申请日2021.06.23
公开（公告）日2021.08.27
IPC分类号C02F9/14; C02F11/121
摘要
本发明公开了一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，包括格栅池、调节池、一体化MBBR设备、污泥浓缩池、过滤装置、消毒系统；一体化MBBR设备主要由依次连通的厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池组成，好氧池内有悬浮填料，好氧微生物生长在悬浮填料上形成微生物膜；好氧池的一部分出水进入沉淀池，另一部分出水回流至缺氧池；沉淀池的清水进入过滤装置，底部的污泥一部分排入污泥浓缩池，另一部分回流至厌氧池；调节池进水口与格栅池出水口连通，调节池出水口连通至厌氧池；过滤装置安装于沉淀池出水端，过滤装置的清水进入消毒系统，底部的污泥排入污泥浓缩池。利用上述系统进行污水的处理，工艺流程简单易操作，占地面积小且处理效果优异。
权利要求书
1.一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，包括格栅池、调节池、一体化MBBR设备、污泥浓缩池、过滤装置、消毒系统；
一体化MBBR设备主要由依次连通的厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池组成，好氧池内有悬浮填料，好氧微生物生长在悬浮填料上形成微生物膜；好氧池的一部分出水进入沉淀池，另一部分出水回流至缺氧池；沉淀池的清水进入过滤装置，底部的污泥一部分排入污泥浓缩池，另一部分回流至厌氧池；
调节池进水口与格栅池出水口连通，调节池出水口连通至厌氧池；
过滤装置安装于沉淀池出水端，过滤装置的清水进入消毒系统，底部的污泥排入污泥浓缩池。
2.根据权利要求1的一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，还包括除臭系统，调节池、污泥浓缩池均连接除臭系统。
3.根据权利要求1的一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，沉淀池连接有加药装置，且沉淀池为斜管沉淀池。
4.根据权利要求1的一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，好氧池内设置有潜水曝气机。
5.根据权利要求1的一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，过滤装置为滤布滤池，滤布滤池内设置有与沉淀池出水口连通的进水口、与消毒系统进水口连通的出水口、反抽吸装置、排泥装置和若干过滤转盘；
过滤转盘均匀分布于滤布滤池内腔中，且过滤转盘外包覆滤布；
反抽吸装置包括反冲洗水泵和反冲洗管，用于清洗滤布；
排泥装置设置于滤布滤池的底部，包括排泥泵与排泥管，污泥在排泥泵的动力下通过排泥管回流至排水系统。
6.根据权利要求5的一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，滤布滤池连接PLC自动控制系统，PLC自动控制系统用于控制反冲洗水泵、排泥泵以及过滤转盘的启停。
7.根据权利要求6的一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，滤布滤池内设置有用于监测液位变化的压力传感器，PLC自动控制系统根据压力传感器数值的变化控制反冲洗水泵的启停。
8.根据权利要求5的一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，其特征在于，滤布滤池的过滤转盘底部设置为斗形池底。
9.一种改良型MBBR工艺的污水处理方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项的改良型MBBR工艺的污水处理装置，包括以下步骤：
(1)通过在污水收集管道收集污水至格栅池，清除污水中的大颗粒杂质，然后污水通过管道进入调节池，进行水质水量的调节及均衡；
(2)污水继续泵送至一体化MBBR设备中，依次流入厌氧池、缺氧池、好氧池进行生化处理；
(3)污水经生化处理后，一部分污水进入沉淀池进行固液分离，另一部分回流至缺氧池进行脱氮除磷；
(4)沉淀池分离出来的污泥一部分排入污泥浓缩池进行浓缩，另一部分回流至厌氧段进行反硝化；
(5)沉淀池出水进入过滤装置进行过滤，进一步去除悬浮物后进入消毒系统进行消毒，然后经出水流量堰达标排放。
10.根据权利要求9的一种改良型MBBR工艺的污水处理方法，其特征在于，过滤装置过滤饱和后定期进行反冲洗，且反冲洗水回流至调节池。
说明书
一种改良型MBBR工艺的污水处理方法及装置
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，更具体的说是涉及一种改良型MBBR工艺的污水处理装置及方法。
背景技术
我国长期的城乡二元结构导致在污水处理方面城乡之间差别显著，在城市，污水不但有完善的收集处理技术和措施，而且国家颁布系统的法律法规和标准加以控制，但是大部分农村都没有排水渠道和污水处理系统。未经处理的生活污水通过电源和非点源排放，将各类污染物带入河流，严重污染各类水源。
农村生活污水主要为生活用水，污水中主要是生活废料和排泄物，一般不含有毒物质，往往含有氮磷等营养物质，还有大量的细菌、病毒和寄生虫卵。因生活习惯、生活方式、经济水平等不同农村生活污水的水质水量差异较大，污水有如下特点和问题：污水分布较分散，涉及范围广、随机性强，防治十分困难，管网收集系统不健全，粗放型排放，基本没有污水处理设施；农村用水量标准较低，污水流量小且变化系数大；污水成分复杂，但各种污染物的浓度较低，污水可生化性较强。
另外由于农村生活污染源分散，不易集中，人们环保意识较差，且经济水平相对落后，导致治理上存在较大困难，农村生活污水已成为影响水体环境质量的重要污染源，严重影响着天然和人工水体。
因此，如何提供一种改良型MBBR工艺的污水处理装置是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于农村分散污水处理的改良型MBBR工艺的污水处理装置及采用该系统进行污水处理的方法，工艺流程简单，设备运行可靠，且占地面积小，处理效果优异。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种改良型MBBR工艺的污水处理装置，包括格栅池、调节池、一体化MBBR设备、污泥浓缩池、过滤装置、消毒系统；
一体化MBBR设备主要由依次连通的厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池组成，好氧池内有悬浮填料，好氧微生物生长在悬浮填料上形成微生物膜；好氧池的一部分出水进入沉淀池，另一部分出水回流至缺氧池；沉淀池的清水进入过滤装置，底部的污泥一部分排入污泥浓缩池，另一部分回流至厌氧池；
调节池进水口与格栅池出水口连通，调节池出水口连通至厌氧池；
过滤装置安装于沉淀池出水端，其作用在于去除污水中以悬浮状态存在的各种杂质，提高污水处理厂出水水质，使出水SS达到水质排放要求；
过滤装置的清水进入消毒系统，底部的污泥排入污泥浓缩池。
MBBR(载体流动床移动床生物膜反应器)为生物膜法，其原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，微生物生长的环境为气、液、固三相，载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。
MBBR的核心是增加填料，独特设计的填料(高密度聚乙烯薄片悬浮载体填料，密度接近于水，曝气时可以与水呈完全混合状态)在鼓风曝气的扰动下在反应池中随水流浮动，带动附着生长的生物菌群与水体中的污染物和氧气充分接触，污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内，被微生物降解；附着生长的微生物可以达到很高的生物量，因此反应池内生物浓度是悬浮生长活性污泥工艺的数倍，降解效率也因此成倍提高。
在好氧段，硝化细菌将污水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷去除。
MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。
MBBR的主要特点是：①处理负荷高，耐冲击性强，性能稳定，运行可靠；②氧化池容积小，降低了基建投资；③MBBR工艺中可不需要污泥回流设备，不需反冲洗设备，减少了设备投资，操作简便，使用寿命长，降低了污水的运行成本；④MBBR工艺污泥产率低，降低了污泥处置费用；⑤MBBR工艺中不需要填料支架，直接投加，节省了安装时间和费用。
优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，格栅池包括机械格栅与人工格栅，二者结合使用用于清除进水中各种大颗粒的杂物，确保后续系统正常稳定连续运行。
优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，还包括除臭系统，调节池、污泥池均连接除臭系统。
在运行过程中会产生大量的易挥发性有毒有害气体，极易对大气产生二次污染，所以采用离子除臭设备，进行臭气的处理。
优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，沉淀池连接有加药装置，且沉淀池为斜管沉淀池。
优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，好氧池内设置有潜水曝气机。
优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，消毒系统为管道式紫外消毒器，可对水量规模较小的污水处理系统的出水进行消毒处理。
紫外线消毒是一种高效、安全、环保、经济的技术，能够有效地灭活致病病毒、细菌和原生动物，而且几乎不产生任何消毒副产物。
优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，过滤装置为滤布滤池，滤布滤池内设置有与沉淀池连通的进水口、与消毒系统连通的出水口、反抽吸装置、排泥装置和若干过滤转盘；
过滤转盘均匀分布于滤布滤池内腔中，且过滤转盘外包覆滤布；
反抽吸装置包括反冲洗水泵和反冲洗管，用于清洗滤布；反抽吸装置通过负压抽吸滤布表面积聚的污泥颗粒排出，滤布滤池内的压力传感器监测池内液位变化，当该池内液位到达清洗设定值(高水位)时，PLC即可启动反洗泵，开始清洗过程；
排泥装置设置于滤布滤池的底部，包括排泥泵与排泥管，污泥在排泥泵的动力下通过排泥管回流至排水系统，即通过排水管道回流至格栅池；其中排泥泵与反冲洗水泵使用同一水泵，但是分别独立工作。
优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，滤布滤池连接PLC自动控制系统，PLC自动控制系统用于控制反冲洗水泵、排泥泵以及过滤转盘的启停。
优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，滤布滤池内设置有用于监测液位变化的压力传感器，PLC自动控制系统根据压力传感器数值的变化控制反冲洗水泵的启停。
优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理装置中，滤布滤池的过滤转盘底部设置为斗形池底。
滤布滤池的运行状态包括：过滤、反冲洗、排泥状态。
(1)过滤：外进内出，污水重力流进入滤布滤池，使过滤转盘全部浸没在污水中，在滤布滤池中设置布水堰，使滤布滤池内布水均匀并且进水产生低扰动。污水通过滤布过滤，过滤液经中空管收集后，经过出水口排出滤布滤池，在清洗过程中，过滤仍在进行，因此整个运行过程中过滤均为连续的。
(2)清洗：过滤中部分污泥吸附于纤维毛滤布中，逐渐形成污泥层，随着滤布上污泥的积聚，滤布过滤阻力增加，滤布滤池的水位逐渐升高，滤布滤池内的压力传感器监测池内液位变化，当池内液位到达清洗设定值(高水位)时，PLC即可启动反冲洗水泵，开始清洗过程，反洗时间和周期可以调整，滤布上的污泥通过反抽吸装置，经由反冲洗水泵，排出厂区排水系统，清洗时，滤池可连续过滤；
过滤期间，过滤转盘处于静态，有利于污泥在池底沉积，清洗期间，过滤转盘以0.5～1转/分钟的速度旋转，反冲洗水泵负压抽吸滤布表面，吸除滤布上积聚的污泥颗粒，过滤转盘内的水自里向外被同时抽吸，对滤布起清洗作用，瞬时冲洗面积仅占全过滤转盘面积的1％左右，反冲洗过程为间歇冲洗。
(3)排泥：过滤转盘下设有斗形池底，有利于池底污泥的收集，污泥池底沉积减少了滤布上的污泥量，可延长过滤时间，减少反洗水量，经过一设定的时间段，PLC启动排泥泵，通过池底穿孔排泥管将污泥回流至厂区排水系统。其中，排泥间隔时间及排泥历时可予以调整。
本发明还公开了一种改良型MBBR工艺的污水处理方法，采用上述改良型MBBR工艺的污水处理装置，包括以下步骤：
(1)通过在污水收集管道收集污水至格栅池，清除污水中的大颗粒杂质，然后污水通过管道进入调节池，进行水质水量的调节及均衡；
调节池主要有三个作用：一是调节水量：在一天内，污水瞬间排放水量是不均匀的，有时多，有时少，白天多，夜晚少，而污水站的处理量是均匀的，因此必须有一个水池来储存污水，然后由潜污泵抽送到后续处理工序，因此调节池的容积必须保证有足够的水量调节能力；二是均化水质：各种生活污水水质是不同的，不同时间排放的生活污水浓度也不一样，通过调节池，可把各种生活污水、不同时间排放的污水混合，起到均匀水质的作用，水质恒定，有利于污水的处理；三是起到预沉淀作用：污水中含较多比重稍大于水的无机、有机颗粒以及悬浮物等，这类物质一部分在调节池会沉淀下来形成污泥。
(2)污水继续泵送至一体化MBBR设备中，依次流入厌氧池、缺氧池、好氧池进行生化处理；
好氧池是生活污水处理的关键工序，是处理出水达标与否的关键之一，好氧池中投加MBBR填料，在填料上生长着大量好氧微生物，形成微生物膜。在好氧微生物的作用下，污水中的有机物(即COD和BOD)、动植物油、氨氮、磷等被微生物作为营养物质加以分解、利用，合成微生物自身的物质或被分解为二氧化碳和水、氮气，从而去除了污水中的有机物(即COD和BOD)、氨氮、磷等，使出水得到净化，池内填料上的微生物膜不断老化脱落，同时新微生物膜不断生长，好氧微生物新陈代谢所需的氧气由潜水曝气机提供。
(3)污水经生化处理后，一部分污水进入沉淀池进行固液分离，进一步降低污水中的污染物含量，另一部分回流至缺氧池进行脱氮除磷；
沉淀池是污水处理的关键工序之一，其效果的好坏直接影响最终出水的悬浮物浓度达标与否，经过生化处理后的污水进入沉淀池。由于好氧池内的老化微生物膜会脱落到水中，形成颗粒状的悬浮物，因此好氧池出水必须经过固液分离处理，悬浮物比重略大于水，在沉淀池进行重力分离，悬浮物沉淀下来，收集在底部污泥斗中，经沉淀澄清之后的清水进入滤布滤池。
(4)沉淀池分离出来的污泥一部分排入污泥浓缩池进行浓缩，另一部分回流至厌氧段进行反硝化；
(5)沉淀池出水进入过滤装置进行过滤，进一步去除悬浮物后进入消毒系统进行消毒，然后经出水流量堰达标排放。
优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理方法中，过滤装置过滤饱和后定期进行反冲洗，且反冲洗水回流至调节池，继续进行处理。
优选的，在上述一种改良型MBBR工艺的污水处理方法中，污水的生化处理还包括化学除磷及深度处理，是在好氧池中添加混凝剂，通过混凝剂与污水中的磷酸盐反应，生成难溶的含磷化合物与絮凝体，可以使污水中的磷分离出来，达到除磷目的。
进一步地，化学除磷常用的混凝剂有：石灰(钙盐)、铝盐、铁盐等。
混凝后通过沉淀池的固液分离作用去除在混凝过程中形成的絮凝体，使污水中的悬浮物质和有机污染物以及总磷等得到进一步去除，以保证预期处理目标的实现。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种改良型MBBR工艺的污水处理装置及工艺，本发明采用一体化MBBR设备作为主体，工艺流程简单、设备运行可靠、操作简便：填料耐腐蚀能力强，造价低，占地面积小，重量轻，适应性强，处理效果好，并且承受污水水质、水量变化的抗冲击负荷能力强，对PH和有毒物质具有较大的缓冲作用，经过处理后的污水符合国标排放标准；
另外，由于本发明的污水处理系统适用于农村生活污水，水量小，加药量小，因此采用本发明的工艺进行污泥处理时产生的污泥量很少，1-2年处理一次即可，运行过程中产生的气体可通过除臭系统进行收集处理，不会对环境造成影响，符合环保要求。
（发明人：辛永光;欧宏森;钟艺芬）