一种提标升级MBBR生化处理设备及其方法与流程

本发明涉及污水处理工程领域，具体涉及一种提标升级mbbr生化处理设备及其方法。

背景技术：

近几年，随着国家对生态环境越来越重视，《水污染防治行动计划》提出：2020年，长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河等七大重点流域水质优良(达到或优于iii类)比例总体达到70％以上，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10％以内，地级及以上城市集中式饮用水水源水质达到或优于iii类比例总体高于93％，全国地下水质量极差的比例控制在15％左右，近岸海域水质优良(一、二类)比例达到70％左右。到2030年，全国七大重点流域水质优良比例总体达到75％以上，城市建成区黑臭水体总体得到消除，城市集中式饮用水水源水质达到或优于iii类比例总体为95％左右。

新形势下，城镇污水厂的出水标准愈来愈高，部分地方标准已高于《城镇污水处理厂污染物排放标准》gb18918-2002一级a标准。各省市先后推出了相应的地方排放标准，主要以iii类或准iv类水为主，例如：岷江沱江流域、巢湖流域、太湖流域、白洋淀流域、丹江口流域、北京、天津、深圳、广东、浙江等都出台了相应的排放标准。

高排放标准下城镇污水厂如何实现提标升级改造、稳定达标及安全经济的运营是污水厂设计和运营管理人员必须面对的现实问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，提出了以下技术方案：

一种提标升级mbbr生化处理装置，包括至少一组生化处理机构，所述生化处理机构包括依次连通的选择池、厌氧池、mbbr悬浮填料池、出水池，所述选择池连接有进水管，所述出水池连接有污泥管。

进一步的，所述选择池内设置选择池潜水搅拌器；所述厌氧池内设置厌氧池潜水搅拌器；所述mbbr悬浮填料池内设置底部曝气器、mbbr悬浮填料、填料专用潜水推流器、填料拦截筛网；所述出水池内设置底部曝气器、滗水器、混合液回流泵、污泥排放泵，混合液回流泵的出水管一端通过连接管连接所述选择池。

进一步的，所述生化处理装置设置有四组生化处理机构，所述生化处理机构并列设置，且所述进水管包括进水总管和多路进水支管，所述进水支管与所述进水总管连接，所述各路进水支管远离所述进水总管一端分别连接各组所述选择池，所述污泥管包括污泥排放主管和多路污泥排放支管，所述污泥排放支管与所述污泥排放主管连接，所述污泥排放支管远离所述污泥排放主管一端与各组所述出水池连接。

进一步的，搅拌器采用香蕉型的搅拌叶片。

一种提标升级mbbr生化处理方法，步骤如下：

步骤一：污水进入选择池；

步骤二：经过选择池后的污水，进入厌氧池，在厌氧菌的作用下充分释磷；

步骤三：经过厌氧池处理后的处理液进入mbbr悬浮填料池，在mbbr悬浮填料池中进行有机物降解、硝化反硝化作用以及好氧吸磷作用；

步骤四：经过mbbr悬浮填料池处理过的混合液进入出水池，混合液回到选择池中与选择池中的污水混合，利用污水中的较多的碳源对混合液进行脱氮,混合液与污水混合后重复步骤二，混合液中分离出的污泥排出出水池。

本发明有益效果如下：

1)容积负荷高。节约占地。通过向反应池中投加悬浮填料，对比活性污泥法，可显著提高有效生物量，对比生物膜法，悬浮填料流化显著提高传质效果。占地可较活性污泥法节约30％～50％用地。对于需要提标升级且用地有限的污水厂优势显著。

2)可同步强化脱氮除磷。本方法采用的活性污泥-悬浮填料复合方法，可实现同一反应器内不同功能微生物的污泥龄分离。脱氮菌群(硝化菌群)一般为长泥龄细菌，需较长泥龄(15～25d)；除磷菌群(聚磷菌)一般为短泥龄细菌，需较短泥龄(3～7d)；泥龄过长，易导致微生物活性较差处理负荷降低、老化难以聚集降低沉降性能等，实际传统脱氮除磷方法在污泥龄上存在不可调和的矛盾。复合方法由于悬浮填料的投加，为硝化细菌的生长提供了载体，延长其污泥龄，提高脱氮效果；同时控制活性污泥体系为短泥龄，可增强除磷效果；泥-膜在曝气及水流带动下充分流化，促进生物膜更新，防止泥龄过长、污泥老化处理性能下降；冬季水温较低、活性污泥系统不利于硝化菌群生长时，脱落生物膜对活性污泥起到持续接种作用，维持系统硝化性能不下降。

3)抗冲击负荷能力强，恶劣水质条件下仍表现较好处理效果。冲击负荷主要表现为常规污染物水质冲击、毒害污染物水质冲击和水量冲击，本质是单位时间内单位表面积微生物所承载的污染物量的变化对处理效果的影响。mbbr方法区污泥龄长，增大微生物种群的丰度，有利于难降解有机物的处理。低温、高盐、低基质等恶劣水质条件下，mbbr长泥龄及局部存在好氧、缺氧微环境，有利于其对于恶劣水质条件下，适应微生物的筛选与富集，利于驯化嗜冷菌、耐高盐菌等的富集。生物膜传质比活性污泥慢，同样生物降解产生的热量与水体交换较慢，提高微生物的局部环境温度，有利于细菌活性的维系，宏观表现出mbbr对于低温、高盐、低基质等恶劣水质条件下，仍有较好的处理效果。

4)无活性污泥方法易污泥膨胀等问题。采用本方法，由于老化脱落的生物膜无机质比例较高，密度大易于沉降；且生物膜胞外聚合物比活性污泥更多，具有接触絮凝效果，提高污泥聚集性能，提高污泥沉降性能。

5)污泥产量较低，节约污泥处置费用。生物膜法的污泥产率仅为活性污泥方法的一半，采用本方法可显著降低剩余污泥产量，且污泥沉降性能的提升，易于降低污泥含水率，可节约污泥处置费用。

6)无固定床生物膜方法易堵塞、需反冲洗、滋生红虫等问题。固定床方法经常出现配水不均匀易产生死区、需定期反冲洗额外耗能及需配套设施、受红虫困扰降低硝化性能等问题。由于悬浮填料和水流在生物池的整个容积内都能得到混合，从根本上杜绝了生物池的堵塞可能，池容得到完全利用，无需反冲洗。摇蚊幼虫，又称红虫，属后生动物，易在水流较缓、水质较为稳定区域产卵滋生，且以硝化菌群为主要食料，不利于系统的安全与稳定，在固定床方法尤其常见，而生物膜法的活性污泥方式运行，从生存条件上遏制了红虫的生长条件。

7)系统寿命长。悬浮填料耐磨耐用，搅拌器采用香蕉型的搅拌叶片，外形轮廓线条柔和，不损坏悬浮填料；整个搅拌和曝气系统很容易维护管理，由于悬浮填料对气泡的切割作用提高氧转移效率，可使用穿孔曝气提高曝气系统安全性，延长检修周期。

8)适用于污水处理厂提标升级及立体扩容。本方法运转灵活性高，首先，可以适用于各种池型(深浅方圆都可)，而不影响方法的处理效果；其次，可以很灵活的选择不同比表面积悬浮填料及不同填充率。当实际运行进水水质或水量发生变化时，只通过提高悬浮填料填充率，即可保证原设计生物池容不变的情况下，满足原设计或提标后出水标准，达到体力扩容的目的，达到兼顾高效处理和远期扩大处理规模而无需增大池容的要求；最后，mbbr方法可以方便的与原有方法有机结合，形成活性污泥-生物膜复合方法，传统调控活性污泥系统的监测及控制方法(例如控制排泥、曝气等)均可用于复合方法的调控，可根据系统功能、运行状况灵活调整。

附图说明

图1为一种提标升级mbbr生化处理方法单组生化处理机构结构的示意图；

图2为一种提标升级mbbr生化处理方法四组生化处理机构结构的示意图；

图3为mbbr方法原理示意图，

附图标记说明如下：1、选择池；2、厌氧池；3、mbbr悬浮填料池；4、出水池；5、进水主管；6、进水支管；7、进水自动阀门；8、出水主管；9、出水支管；10、污泥排放主管；11、污泥排放支管；12、选择池潜水搅拌器；13、厌氧池潜水搅拌器；14、填料专用潜水推流器；15、mbbr悬浮填料；16、底部曝气器；17、混合液回流泵；18、污泥排放泵；19、滗水器；20、混合液回流管；21、填料拦截筛网。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种提标升级mbbr生化处理装置，包括至少一组生化处理机构，所述生化处理机构包括依次连通的选择池、厌氧池、mbbr悬浮填料池、出水池，所述选择池连接有进水管，所述出水池连接有污泥管，所述选择池内设置选择池潜水搅拌器；所述厌氧池内设置厌氧池潜水搅拌器；所述mbbr悬浮填料池内设置底部曝气器、mbbr悬浮填料、填料专用潜水推流器、填料拦截筛网；所述出水池内设置底部曝气器、滗水器、混合液回流泵、污泥排放泵，混合液回流泵的出水管一端通过连接管连接所述选择池，所述生化处理装置设置有四组生化处理机构，所述生化处理机构并列设置，且所述进水管包括进水总管和多路进水支管，所述进水支管与所述进水总管连接，所述各路进水支管远离所述进水总管一端分别连接各组所述选择池，所述污泥管包括污泥排放主管和多路污泥排放支管，所述污泥排放支管与所述污泥排放主管连接，所述污泥排放支管远离所述污泥排放主管一端与各组所述出水池连接，搅拌器采用香蕉型的搅拌叶片。

一种提标升级mbbr生化处理方法，步骤如下：

步骤一：污水进入选择池；

步骤二：经过选择池后的污水，进入厌氧池，在厌氧菌的作用下充分释磷；

步骤三：经过厌氧池处理后的处理液进入mbbr悬浮填料池，在mbbr悬浮填料池中进行有机物降解、硝化反硝化作用以及好氧吸磷作用；

步骤四：经过mbbr悬浮填料池处理过的混合液进入出水池，混合液回到选择池中与选择池中的污水混合，利用污水中的较多的碳源对混合液进行脱氮，混合液与污水混合后重复步骤二，混合液中分离出的污泥排出出水池。

请参考图1和图2，一种提标升级mbbr生化处理方法工作原理如下：

步骤一：污水通过进水主管5分别进入进水支管6，并在进水自动阀门7控制下分别进入各组选择池1，使得各组生化处理机构能依次进水，污水从选择池1顶部进入选择池1；

步骤二：经过选择池1后的污水由选择池1底部设置的出水口进入厌氧池2，在厌氧菌的作用下充分释磷；

步骤三：经过厌氧池2处理后的处理液由顶部设置的出水口进入mbbr悬浮填料池3，在mbbr悬浮填料池中进行有机物降解、硝化反硝化作用以及好氧吸磷作用；

步骤四：经过mbbr悬浮填料池处理过的混合液经过填料拦截筛网21进入出水池4，混合液经过混合液回流泵17回到选择池1与选择池1中的一级污水混合，混合液在选择池潜水搅拌器12的作用下与一级充分污水混合,利用污水中的较多的碳源对混合液进行脱氮,后重复步骤二，混合液中分离出的污泥通过污泥排放泵18排放到污泥排放支管11，再汇总到污泥排放主管10，最终接至污泥系统，出水池4中处理完毕的污水滗水器19进入出水支管9，再汇总到出水主管8排出。

在本实施例中，本提标升级mbbr生化处理方法每天运行6个周期，每个周期4h，缺氧搅拌20min，曝气2h，沉淀40min，滗水1h；其中滗水开始进水，至曝气后40min停止进水；四池运行模式如下表所示：

参考图3所示的方法原理：在好氧条件下，曝气充氧时，空气泡的上升浮力推动载体和周围的水体流动起来，当气流穿过水流和载体的空隙时又被载体阻滞，并被分割成小气泡。在这样的过程中，悬浮填料被充分地搅拌并与水流混合，而空气流又被充分地分割成细小的气泡，增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率。在厌(缺)氧条件下，水流和悬浮填料在填料专用潜水推流器14的作用下充分流化起来，达到生物膜和被处理的污染物充分接触而降解的目的。因此，流动床生物膜方法突破了传统生物膜法(固定床生物膜方法的堵塞和配水不均，以及生物流化床方法的流化局限)的限制，为生物膜法更广泛地应用于污水的生物处理奠定了较好的基础。