申请日2016.08.26
公开(公告)日2017.02.01
IPC分类号C02F9/14; C02F101/16
摘要
本发明涉及一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理装置、系统及工艺，其装置包括调节池、缺氧池、MBBR好氧反应池、曝气装置、二沉池和混凝沉淀池，待处理污水通过管道通入调节池中，缺氧池位于调节池的溢水口一侧，MBBR好氧反应池设置在缺氧池的出水口一侧，曝气装置排出的气体通入至MBBR好氧反应池的污水中并对污水进行曝气处理，二沉池设置在MBBR好氧反应池的出水口一侧。本发明改善现有城镇污水处理厂的硝化及脱氮效率，提高系统的同步硝化反硝化性能，降低硝化液回流的能耗及成本，具有升级简便、易于维护及安装、耐负荷能力强、泥龄长、脱氮效果好、运行成本低等特点。
摘要附图
权利要求书
1.一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理装置，其特征在于：包括调节池、缺氧池、MBBR好氧反应池、曝气装置、二沉池和混凝沉淀池，待处理污水通过管道通入所述调节池中，所述缺氧池位于所述调节池的溢水口一侧，并收集从所述调节池溢出的污水，所述MBBR好氧反应池设置在所述缺氧池的出水口一侧，且所述缺氧池中经过缺氧处理后的污水自流进入所述MBBR好氧反应池中，所述曝气装置排出的气体通入至所述MBBR好氧反应池的污水中并对污水进行曝气处理，所述二沉池设置在所述MBBR好氧反应池的出水口一侧，且所述MBBR好氧反应池中的反应后的污水进入所述二沉池中进行沉淀，所述二沉池沉淀分离后的上清液进入所述混凝沉淀池，沉淀分离后的活性污泥通过回流管道进入所述缺氧池中。
2.一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理系统，其特征在于：包括主控制电路、氨氮检测装置和权利要求1至3任一项所述的基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理装置，所述氨氮检测装置设置在所述MBBR好氧反应池内并检测所述MBBR好氧反应池内的氨氮浓度，所述主控制电路分别与所述氨氮检测装置和曝气装置电连接,并根据所述氨氮检测装置检测的氨氮浓度控制所述曝气装置的功率。
3.一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理工艺，其特征在于，采用权利要求4所述的基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理系统，包括如下步骤：
步骤1：将污水通入调节池中并充分混合，所述调节池中的污水溢流进入缺氧池中，进入所述缺氧池中的污水经过缺氧处理后自流进入所述MBBR好氧反应池内;
步骤2：在MBBR好氧反应池内接种活性污泥，使得活性污泥与预先在 MBBR好氧反应池内加入悬浮填料充分混合，并在所述悬浮填料表面形成MBBR氧化膜，然后向所述MBBR好氧反应池中曝气，直至污水中的氨氮浓度达到设定的范围内;
步骤3：控制所述MBBR好氧反应池内的污水进入二沉池中进行沉淀，并将沉淀分离后的上清液通入混凝沉淀池中，同时沉淀分离后的活性污泥通过回流管道回流至所述缺氧池中。
4.根据权利要求3所述一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理工艺，其特征在于：所述步骤1中，所述调节池和缺氧池中均设有至少一个机械搅拌装置，所述机械搅拌装置对进入所述调节池或缺氧池内的污水进行搅拌使其均匀混合。
5.根据权利要求3所述一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理工艺，其特征在于：所述步骤2中，从所述二沉池中选取分离后的活性污泥接种至所述MBBR好氧反应池内，且所述活性污泥浓度范围为2500-3000mg/L。
6.根据权利要求5所述一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理工艺，其特征在于：所述步骤2中，预先按照所述MBBR好氧反应池池容的20%-30%加入悬浮填料，且所述悬浮填料载体呈圆柱状，直径10-20mm，比重为0.97-0.98kg/m3，孔隙率大于等于90%，比表面积大于500m2/m3。
7.根据权利要求3所述一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理工艺，其特征在于：所述步骤2中，所述MBBR好氧反应池中的水温为18-25℃，所述MBBR好氧反应池内污水中溶解氧浓度范围为5-6mg/L，污水的pH值范围内7.5-7.8，所述MBBR氧化膜的表面负荷大于0.2gN/m2/d。
8.根据权利要求3所述一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理工艺，其特征在于：所述步骤2中，曝气终止条件为：所述MBBR好氧反应池内污水中的氨氮浓度小于5mg/L。
9.根据权利要求3所述一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理工艺， 其特征在于：所述步骤3中，所述MBBR好氧反应池内活性污泥回流至所述缺氧池的回流比例为50%-70%。
10.根据权利要求3至9任一项所述一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理工艺，其特征在于，还包括如下步骤：
步骤4：向所述混凝沉淀池中加入混凝药剂，并去除污水中的悬浮物及含磷化合物。
说明书
一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理装置、系统及工艺
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理装置、系统及工艺。
背景技术
目前，我国绝大多数城镇污水处理厂普遍采用传统活性污泥工艺对城镇生活污水进行处理。然而，由于传统活性污泥法的泥龄相对较短，不利于系统内世代周期较长的硝化细菌富集，导致传统活性污泥工艺的脱氮性能差，大量含氮化合物未得到有效去除便排入天然水体，造成水体的富营养化。随着国家对含氮化合物排放标准的不断提高，一些城镇污水处理厂需要简单有效的工艺方法对现有污水处理系统进行升级改造，从而提高系统的脱氮性能。
MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor，移动床生物膜反应器)是通过向好氧反应器内投加一定数量密度接近于水的悬浮填料，使其在形成生物膜后与水的密度相近，确保填料悬浮于水中。在填料形成生物膜后，由于氧的扩散的限制，会形成DO的梯度，在生物膜的外表面，由于DO浓度相对较高，以好氧硝化菌为主，深入絮体内部，由于外部氧的大量消耗，且氧传递受阻，产生缺氧区，反硝化菌占优，为硝化反应和反硝化反应的同时进行创造了有利的环境。
通常，为了维持比较高生物浓度和取得较好的脱氮效果，必须同时进行硝化液回流和污泥回流两个过程，这就增加了动力消耗方面的费用;其次，由于硝化菌的增殖速度比较慢，并且很难维持较高的生物浓度。因此，系统所需水力停留时间较长，需要增加曝气池的容积延长水力停留时间，这就增加了基建投资和运行费用。再次，需要投加碱中和硝化过程中所产生的酸度，这不但增加了药剂投加费用，而且还有可能造成水源的再次污染。
同步硝化反硝化工艺指的是在同一个反应器中的相同条件下，硝化与反硝化反应能够同时进行。与传统生物脱氮工艺相比，该过程不仅可以减少构筑物反应设备，降低基建投资和减少用地，而且反硝化过程所产生的碱度可以补充硝化过程所消耗碱度，从而维持反应器内pH值的稳定，确保脱氮反应顺利进行，降低药剂投加成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理装置、系统及工艺。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
依据本发明的一个方面，提供了一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理装置，包括调节池、缺氧池、MBBR好氧反应池、曝气装置、二沉池和混凝沉淀池，待处理污水通过管道通入所述调节池中，所述缺氧池位于所述调节池的溢水口一侧，并收集从所述调节池溢出的污水，所述MBBR好氧反应池设置在所述缺氧池的出水口一侧，且所述缺氧池中经过缺氧处理后的污水自流进入所述MBBR好氧反应池中，所述曝气装置排出的气体通入至所述MBBR好氧反应池的污水中并对污水进行曝气处理，所述二沉池设置在所述MBBR好氧反应池的出水口一侧，且所述MBBR好氧反应池中的反应后的污水进入所述二沉池中进行沉淀，所述二沉池沉淀分离后的上清液进入所述混凝沉淀池，沉淀分离后的活性污泥通过回流管道进入所述缺氧池中。
本发明的一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理装置，改善现有城镇污水处理厂的硝化及脱氮效率，提高系统的同步硝化反硝化性能，降低硝化液回流的能耗及成本，具有升级简便、易于维护及安装、耐负荷能力强、泥龄长、脱氮效果好、运行成本低等特点。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步：所述调节池和缺氧池内均安装有至少一个机械搅拌装置，所述机械搅拌装置对进入所述调节池或缺氧池内的污水进行搅拌使其均匀混合。
上述进一步方案的有益效果是：通过所述机械搅拌装置，使得进入所述对进入所述调节池或缺氧池内的污水进行搅拌使其均匀混合，便于污水均匀反应，提高除污效果。
进一步：所述调节池内设有溢流堰，且当所述调节池内的污水液面高于所述溢流堰时，污水会溢流进入所述缺氧池中。
上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述溢流堰可以使得所述调节池内的污水混合之后更加均匀，并且在所述调节池内的污水液面达到所述溢流堰的高度时，污水会均匀的溢流至所述缺氧池内，使得所述污水反应更加均匀。
进一步：所述二沉池和混凝沉淀池内均设置有刮泥设备，所述刮泥设备将沉淀分离后的活性污泥刮入对应的沉泥斗内。
上述进一步方案的有益效果是：通过所述刮泥设备可以将所述二沉池和混凝沉淀池的污泥和沉淀物刮入至对应的沉泥斗内，方便二沉池内额污泥回流至所述缺氧池内，也方便去除后续所述混凝沉淀池内污水中的悬浮物及含磷化合物转化为沉淀物。
依据本发明的另一个方面，提供了一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理系统，包括主控制电路、氨氮检测装置和权利要求1至3任一项所述的基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理装置，所述氨氮检测装置设置在所述MBBR好氧反应池内并检测所述MBBR好氧反应池内的氨氮浓度，所述主控制电路分别与所述氨氮检测装置和曝气装置电连接。
通过所述氨氮检测装置可以实时检测所述MBBR好氧反应池内的氨氮浓度，实现在所述MBBR好氧反应池内氨氮浓度的实时监控，且所述主控制电路根据所述氨氮检测装置检测的氨氮浓度控制所述曝气装置的功率，实现曝气量与氨氮浓度的动态平衡。
依据本发明的另一个方面，提供了一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理工艺，采用所述的基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理系统，包括如下步骤：
步骤1：将污水通入调节池中并充分混合，所述调节池中的污水溢流进入缺氧池中，进入所述缺氧池中的污水经过缺氧处理后自流进入所述MBBR好氧反应池内;
步骤2：在MBBR好氧反应池内接种活性污泥，使得活性污泥与预先在MBBR好氧反应池内加入悬浮填料充分混合，并在所述悬浮填料表面形成MBBR氧化膜，然后向所述MBBR好氧反应池中曝气，直至污水中的氨氮浓度达到设定的范围内;
步骤3：控制所述MBBR好氧反应池内的污水进入二沉池中进行沉淀，使得污水与污泥分离，并将沉淀分离后的上清液通入混凝沉淀池中，同时将沉淀分离后的活性污泥通过回流管道回流至所述缺氧池中。
本发明的一种基于MBBR的同步硝化反硝化污水处理工艺，通过向MBBR好氧反应池中加入悬浮填料，便可提高系统的脱氮效率，方便城镇污水处理厂的升级改造，同步硝化反硝化工艺运行效果稳定，同步硝化反硝化效率在70%以上，不需要设置硝化液回流系统，降低运行成本，不存在布水不均匀，易形成死区、硝化细菌流失等问题，氧气利用率高，曝气能耗低。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步：所述步骤1中，所述调节池和缺氧池中均设有至少一个机械搅拌装置，所述机械搅拌装置对进入所述调节池或缺氧池内的污水进行搅拌使其均匀混合。
上述进一步方案的有益效果是：通过所述机械搅拌装置，使得进入所述对进入所述调节池或缺氧池内的污水进行搅拌使其均匀混合，便于污水均匀反应，提高除污效果。
进一步：所述步骤2中，从所述二沉池中选取分离后的活性污泥接种至所述MBBR好氧反应池内，且所述活性污泥浓度范围为2500-3000mg/L。
上述进一步方案的有益效果是：通过将所述活性污泥接种至所述MBBR好氧反应池内，便于为所述MBBR好氧反应池内的污水反应提供充足的生物量，提高污水的处理效果。
进一步：所述步骤2中，预先按照所述MBBR好氧反应池池容的20%-30%加入悬浮填料，且所述悬浮填料载体呈圆柱状，直径10-20mm，比重为0.97-0.98kg/m3，孔隙率大于等于90%，比表面积大于500m2/m3。
上述进一步方案的有益效果是：通过上述规格的悬浮填料可以使得MBBR好氧反应池中溶液表面所述悬浮填料与活性污泥均匀混合，采用活性污泥循环方式进行挂膜，利用氧的扩散的限制，会形成DO的梯度，在生物膜的外表面，由于DO浓度相对较高，以好氧硝化菌为主，深入絮体内部，由于外部氧的大量消耗，且氧传递受阻，产生缺氧区，反硝化菌占优，为同步硝化反硝化反应的进行创造了有利的环境，并使世代周期较长的硝化细菌附着在悬浮载体上，延长系统的污泥龄，提高系统的硝化效率。
进一步：所述步骤2中，所述MBBR好氧反应池中的水温为18-25℃，所述MBBR好氧反应池内污水中溶解氧浓度范围为5-6mg/L，污水的pH值范围内7.5-7.8，所述MBBR氧化膜的表面负荷大于0.2gN/m2/d。
上述进一步方案的有益效果是：通过控制上述反应条件可以使得MBBR好氧反应池中的反应在最合适的环境下进行，有利于提高反应效率。
进一步：所述步骤2中，曝气终止条件为：所述MBBR好氧反应池内污水中的氨氮浓度小于5mg/L。
进一步：所述步骤3中，所述MBBR好氧反应池活性内污泥回流至所述缺氧池的回流比例为50%-70%。
上述进一步方案的有益效果是：通过控制所述MBBR好氧反应池内污泥回流比例，可以确保所述缺氧池中有充足的生物量供MBBR好氧反应池内的反应顺利、高效进行。
进一步：还包括如下步骤：
步骤4：向所述混凝沉淀池中加入混凝药剂，并去除污水中的悬浮物及含磷化合物。
上述进一步方案的有益效果是：通过加入所述混凝药剂，可以与污水中的悬浮物及含磷化合物反应并生成沉淀物，便于将污水中的悬浮物及含磷化合物有效去除，减小污水中的悬浮物及含磷化合物对环境的污染，进一步提高污水处理效果，
进一步：所述混凝药剂为聚合氯化铝铁和聚丙烯酰胺的混合物。
上述进一步方案的有益效果是：通过加入所述混凝药剂可以使得沉淀分离后的上清液中的悬浮物和含磷化合物形成沉淀物，并去除外排。
进一步：所述步骤2和3中，所述二沉池和混凝沉淀池内均设置有刮泥设备，所述刮泥设备将沉淀分离后的活性污泥或沉淀物刮入对应的沉泥斗内。
上述进一步方案的有益效果是：通过所述刮泥设备可以将所述二沉池和混凝沉淀池的污泥和沉淀物刮入至对应的沉泥斗内，方便二沉池内额污泥回流至所述缺氧池内，也方便去除后续所述混凝沉淀池内污水中的悬浮物及含磷化合物转化为沉淀物。