基于MBBR和超微分离的一体化污水处理设备的制作方法

本实用新型涉及一种一体化污水处理设备，特别是涉及一种基于mbbr移动床生物膜和超微分离的一体化污水处理设备。

背景技术：

当前，为改善水环境质量，正在大力推进黑臭水体治理、污水处理厂尾水提标扩容、受污染水体应急处理等污水处理设施建设工作。此类污水处理设施一般有占地面积小、处理效率高、施工周期短、运行维护简便等要求。目前应用较为成熟的技术包括混凝沉淀、mbr、超磁分离等，混凝沉淀一般水力负荷低，水力停留时间长，占地面积较大；mbr占地面积较小，但存在膜组件易堵，运行和维护量大的问题；超磁分离具有占地面积小、操作简单、维护量小等优点，但在净化效率方面偏低。

移动床生物膜反应器(moving-bedbiofilmreactor，简称mbbr)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。由于其使用的填料密度接近于水，曝气时填料与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体填料在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，使得每个载体都成为一个微型反应器，大大提高了其对污染物的去除效果。

超微分离是利用特殊装置和结构设计，有效提高了空气在水中的溶解能力，使空气混合在水体中，从而可以稳定产生大量超微气泡。该类型超微气泡与常规气泡相比，具有氧传质速率高、吸附能力强、污染物去除效果好等优势。超微气泡通过综合的物理化学作用对水体中的污染物进行分离去除；同时，超微气泡所具有的自身增压特性，可使气液界面处传质效率得到持续增强，在去除污染物的同时可提高水中溶解氧含量，进一步提高出水水质。由于超微气泡分布均匀，无死区，设备效率可大幅提高，设备体积大幅减小。

目前，在将mbbr或超微分离用于黑臭水体治理、污水处理厂尾水提标扩容、受污染水体应急处理时都存在一定的问题。mbbr对污染物去除效率较高，但由于通常需设置沉淀系统，导致整体系统占地面积较大；超微分离占地面积较小，但其对于溶解性污染物去除效率较低。

技术实现要素：

示例性实施例提供一种基于mbbr移动床生物膜和超微分离的一体化污水处理设备，所述一体化污水处理设备可以包括对污水进行一级处理的mbbr模块和对mbbr模块的出水进一步进行处理的超微分离模块。所述一体化污水处理设备可以满足占地面积小、处理效率高、施工周期短、运行维护简便等要求。

本申请提供了一种一体化污水处理设备，所述一体化污水处理设备包括移动床生物膜反应器模块和超微分离模块，移动床生物膜反应器模块和超微分离模块通过管道相连接。

根据示例性实施例，所述一体化污水处理设备还包括操作控制区，其中，操作控制区对移动床生物膜反应器模块的进水、出水以及曝气实现程控，并且对超微分离模块的加药、固液分离、刮渣和排泥实现程控。

根据示例性实施例，移动床生物膜反应器模块包括被隔板分为多个反应区域的设备主箱体，其中，隔板的底部或上部设置有过水孔，使得污水在所述多个反应区域中呈上下折流的方式过水。

根据示例性实施例，移动床生物膜反应器模块还包括分别位于移动床生物膜反应器模块的进水端和出水端的布水系统和集水系统。

根据示例性实施例，布水系统和集水系统分别包括穿孔布水管和穿孔集水管。

根据示例性实施例，移动床生物膜反应器模块还包括：曝气系统，向所述多个反应区域曝气供氧；悬浮生物填料，位于所述多个反应区域中。

根据示例性实施例，超微分离模块包括超微气泡发生装置、第一反应池、第二反应池以及接触反应分离澄清池，其中，超微气泡发生装置与接触反应分离澄清池连通，第一反应池和第二反应池通过连通管过水，第二反应池与接触反应分离澄清池通过管道过水。

根据示例性实施例，超微分离模块还包括用于分别向第一反应池和第二反应池加入反应药剂的第一加药桶和第二加药桶。

根据示例性实施例，超微分离模块还包括设置在接触反应澄清池的顶部的刮渣装置，刮渣装置将位于接触反应澄清池表面的浮渣刮至排渣池中。

根据示例性实施例，超微分离模块还包括清水池，接触反应澄清池的下部通过管道与清水池连通。

本实用新型能够达到的有益效果是：

本实用新型所提供的一种基于mbbr和超微分离的一体化污水处理设备。所述一体化污水处理设备以处理效率高、处理效果好、抗冲击负荷强、剩余污泥少、运行维护简单的mbbr模块和超微分离模块为核心，通过系统化的集成设计，采用集装箱式外形，运输和安装方便，启动快捷，设备处理效率高，占地面积小。同时，设备进水、曝气、加药、刮渣和排泥均采用程序控制，自动化程度高，能实现设备的连续稳定运行。

附图说明

图1a为本实用新型的移动床生物膜反应器模块的结构示意图。

图1b为本实用新型的超微分离模块和操作控制区的结构示意图。

图2为本实用新型的基于移动床生物膜反应器和超微分离技术的一体化污水处理设备的工艺流程图。

具体实施方式

在下文中，将结合附图对本实用新型的示例性实施例进一步详细地描述。

将理解的是，公开的实施例仅仅是本实用新型的示例性实施例，本实用新型可以以各种可选择的形式来实施，并不限于本文所描述的实施例。附图不必是按比例绘制的；可夸大或最小化一些特征来显示具体组件的细节。因此，在此公开的特定结构和功能细节不被解释为是限制性的，而仅仅作为用于教导本领域技术人员来多方面地应用本实用新型的代表性基础。本实用新型可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

图1a为本实用新型的移动床生物膜反应器模块的结构示意图。图1b为本实用新型的超微分离模块和操作控制区的结构示意图。

如图1a和图1b所示，在本实用新型的实施例中，一种基于mbbr移动床生物膜和超微分离的一体化污水处理设备，其可以包括：mbbr模块10、操作控制区20、超微分离模块30。

mbbr模块10为一个单独的设备箱体，操作控制区20与超微分离模块30可以集成为另一个单独的设备箱体。在示例性实施例中，mbbr模块10、操作控制区20以及超微分离模块30可以分别为单独的设备箱体。在另一示例性实施例中，mbbr模块10与操作控制区20可以集成为一个单独的设备箱体，而超微分离模块30可以为一个单独的设备箱体。即，mbbr模块10、操作控制区20以及超微分离模块30的集成模式可以根据实际需要灵活地改变。

mbbr模块10可以包含设备主体反应系统、布水系统、集水系统、曝气系统和悬浮生物填料。

在另一方面，mbbr模块10可以包括穿孔布水管11、穿孔集水管12、曝气鼓风机13、曝气主管14、曝气支管15、悬浮生物填料16、隔板17、盖板18和设备主箱体19。

设备主体反应系统可以根据处理水量和水质的不同而被分为若干个反应区域。所述若干个反应区域的中间通过隔板17隔开，用于承装待处理污水，确保一定的反应时间。换言之，隔板17可以将mbbr模块10的设备主箱体19均匀分隔为多个反应区域。

隔板17的底部或上部均匀地设置有过水孔，使得污水可以在mbbr模块10中呈上下折流的方式过水，反应区域数量一般为偶数个。在图1a中示出了四个反应区域，并且在后面的描述中，以四个反应区域为例对处理污水的工艺流程进行了说明，但本示例性实施例不限于此。

布水系统设置在mbbr模块10的进水端上部，由穿孔布水管11组成，用于使待处理污水均匀进入mbbr模块10，从而进行进水处理。穿孔布水管11可以设置在设备主箱体19的靠近进水端的第一个反应区域上部。

集水系统设置在mbbr模块10的出水端上部，由穿孔集水管12组成，用于使经过mbbr处理后的污水均匀流出mbbr模块。所述穿孔集水管12可以设置在设备主箱体19的靠近出水端的最后一个反应区域上部。

曝气系统可以由曝气主管14和曝气支管15组成，所述曝气系统用于mbbr模块10的曝气供氧。曝气主管14可以安装在mbbr模块10内的上部，并且可以与曝气鼓风机13相连接，但示例性实施例不限于此。曝气支管15可以安装在mbbr模块10的每个反应区域的底部，并且与曝气主管14相连接。

通过曝气鼓风机13鼓风，曝气系统可以使悬浮生物填料16流化，同时为mbbr模块10供氧。

尽管如图1b中所示，曝气鼓风机13设置在操作控制区20内，但是曝气鼓风机13可以设置在其它地方，只要可以通过管道连接曝气主管14和曝气支管15即可。

所述悬浮生物填料16采用生物改性的hdpe材质或改性聚氨酯材质制作。根据处理水质不同，悬浮生物填料16按照一定的比例投加到mbbr模块10的各个反应区域中。悬浮生物填料16用于为微生物生长提供场所，从而通过悬浮生物填料16上生长的微生物对污水中的污染物进行去除。

盖板18可以铺装在mbbr模块10的设备主箱体19的顶部。所述mbbr模块10还可以设置有溢流管和排空管，所述溢流管和排空管用于控制进入一体化污水处理设备的污水量和用于排空设备。

操作控制区20可以集中放置和安装曝气鼓风机13、电控柜21、设备间门22、百叶窗23、轴流风机24和空压机25等。操作控制区20可以对mbbr模块10的进水、出水以及曝气实现程控，同时也能对超微分离模块的加药、固液分离、刮渣和排泥实现程控，从而保障本实用新型的基于移动床生物膜和超微分离技术的一体化污水处理设备连续、自动运行。

所述mbbr模块10可以通过管道与超微分离模块30相连接。mbbr模块10的集水系统收集的出水可以通过管道流入超微分离模块30中进行进一步处理。

所述超微分离模块30可以包含加药系统、反应系统、超微分离系统等。

在另一方面，超微分离模块30可以包括第一加药桶31、第二加药桶32、第一反应池33、第二反应池34、超微气泡发生装置35、接触反应澄清池36、刮渣装置37、排渣池38和清水池39。在示例性实施例中，第一加药桶31和第二加药桶32可以设置在操作控制区20中。

所述加药系统主要包含药剂a加药桶和药剂b加药桶(即，下面描述的第一加药桶31和第二加药桶32)、搅拌机、计量泵和加药管道等。加药系统用于配置药剂，并向超微分离模块30中的反应系统投加药剂。

第一加药桶31、第二加药桶32可以用于配置反应药剂，并通过计量泵和加药管道将第一加药桶31和第二加药桶32中的反应药剂分别加入反应系统的第一反应池33和第二反应池34中，从而使反应药剂与mbbr模块10的出水进行混合反应。

第一反应池33和第二反应池34可以通过连通管连通。第二反应池34可以被分为两个格，但不限于此。在示例性实施例中，第二反应池34可以被分为多个格。第二反应池34中的所述两个格分别配有一台慢速搅拌机，所述搅拌机用于使污水与反应药剂的搅拌混合反应。

所述超微分离系统可以包含超微气泡发生装置35、接触反应分离澄清池36、刮渣装置37、排渣池38和清水池39。所述超微气泡发生装置35可以设置在超微分离模块30的进水端，并且通过管道与所述接触反应澄清池36连接。第二反应池34可以通过管道与接触反应澄清池36相连接。所述超微气泡发生装置35所产生的超微气泡与来自第二反应池34的出水在接触反应澄清池36中进行接触反应，使污水中的污染物在反应系统中所形成的絮状物从污水中分离并且上浮。所形成的浮渣可以上浮到接触反应澄清池36的表面。

刮渣装置37可以设置在所述接触反应澄清池36的顶部，并且将接触反应澄清池36表面的浮渣刮至所述排渣池38中以排出设备外。

所述接触反应澄清池36中的下部可以通过管道与所述清水池39连通，接触反应澄清池36处理后的清水可以在进入清水池39之后排出设备外。

所述超微分离模块30还可以设置有排空管，所述排空管用于超微分离反应系统和接触反应分离澄清池的排空。

以下，参照图2来描述采用本实用新型的一体化污水处理设备的污水处理工艺。

1、以下描述污水通过进水管进入mbbr模块10后的处理流程：

首先，污水经过穿孔布水管11从靠近穿孔布水管11的第一反应区域上方均匀进入mbbr模块10的第一反应区域中，通过第一反应区域和第二反应区域之间的隔板17底部的过水孔进入第二反应区域，然后通过第二反应区域和第三反应区域之间的隔板17上部的过水孔进入第三反应区域中，接着通过第三反应区域和第四反应区域之间的隔板17底部的过水孔进入第四反应区域中，然后通过设置在第四反应区域上部的穿孔集水管12收集经mbbr模块10处理过的污水，最后污水进入超微分离模块30中。

在曝气支管15均匀供氧的条件下，污水中的化学需氧量(cod)、氨氮和部分的悬浮物及总磷通过附着在悬浮生物填料16上的微生物的作用而被去除。

2、以下描述经过mbbr模块10处理后的污水在超微分离模块30中的处理流程：经过mbbr模块10处理的污水主要污染物包括cod、总磷以及少量脱落的生物膜等形成的悬浮物。在向第一反应池33中投加第一加药桶31中的药剂，并向第二反应池34中投加第二加药桶32中的药剂之后，混合反应后的污水进入接触反应澄清池36中，与超微气泡发生装置35所产生的超微气泡进行接触反应以澄清分离，从而进一步去除污水中的总磷、悬浮物和cod等污染物。

3、达标出水：

超微分离模块30通过自流出水，并且可以连续24h运行。

4、污泥处理：

污水经过超微分离模块30的处理，会在超微分离模块30的接触反应澄清池36的表面中会产生少量的污泥。污泥通过刮渣设备37排放到排渣池38中。排渣池38中的污泥通过在设备外的污泥干化池中干化5-7天或通过污泥脱水设备脱水后，外运进行处理和处置。

在本实用新型的实施例中，一体化污水处理设备采用通过管道连接的移动床生物膜反应器模块与超微分离模块实现，因此，可以同时实现移动床生物膜反应器与超微分离的优点，并且克服了移动床生物膜反应器的占地面积大和超微分离对溶解性污染物去除效率低的缺点。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。