一种分布式MBBR污水处理集装箱模块反应器的制作方法

本发明涉及污水处理领域。

背景技术：

mbbr(movingbedbiofilmreactor)工艺，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，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。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，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，处理效果得到提高。而目前，现有的mbbr污水处理装置的结构设置占地空间大，导致投资成本高，延缓了mbbr工艺的建设和发展，另外mbbr污水处理装置的回流混合液易进入厌氧池，其中的硝酸盐会破坏厌氧池的厌氧状态，影响系统的除磷效率和效果净水效果，因此需要改进现有的mbbr污水处理装置，以解决存在的技术问题。

技术实现要素：

本发明要解决现有的mbbr污水处理装置占地空间大、多为非标准设备难以批量生产，导致投资成本高、运行管理难度大，以及mbbr污水处理装置的回流混合液易进入厌氧池，其中的硝酸盐会破坏厌氧池的厌氧状态，影响系统的除磷效率和效果净水效果的技术问题，而提供一种采用亲水性聚氨酯填料作为载体填料的、标准化设计的、设备化的、模块化的、可批量生产，节约空间和投资成本的分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器，通过控制模块反应器数量实现与水量规模的匹配，进而实现分散污水处理设施建设的标准化、运行规范化、净水效果更优化。

一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器，包括厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区和设备间，其中厌氧区与缺氧区连通，缺氧区的出水端连通好氧区，好氧区的池体中设置沉淀区；

进水管设在厌氧区的角部，进水管通入厌氧区的进水配水渠，进水配水渠的出水口通入厌氧区，厌氧区内设有厌氧区折流板，缺氧区内设有缺氧区折流板；

好氧区底部设有多个微孔曝气盘；沉淀区的前端设有消能区，后端设有出水堰槽，出水堰槽连通出水堰，出水堰出水端连通出水口；

设备间内设置两台鼓风机，一台鼓风机与好氧区内微孔曝气器连接，另一台鼓风机与气提管连接，气提管通入沉淀区底部，沉淀区污泥气提回流管设置在沉淀区，沉淀区污泥气提回流管出水端通入进水配水渠，缺氧区污泥气提回流管与缺氧区连通，缺氧区污泥气提回流管的出水端通入进水配水渠；混合液气提回流管进水端与好氧区连通，混合液气提回流管出水端通入缺氧区。

剩余污泥排管与沉淀区污泥气提回流管连通，剩余污泥经剩余污泥排管排出。

好氧区的底部中设有36个微孔曝气盘。

好氧区的池体内加入微生物载体亲水性聚氨酯填料，该聚氨酯填料的质量填充率为5～20％，该聚氨酯填料的密度为1.05～1.06g/cm³。

设备间内部设置污水处理所用的设备，设备包括鼓风机、流量计、自动控制柜、加药设备和消毒设备。

厌氧区内设有3块厌氧区折流板，缺氧区内设有5块缺氧区折流板。

厌氧区折流板将厌氧区分隔成3个隔间，缺氧区折流板将缺氧区分隔成5个隔间，每个隔间的宽度为600mm。

沉淀区的横截面为三角形，沉淀区由304填料拦截网、平板消能区、出水堰槽、气提管构成。

沉淀区污泥气提回流管上设有排污三通，剩余污泥排管通过排污三通与沉淀区污泥气提回流管连通。

沉淀区污泥气提回流管和缺氧区污泥气提回流管均设有调节阀门。

该装置在处理污水时，污水在好氧区水力停留时间为4.0～5.0小时，厌氧区水力停留时间为1.0～1.25小时，缺氧区水力停留时间为2.0～2.1小时。

一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器设有8个折流板，两台鼓风机可以控制反应器内厌氧区和缺氧区溶解氧为0.1～0.5mg/l。鼓风机曝气控制好氧区溶解氧为2～5mg/l。

本发明中304拦截网主要是防止流化填料进入沉淀取，具体采用物理阻挡方式；平板消能区主要是通过大面积的平板区缓冲消除曝气动能和微气泡，保证进入沉淀池底部的污水流速低且不含有气泡，以免对底部污泥造成冲击。

本发明的改进之处在于在一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器的厌氧区和缺氧区设有折流板，用以保持类颗粒污泥形态，在好氧区设置有三角形沉淀区固液分离设施，经过两项改进后，mbbr工艺能够保持5000～8000mg/l的高污泥浓度，净水效果优于传统mbbr工艺。同时，该反应器为集装箱式模块设备，长宽高分别为3m、2.8m、2.9m(长度为3的倍数)，便于生产、运输和运行管理。

本发明反应器中投加一种亲水性聚氨酯填料，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高污水处理效率的标准化模块反应器，也是一种能够将mbbr污水处理工艺规范化、标准化、设备化和模块化的分散型污水处理集成设备。

本发明的有益效果是：

本发明结合mbbr工艺优点，提供一种采用亲水性聚氨酯填料的、标准化设计的、设备化的、模块化的、可批量生产，节约空间和投资成本的mbbr污水处理集装箱模块反应器，通过控制模块反应器数量实现与水量规模的匹配，进而实现分散污水处理设施建设的标准化、运行规范化、净水效果更优化。

(1)本发明通过与实际污水处理厂运行单一a2/o工艺进行对比，本发明反应器对污染物的去除效果有较大的提升，其中对cod、氨氮都具有很好的效果，出水cod在40mg/l以下(实际生活污水，处理规模120m³/d)，氨氮在1mg/l以下；对tn、tp的去除效果均优于实际污水处理厂运行单一a2/o工艺的处理效果。

(2)由于回流混合液回流至缺氧池，可以防止硝酸盐进入厌氧池，破坏厌氧池的厌氧状态而影响系统的除磷效率和效果。同时，硝酸盐与厌氧来水中的有机质快速反应进行反硝化，实现同步脱氮除磷，特别是当处理污水含氮磷浓度较高时(tp>3mg/l，tn>40mg/l)，运行分布式mbbr工艺可以高效经济的进行生物脱氮除磷处理。

(3)本发明在集装箱模块反应器中进行污水处理，可以节约空间和投资成本，并能实现分散污水厂的快速建设和高效运营，出水水质良好且运行稳定。

本发明装置用于污水处理。

附图说明

图1为实施例一所述一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器的俯视结构图；

图2为实施例一所述一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器的结构示意图；

图3为实施例一所述一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器好氧区的结构图；

图4为实施例一所述一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器对cod的去除效果测试图，其中■代表进水测试数值，●代表出水测试数值；

图5为实施例一所述一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器对氨氮的去除效果测试图，其中■代表进水测试数值，●代表出水测试数值；

图6为实施例一所述一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器对tn的去除效果测试图，其中■代表进水测试数值，●代表出水测试数值；

图7为实施例一所述一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器对tp的去除效果测试图，其中■代表进水测试数值，●代表出水测试数值。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器，该反应器包括厌氧区1、缺氧区2、好氧区3、沉淀区4和设备间5，其中厌氧区1与缺氧区2连通，缺氧区2的出水端连通好氧区3，好氧区3的池体中设置沉淀区4；

进水管11设在厌氧区1的角部，进水管11通入厌氧区1的进水配水渠18，进水配水渠18的出水口通入厌氧区1，厌氧区1内设有厌氧区折流板12-1，缺氧区2内设有缺氧区折流板12-2；

好氧区4底部设有多个微孔曝气盘13；沉淀区4的前端设有消能区14，后端设有出水堰槽15，出水堰槽15连通出水堰23，出水堰23出水端连通出水口19；

设备间5内设置两台鼓风机，一台鼓风机与好氧区3内微孔曝气器13连接，另一台鼓风机与气提管22连接，气提管22通入沉淀区4底部，沉淀区污泥气提回流管16设置在沉淀区4，沉淀区污泥气提回流管16出水端通入进水配水渠18，缺氧区污泥气提回流管24与缺氧区2连通，缺氧区污泥气提回流管24的出水端通入进水配水渠18；混合液气提回流管17进水端与好氧区4连通，混合液气提回流管17出水端通入缺氧区2。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：剩余污泥排管20与沉淀区污泥气提回流管16连通，剩余污泥经剩余污泥排管20排出。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：好氧区3的底部中设有36个微孔曝气盘13。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：好氧区3的池体内加入微生物载体亲水性聚氨酯填料，该聚氨酯填料的质量填充率为5～20％，该聚氨酯填料的密度为1.05～1.06g/cm³。其它与具体实施方式一至三之一相同。

pu聚氨酯材质，类似海绵，经过表面处理，更亲水，更容易与水互溶，同时经过比重调整，控制比重略重于水，约1.05左右。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：设备间(5)内部设置污水处理所用的设备，设备包括鼓风机、流量计、自动控制柜、加药设备和消毒设备。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：厌氧区1内设有3块厌氧区折流板12-1，缺氧区2内设有5块缺氧区折流板12-2。其它与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：厌氧区折流板12-1将厌氧区1分隔成3个隔间，缺氧区折流板12-2将缺氧区2分隔成5个隔间，每个隔间的宽度为600mm。其它与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：沉淀区4的横截面为三角形，沉淀区5由304填料拦截网21、平板消能区14、出水堰槽15、气提管22构成。其它与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：沉淀区污泥气提回流管16上设有排污三通，剩余污泥排管20通过排污三通与沉淀区污泥气提回流管16连通。其它与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：沉淀区污泥气提回流管16和缺氧区污泥气提回流管24均设有调节阀门。其它与具体实施方式一至九之一相同。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例一：

本实施例一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器，包括厌氧区1、缺氧区2、好氧区3、沉淀区4和设备间5，其中厌氧区1与缺氧区2连通，缺氧区2的出水端连通好氧区3，好氧区3的池体中设置沉淀区4；

进水管11设在厌氧区1的角部，进水管11通入厌氧区1的进水配水渠18，进水配水渠18的出水口通入厌氧区1，厌氧区1内设有厌氧区折流板12-1，缺氧区2内设有缺氧区折流板12-2；

好氧区4底部设有多个微孔曝气盘13；沉淀区4的前端设有消能区14，后端设有出水堰槽15，出水堰槽15连通出水堰23，出水堰23出水端连通出水口19；

设备间5内设置两台鼓风机，一台鼓风机与好氧区3内微孔曝气器13连接，另一台鼓风机与气提管22连接，气提管22通入沉淀区4底部，沉淀区污泥气提回流管16设置在沉淀区4，沉淀区污泥气提回流管16出水端通入进水配水渠18，缺氧区污泥气提回流管24与缺氧区2连通，缺氧区污泥气提回流管24的出水端通入进水配水渠18；混合液气提回流管17进水端与好氧区4连通，混合液气提回流管17出水端通入缺氧区2。

剩余污泥排管20与沉淀区污泥气提回流管16连通，剩余污泥经剩余污泥排管20排出。

好氧区3的底部中设有36个微孔曝气盘13。

好氧区3的池体内加入微生物载体亲水性聚氨酯填料，该聚氨酯填料的质量填充率为5～20％，该聚氨酯填料的密度为1.05～1.06g/cm³。

设备间5内部设置污水处理所用的设备，设备包括鼓风机、流量计、自动控制柜、加药设备和消毒设备。

厌氧区1内设有3块厌氧区折流板12-1，缺氧区2内设有5块缺氧区折流板12-2。

厌氧区折流板12-1将厌氧区1分隔成3个隔间，缺氧区折流板12-2将缺氧区2分隔成5个隔间，每个隔间的宽度为600mm。

沉淀区4的横截面为三角形，沉淀区5由304填料拦截网21、平板消能区14、出水堰槽15、气提管22构成。

沉淀区污泥气提回流管16上设有排污三通，剩余污泥排管20通过排污三通与沉淀区污泥气提回流管16连通。

沉淀区污泥气提回流管16和缺氧区污泥气提回流管24均设有调节阀门。

本发明分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器对黑龙江哈尔滨市某污水处理厂实际城市污水进行处理，有效容积为60m³，处理规模为150m³/d，好氧区水力停留时间为4小时，厌氧区水力停留时间为1.25小时，缺氧区水力停留时间为2.1小时，沉淀区水力停留时间为2.25小时。

本实施例一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器的俯视结构图如图1所示；本实施例一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器的结构示意图如图2所示，本实施例一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器好氧区的结构图示意图如图3所示。

本实施例一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器对cod的去除效果测试图，如图4所示，其中■代表进水测试数值，●代表出水测试数值，由图可以看出分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器处理生活污水对cod有很好的处理效果。对于处理实际生活污水，进水cod为200～250mg/l，分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器的出水cod保持在40mg/l以下，均可达到国家排放一级标准。

本实施例一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器对氨氮的去除效果测试图，如图5所示，其中■代表进水测试数值，●代表出水测试数值。由图可以看出，在碱度足够的情况下，分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器对于氨氮的硝化作用十分彻底。在进水氨氮为25-30mg/l、tn在29-35mg/l的情况下，最终出水氨氮都保持在1mg/l以下，去除率在90％以上，生活污水处理厂氨氮去除率普遍在80％左右，相比提高了氨氮去除率10％左右。

本实施例一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器对tn的去除效果测试图，如图6所示，其中■代表进水测试数值，●代表出水测试数值。在缺氧区，反硝化细菌利用进水中易生物降解的cod作电子受体，使硝基氮还原成n2，从而使氮营养元素从水体中去除。分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器能有效进行反硝化脱氮作用，如图所示，出水总氮保持在10mg/l左右，总氮去除率在70％以上。在对实际生活污水、tn进水浓度高、波动较大的情况下，要提高反硝化脱氮效果，可以适当增加缺氧区的水力停留时间，严格控制反应器各反应段溶解氧，创造低氧状态下良好的反硝化脱氮效果。黑龙江哈尔滨市某污水处理厂总氮去除率只有45％左右，相比提高了总氮去除率25％左右。

本实施例一种分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器对tp的去除效果测试图，如图7所示，其中■代表进水测试数值，●代表出水测试数值。

磷的去除的影响因素也较多。分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器可以尽量消除do的影响、有机物的影响、硝基氮的影响。缺氧区的存在，为聚磷菌提供一个厌氧放磷的场所，直接进水中的有机物为后续的好氧聚磷作用提供基质，从缺氧区回流混合液最大限度地消除硝酸盐氮对磷的释放的影响。

如图所示，在进水生活污水中总磷在4mg/l以下变化时，分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器可以保持出水tp在0.2mg/l左右，去除率在90％以上。反应器对生活污水处理的除磷效果良好，若要进一步提高除磷率，可以适当增加厌氧区的水力停留时间。黑龙江哈尔滨市某污水处理厂生物除磷去除率只有60％左右(需要加药除磷)，相比提高了除磷去除率30％以上。

综合上述测试，本发明分布式mbbr污水处理集装箱模块反应器对污染物的去除效果如下：对cod、氨氮的去除效果好，出水cod在40mg/l以下，氨氮出水在1mg/l以下；tn出水在10mg/l以下，tp出水在0.2mg/l左右。对氨氮、tn、tp的去除率分别达到了氮90％、70％、90％以上，净水效果优异。