出水SS超标,因此可以允许缺氧区具有高污泥浓度,在相同的污泥负荷下,容积负荷更高;

  3)碳源、能源充分利用,一碳多用,首先本发明污水处理系统的回流设置,可利用DPB反硝化聚磷菌同步反硝化除磷的特点,聚磷利用硝酸盐氮作为电子受体,一碳两用。此外,缺氧区高浓度污泥利于内碳源析出,可以更多的利用系统内源碳源,在进水碳源不足时,节约外加碳源非用。且沉淀区位于缺氧区后,污泥并未经过好氧区域,避免了碳源被好氧降解,可以进入到污泥内,提高污泥的资源、能源回收价值,且聚磷利用的是化合态氧NO3,减少了对溶氧的需求,降低了能耗;

  4)硝化充分,负荷高,经沉淀区后,上清液进入生物膜区,由于悬浮载体被筛网拦截在固定区域,有利于泥龄较长的微生物,特别是亚硝化菌属和硝化菌属的附着和生长,硝化效果好,可以充分硝化污水中的氨态氮;

  5)生物膜区内只存在悬浮载体上的生物膜一种微生物形态,运行管理和调控简单,且硝化负荷高,同时,利用生物膜的多层结构,可以为同步硝化反硝化的进行提供有利条件,增强对氮素的去除效果;

  6)延长过滤膜的使用寿命,本发明污水处理系统在生物膜区前设置了沉淀区,经过沉淀后的上清液进入生物膜区,依靠池内的悬浮载体上附着的微生物进行硝化过程,出水SS浓度远低于活性污泥混合液,可以减少膜的过滤压力,提高膜通量,降低膜的冲洗和清洗频率,延长膜的使用寿命;

  7)负荷高,占地省,采用本发明污水处理系统,厌氧区和缺氧区的污泥浓度高,生物膜区依靠载体高效的硝化效果,容积负荷都很高,节省池容占地,最终的泥水分离出水采用膜过滤,效果好占地省,且系统集成度高,虽然对各指标均有良好的去除效果,但是占地很节约;

  8)广泛适用于污水厂新建、改造,污水处理一体化设备。

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