一种柔性悬浮填料的折流式MBBR生化系统的制作方法

一种柔性悬浮填料的折流式mbbr生化系统
技术领域
1.本发明涉及污水生化处理技术领域，具体涉及一种用于好氧段的mbbr生化系统。


背景技术：

2.载体生物移动床(moving bed biofilm reactor)mbbr工艺近年来逐渐广泛应用于污水处理工程。该工艺充分利用了活性污泥法的优点，又克服了传统活性污泥法及固定式生物膜法的缺点。当曝气充氧时，空气泡的上升浮力推动填料和周围的水体流动起来，气流上升过程中又被填料阻滞被分割成小气泡。在这样的过程中，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传氧效率及与有机污染物的传质效率，进而提高了mbbr工艺的处理能力。mbbr工艺具有容积负荷高、耐冲击负荷强、运行维护简单、使用寿命长、污染物去除效率高等特点；但也存在流化不均匀，容易在拦截网处堆积，填料生物量变大，填料内部形成死泥等问题。
3.mbbr工艺中的拦截网功能上与格栅类似，对确定尺寸的悬浮载体能够有效拦截，防止悬浮载体流失。对于拦截网，最大挑战即是堵塞。水中纤维、毛发均可能在筛网处缠绕，逐步降低过水面积，轻则形成水位差，严重则悬浮载体翻越拦截网或拦截网垮塌，需配合流化设计，防止筛网污堵。拦截网污堵本质上属于悬浮载体流化问题，也是mbbr工艺能否避免失败的最关键问题。
4.所谓流化，理想状态下，悬浮载体能在生化池内均匀分布；实际工程中，只要能够满足悬浮载体在池内不产生堆积，也不成团运动，而是相对均匀在池内分散，能够满足悬浮载体微生物传质传氧要求，即可认为流化均匀。流化是mbbr技术核心所在，也是mbbr区别于其他工艺的最本质特征，一方面流化承担起生物膜的传质传氧，是mbbr效果表达的关键；一方面悬浮载体流化是避免悬浮载体堵塞和拦截网堵塞的关键途径。
5.现有mbbr工艺主要采用导流器、推流器和搅拌器等实现悬浮载体在生化池内流化，但是设备成本高，易发生故障，并不能有效避免拦截网堵塞，填料生物量变大，填料内部容易形成死泥。实际工程应用中刚性悬浮载体有效比表面积低，流化状态下碰撞时产生的相互作用力大，影响生物载体挂膜。


技术实现要素：

6.为此，本发明实施例提供一种柔性悬浮填料的折流式mbbr系统，以解决现有技术存在的悬浮载体流化不均匀，容易在拦截网处堆积，填料生物量变大，填料内部形成死泥的问题。
7.为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
8.一种柔性悬浮填料的折流式mbbr生化系统，包括池体和曝气管路，其特征在于，还包括气刀、主送气装置和气提回流装置；池体设置多组折流墙隔离成多组折流室，多组折流墙按照从池体进水口到池体出水口的顺序依次设置高度位置相反的出水口，设置在底部的出水口记为下出水口，设置在顶端的出水口记为上出水口，多组折流墙使液体在池体内形
成上下折流；所述多组折流墙出水口设置有气刀，所述气刀沿垂直方向喷射气流，用于阻隔柔性悬浮填料通过；在池体出水口设置有出水拦截网，在池体进水口设置有进水拦截网；在池体的底部设置有曝气管路与主送气装置相连；所述气提回流装置联通池体进水口所在折流室和池体出水口所在折流室使液体回流，所述柔性悬浮填料粒径大于拦截网网孔尺寸且可通过气提回流装置随液体回流。
9.可选地，所述曝气管路采用淹没式结构通过曝气控制阀门与主送气装置连接。
10.可选地，所述曝气管路布置方式为多组折流室单独布置，曝气控制阀门根据不同工况调节曝气量大小，曝气管路采用多孔扩散头或空气喷嘴产生空气泡将氧气传递进水溶液，同时使柔性悬浮填料随着曝气向上翻滚。
11.可选地，所述气提回流装置包括回流管路和气提控制阀门，所述回流管路的回流进水口伸入池体出水口所在折流室，所述回流管路的回流出水口位于池体进水口所在折流室上方；所述回流管路通过气提控制阀门与主送气装置连接。
12.可选地，所述气提回流装置的回流进水口安装在池体出水口所在折流室顶端液面下5cm至池底的范围内；气提回流装置的回流出水口安装在池体进水口所在折流室液面上方10cm-200cm。
13.可选地，所述柔性悬浮填料的折流式mbbr生化系统还包括碰撞件，所述碰撞件安装于所在折流室顶端液面上5cm至气提回流装置的回流出水口下方5cm高度范围内，使得柔性悬浮填料流出气提回流装置后与碰撞件产生撞击。
14.可选地，所述碰撞件面积大于气提回流装置回流出水口面积，所述碰撞件形状多样，可为漏斗或板式结构。
15.可选地，所述折流墙出水口长度与折流墙相等。
16.可选地，所述气刀为条形气刀，气刀长度与折流墙出水口相同，所述气刀通过气刀控制阀与主送气装置连接。
17.可选地，所述气刀出气方向向上，形成与液面垂直的气流。
18.可选地，所述池体可做成多组循环排列结构。
19.本发明至少具有以下有益效果：
20.这种柔性悬浮填料的折流式mbbr系统是通过设置的折流墙和气刀，减缓了柔性悬浮填料向下游移动速度，把柔性悬浮填料和液体向下游移动的速度分开，解决了mbbr系统填料分布不均匀的问题，同时解决了拦截网的易堵塞问题；优化了流化效果，水池中柔性悬浮填料分布均匀，提高了生物脱氮能力。折流墙的设计，减小了水流剪切力，在生物膜形成初期，水力条件是一个非常重要的因素，它直接影响生物膜能否培养成功。水流剪切力的强弱决定了生物膜反应器启动周期。弱的水力剪切力有利于细菌在载体表面的附着和固定。在保留常规mbbr工艺优势的同时，进一步提高了生物处理效果，具有更好的工程稳定性。
附图说明
21.为了更清楚地说明现有技术以及本发明，下面将对现有技术以及本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的附图。
22.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
23.图1为本发明实施例一的结构示意图；
24.图2为本发明一个实施例的工艺流程图；
25.图3为本发明实施例二的结构示意图；
26.附图标记说明：
27.1-池体；2-曝气管路；3-碰撞板；4-气刀；5-折流墙；6-下出水口7-上出水口；8-回流管路；9-进水拦截网；10-出水拦截网；11-气提控制阀门；12-曝气控制阀门；13-气刀控制阀门；14-折流室15-主送气装置。
具体实施方式
28.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
29.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)旨在区别指代的对象。对于具有时序流程的方案，这种术语表述方式不必理解为描述特定的顺序或先后次序，对于装置结构的方案，这种术语表述方式也不存在对重要程度、位置关系的区分等。
30.此外，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，或者基于本发明构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。
31.本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而并非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
32.如图1所示，本发明的实施例一：
33.一种柔性悬浮填料的折流式mbbr系统，包括：池体1、曝气管路2、主送气装置15、气刀4、气提回流装置和碰撞板3；池体1为单列式，池体1内设置三组折流墙5隔离成四组折流室14，折流墙5依次顺序设置下出水口6，上出水口7，使液体在池体1内形成上下折流；下出水口6和上出水口5的长度与折流墙5相等。折流墙5出水口处设置有条形气刀4与主送气装置15通过气刀控制阀13相连，气刀4在折流墙5出水口形成向上的且与液体流向垂直的气流用于阻隔柔性悬浮填料通过，在池体1出水口设置出水拦截网10，在池体1进水口设置进水拦截网9，柔性悬浮填料粒径大于拦截网网孔尺寸且可通过气提回流装置随液体回流。
34.曝气管路为淹没式结构设置在池体1的池底，曝气管路2通过曝气控制阀门12与主送气装置15连接，曝气管路2布置方式为四组折流室14单独安装，曝气控制阀门12根据不同工况可调节曝气量，曝气管路2采用多孔扩散头产生空气泡将氧气传递进水溶液，同时使柔
性悬浮填料随着曝气向上翻滚。通过曝气管路2、液体流向、和折流墙5三者共同作用使柔性悬浮填料在折流室14内充分流化后沿池均布。
35.气提回流装置包括回流管路8和气提控制阀门11，气提回流装置通过气提控制阀门11与主送气装置连接15；气提回流装置回流联通池体1第一组折流室14和最后一组折流室14，气提回流装置回流出水口处安装有碰撞板3，柔性悬浮填料流出气提回流装置时与碰撞板3产生撞击；气提回流装置的回流进水口安装在池体1出水口所在折流室14顶端液面下5cm至池底的范围内；碰撞板3安装于所在折流室14顶端液面上5cm至气提回流装置的回流出水口下方5cm高度范围内；气提回流装置的回流出水口安装在池体1进水口所在折流室14液面上方10cm-200cm,碰撞板面积大于回流出水口面积，且与液面形成的倾斜角为30
°‑
45
°
。
36.如图3所示，本发明的一个实施例二：
37.一种柔性悬浮填料的折流式mbbr系统，包括：池体1、曝气管路2、主送气装置15、气刀4、气提回流装置和碰撞板3；池体1为双排并列式，池体1内设置六组折流墙5隔离成七组折流室14，折流室15处于并列连通段，视为一个大的折流室，折流墙5依次顺序设置下出水口6，上出水口7，使液体在池体1内形成上下折流；下出水口6和上出水口5的长度与折流墙5相等。折流墙5出水口处设置有条形气刀4与主送气装置15通过气刀控制阀13相连，气刀4在折流墙5出水口形成向上的且与液体流向垂直的气流用于阻隔柔性悬浮填料通过，在池体1出水口设置出水拦截网10，在池体进水口设置进水拦截网9，柔性悬浮填料粒径大于拦截网网孔尺寸且可通过气提回流装置随液体回流。
38.曝气管路为淹没式结构设置在池体1的池底，曝气管路2通过曝气控制阀门12与主送气装置15连接，曝气管路2布置方式为四组折流室14单独安装，曝气控制阀门12根据不同工况可调节曝气量，曝气管路2采用多孔扩散头产生空气泡将氧气传递进水溶液，同时使柔性悬浮填料随着曝气向上翻滚。通过曝气管路2、液体流向、和折流墙5三者共同作用使柔性悬浮填料在折流室14内充分流化后沿池均布。
39.气提回流装置包括回流管路8和气提控制阀门11，气提回流装置通过气提控制阀门11与主送气装置连接15；气提回流装置回流联通池体1第一组折流室14和最后一组折流室14，气提回流装置回流出水口处安装有碰撞板3，柔性悬浮填料流出气提回流装置时与碰撞板3产生撞击；气提回流装置的回流进水口安装在池体1出水口所在折流室14顶端液面下5cm至池底的范围内；碰撞板3安装于所在折流室14顶端液面上5cm至气提回流装置的回流出水口下方5cm高度范围内；气提回流装置的回流出水口安装在池体1进水口所在折流室14液面上方10cm-200cm,碰撞板面积大于回流出水口面积，且与液面形成的倾斜角为30
°‑
45
°
。
40.实施例一和实施例二的柔性悬浮填料的折流式mbbr生化系统的工作原理：
41.液体通过池体1进水口水平流入，受多组折流墙5作用呈s型流动，在曝气的情况下，所述柔性悬浮填料随着曝气向上翻滚，折流室14上部柔性悬浮填料密度大于底部，含有柔性悬浮填料密度小的液体从底部流入下一组折流室，折流墙5出水口处有气刀4，气刀4产生气流冲击柔性悬浮填料，这样就阻碍了大部分柔性悬浮填料向下游移动，由于多组折流墙5的阻挡，使整个池体柔性悬浮填料向下游移动速度减缓，池体出水拦截网10处柔性悬浮填料保持正常密度；液体流入最后一组折流室14时，折流室14上部的气提回流装置将含有
柔性悬浮填料较多的液体从新输送到池体进水口处，气提回流装置的回流出水口处有碰撞板3，当柔性悬浮填料从气提回流装置流出时会与碰撞板3产生撞击，这样就把柔性填料里的混合液和部分附着的微生物甩出，可以控制柔性悬浮填料的生物量，防止内部微生物过多生长，有助于填料内陈旧污泥的脱落。
42.池体内填充柔性悬浮填料，其结构可提供受保护的有利于微生物生长的大量内表面积，较常规刚性悬浮载体，柔性悬浮生物填料具有更高的有效比表面积，以及更高的微生物富集生长密度；柔性悬浮填料的物理特征也使得mbbr系统较常规mbbr工艺在总氮去除、填料流化、污泥减量、运行能耗等方面有更大的工程应用优势。
43.这种柔性悬浮填料的折流式mbbr系统是通过设置的折流墙和气刀，减缓了柔性悬浮填料向下游移动速度，把柔性悬浮填料和液体向下游移动的速度分开，解决了mbbr系统填料分布不均匀的问题，同时解决了拦截网的易堵塞问题；优化了流化效果，水池中柔性悬浮填料分布均匀，提高了生物脱氮能力。折流墙的设计，减小了水流剪切力，在生物膜形成初期，水力条件是一个非常重要的因素，它直接影响生物膜能否培养成功。水流剪切力的强弱决定了生物膜反应器启动周期。弱的水力剪切力有利于细菌在载体表面的附着和固定。设置碰撞板，解决了柔性悬浮填料生物量过多，内部形成死泥等问题，在保留常规mbbr工艺优势的同时，进一步提高了生物处理效果，具有更好的工程稳定性。
44.本实施例具体的有益效果有：
45.(1)本系统利用在曝气情况下，池内上部柔性悬浮填料密度大于池内下部柔性悬浮填料密度，通过折流墙和气刀把柔性悬浮填料和水向下游移动流速分开，更为轻松地实现柔性悬浮填料的充分流化和沿池均布，提高了生化系统的有机物降解和脱氮效率。
46.(2)本系统曝气管路为分区布置，曝气量根据不同工况可调节。
47.(3)本系统根据柔性悬浮填料的物理特点，利用碰撞板，使内部死泥脱离了载体，促进柔性悬浮填料的脱膜作用，加强了柔性悬浮填料的生物膜更新，提高了生化系统的有机物降解和脱氮效率。
48.(4)本系统设置灵活，占地面积小，可应用于市政污水处理和工业废水处理的新建及改扩建工程。结合多级ao+深度处理工艺，市政污水出水水质可满足现行国家标准。
49.(5)本系统取消了潜水推流器、搅拌器，系统结构简单，同时避免了潜水推流器、搅拌器叶片对填料的机械损伤。
50.(6)本系统的溶解氧值可控制在较低浓度范围，减少运行能耗。
51.(7)本系统具有较低的剩余污泥产生量，可减少污水厂的污泥处置费用。
52.本发明保密性实验应用于一个4万t/d的市政污水a/o工艺的好氧段的工程案例。
53.其工艺流程如图2所示
54.该工程的缺氧段和好氧段停留时间分别为4h和5h，设计出水执行gb18918一级a标，实际进出水质见表1
55.表1进出水水质参数表
56.水质指标codbod5tnnh
3-ntp进水≤639mg/l≤178mg/l≤42mg/l≤36mg/l5.35mg/l出水355.880.370.36
57.好氧池投加柔性悬浮生物填料(填充比23％)作为活性污泥载体。
58.对比采用传统a/o工艺和常规mbbr工艺的类似水源水质项目的处理效果，可以发现柔性悬浮填料的折流式mbbr系统为主体工艺的实际处理效果要优于传统a/o工艺和常规mbbr工艺(见表2)
59.表2工艺参数对比表
[0060][0061]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。
[0062]
上文中通过一般性说明及具体实施例对本发明作了较为具体和详细的描述。应当指出的是，在不脱离本发明构思的前提下，显然还可以对这些具体实施例作出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。