申请日2014.03.17
公开(公告)日2014.05.28
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种一体式流化池MBR污水处理设备，解决现有MBR污水处理设备需要加入较多药剂，去除氮、磷、悬浮物效果不佳，以及出水中细菌和病毒的含量依然较多的问题。本发明包括外壳，以及设置于外壳内的隔板组件，该隔板组件将外壳分隔成生物膜反硝化区、好氧流化池区、紫外线消毒区、设备室、膜分离区;所述生物膜反硝化区上部设有进水口，底部设有第一污泥排放口，且在其内部设有悬挂填料;所述好氧流化池区内设有两块相互平行的内循环板，且在其底部设有第二污泥排放口，且在其内部还设有曝气装置和生物膜填料;所述膜分离区上设有出水总管，且在其底部设有第三污泥排放口。本发明具有占地面积小、投资少、处理费用低、无需加药的优点。
权利要求书
1.一体式流化池MBR污水处理设备，其特征在于：包括外壳(1)，以及设置于外壳内的隔板组件，该隔板组件将外壳分隔成生物膜反硝化区(2)、好氧流化池区(3)、紫外线消毒区(4)、设备室(5)、膜分离区(6)，所述生物膜反硝化区、好氧流化池区、紫外线消毒区、膜分离区依次连通;所述生物膜反硝化区上部设有进水口(7)，底部设有第一污泥排放口(9)，且在其内部设有悬挂填料(12);所述好氧流化池区内设有两块相互平行且位于曝气装置两侧上方的内循环板(19),好氧流化池区底部还设有第二污泥排放口(10)，且在其内部还设有曝气装置(13)和生物膜填料(14);所述膜分离区上设有出水总管(8)，且在其底部设有第三污泥排放口(11)。
2. 根据权利要求1所述的一体式流化池MBR污水处理设备，其特征在于：所述生物膜反硝化区与紫外线消毒区还通过设有回流泵(15)的硝化液回流管(16)相连通，且在生物膜反硝化区内还设有与进水口和硝化液回流管连通的水力混合搅拌装置(17)。
3. 根据权利要求2所述的一体式流化池MBR污水处理设备，其特征在于：所述生物膜反硝化区内还设有潜水搅拌器(18)。
4. 根据权利要求1所述的一体式流化池MBR污水处理设备，其特征在于：所述好氧流化池区与紫外线消毒区的连通处还设有生物膜填料分离装置(20)。
5. 根据权利要求1所述的一体式流化池MBR污水处理设备，其特征在于：所述紫外线消毒区内设有紫外线消毒装置(21)。
6. 根据权利要求1所述的一体式流化池MBR污水处理设备，其特征在于：所述膜分离区内设有与出水总管相连的膜组件(22)。
7. 根据权利要求6所述的一体式流化池MBR污水处理设备，其特征在于：所述膜分离区内还设有高分子膜清洗颗粒(23)。
8. 根据权利要求6或7所述的一体式流化池MBR污水处理设备，其特征在于：所述膜分离区内还设有膜在线清洗装置(24)。
9. 根据权利要求8所述的一体式流化池MBR污水处理设备，其特征在于：所述设备室内设有与曝气装置通过曝气总管(25)连通的鼓风机(26)，该鼓风机还通过压缩空气管(27)与膜在线清洗装置相连通。
10. 根据权利要求1～6任一项所述的一体式流化池MBR污水处理设备，其特征在于：所述出水总管上还设有自吸泵(28)，膜分离区内还设有液位控制器(29)。
说明书
一体式流化池MBR污水处理设备
技术领域
本发明涉及一种一体式流化池MBR污水处理设备。
背景技术
MBR污水处理设备采用膜生物反应器(Membrane Bioreactor，简称MBR)技术是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新设备，取代了传统工艺中的二沉池，它可以高效地进行固液分离，又可在生物池内维持高浓度的微生物量，工艺剩余污泥少。但是现有的MBR污水处理设备在原理上采用传统的活性污泥法或接触氧化工艺，存在生化处理效果欠佳，导致出水指标不稳定，膜污染严重等缺点，同时膜的使用寿命较短，运行成本偏高。
生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。常用的生物膜法有生物滤池、生物转盘、接触氧化和生物流化床等。其中，生物流化床具有生物质含量高，生物膜与废水传质效率高，氧气利用充分，处理负荷高等优点，但其较大的高径比制约了其在一体化设备上的应用。
发明专利201310358678.2公开了一种Z型气提回流两级沉淀一体化污水处理池，其矩形池体包含格栅沉淀预处理区、缺氧区、曝气区、澄清回流区、斜管/板沉淀区和接触消毒渠等。该专利采用的是常规的活性污泥法工艺和物理沉淀方法进行处理，具有污泥浓度低，处理负荷低，抗冲击能力差，出水指标难以保证等缺点。
实用新型专利201320301034.5公开了一种污水处理装置，适用于医疗废水和工业废水的高效一体式污水处理装置，装置的箱体由隔板分隔成缺氧池、好氧池、沉淀池、污泥储存池和设备间。该专利也采用常规的接触氧化法处理工艺，沉淀部分采用竖流式沉淀池结构，实际为几种常规处理工艺的耦合。具有生物处理部分挂膜困难、生物膜容易剥离、填料易堵塞、处理效率低等诸多缺点;二沉池采用竖流沉淀池的结构，难以保证出水水质。
实用新型专利201220548592.7公开了一种膜处理一体化污水处理装置，涉及一种污水处理与中水回用处理设备，其箱体由隔板分隔成缺氧区、生化曝气与膜处理区、储泥区和设备间。该专利采用常规的生物接触氧化法作为缺氧处理工艺，好氧工艺则采用活性污泥法，将膜组件置于好氧区内的做法，导致系统抗冲击能力差，污泥松散，膜污染严重，膜丝容易损坏等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一体式流化池MBR污水处理设备，解决现有一体化污水处理设备抗冲击能力差，处理负荷低，占地面积大，投资成本和运行成本高，操作维护复杂，去除氮、磷、悬浮物效果不佳，以及出水中细菌和病毒的含量依然较高的问题，同时避免了普通MBR设备膜污染严重，容易断丝等问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一体式流化池MBR污水处理设备，包括外壳，以及设置于外壳内的隔板组件，该隔板组件将外壳分隔成生物膜反硝化区、好氧流化池区、紫外线消毒区、设备室、膜分离区，所述生物膜反硝化区、好氧流化池区、紫外线消毒区、膜分离区依次连通;所述生物膜反硝化区上部设有进水口，底部设有第一污泥排放口，且在其内部设有悬挂填料;所述好氧流化池区内设有两块相互平行且位于曝气装置两侧上方的内循环板，好氧流化池区底部还设有第二污泥排放口，且在其内部还设有曝气装置和生物膜填料;所述膜分离区上设有出水总管，且在其底部设有第三污泥排放口。其中，外壳可由碳钢、玻璃钢或PVC等材质制作;悬挂填料表面有致密的缺氧生物膜，当废水与缺氧生物膜充分接触时，通过反硝化细菌的作用，可将废水中的硝基氮和亚硝基氮变成氮气去除;曝气装置可以使曝气盘、曝气管或者穿孔曝气管;生物膜填料的形状可为球形、椭球形、方形、多面体或不规则形状，其粒径为1mm～50mm，且生物膜填料是由多孔的比表面积大的材料制成，材料可以是高分子材料、塑料、多孔玻璃球或多孔陶粒等，同时，生物膜填料表面积内孔上有活性很强的好氧生物膜，另外，生物膜填料的比重为0.9～1.5g/cm3，挂膜后比重略重于水，在实际废水处理中，生物膜填料在曝气装置的气提作用下，生物膜填料随着废水一起向上运动，实现气液、固的剧烈混合，加快污染物和生物膜的传质，使废水中污染物得到高效去除，并具有很强的抗冲击负荷的能力。
为了能够较方便的将硝化液回流到生物膜反硝化区，以及充分的与废水进行混合，所述生物膜反硝化区与紫外线消毒区还通过设有回流泵的硝化液回流管相连通，且在生物膜反硝化区内还设有与进水口和硝化液回流管连通的水力混合搅拌装置。
为了增强废水与硝化液的混合效果，所述生物膜反硝化区内还设有潜水搅拌器。
为了在好氧流化池区内更好的实现气提效果，以及防止生物膜填料流入紫外线消毒区中，好氧流化池区与紫外线消毒区的连通处还设有生物膜填料分离装置。
为了更好的实现本发明，所述紫外线消毒区内设有紫外线消毒装置。
进一步地，所述膜分离区内设有与出水总管相连的膜组件。其中，膜组件可采用帘式膜、管式膜或板式膜。
为了缓解膜污染，所述膜分离区内还设有高分子膜清洗颗粒。其中，高分子膜清洗颗粒的粒径在1mm～5mm，比重略大于水。
为了更好的实现缓解膜污染，所述膜分离区内还设有膜在线清洗装置。
为了实现统一管理本发明的各设备，所述设备室内设有与曝气装置通过曝气总管连通的鼓风机，该鼓风机还通过压缩空气管与膜在线清洗装置相连通;同时在设备室内还可以设置仪表及电控箱，可实现电力拖动及信号采集、控制等功能，也可装配远程传输模块，实现操作参数的远程传输。
另外，所述出水总管上还设有自吸泵，膜分离区内还设有液位控制器。液位控制器可控制自吸泵的启停，当液位高于设定值上限时，可自动停止进水，当液位低于设定值下限时，可自动停止自吸泵。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明容积负荷高，占地面积小，比传统工艺减少占地面积40%以上。
(2)本发明耐冲击性强，性能稳定，运行可靠，提供安全稳定的出水水质。
(3)本发明流化池部分采用高效生物填料，微生物浓度高，比重接近于水，易流化，能耗低。
(4)本发明流化池采用内循环结构，气液固三相混合均匀，传质效果好。
(5)本发明工艺灵活。池型可根据现场实际情况进行调整，同时，填料填充率可根据实际水质灵活调整。
(6)本发明使用寿命长。优质耐用的生物填料，曝气系统和出水装置可以保证整个系统长期使用而不需要更换。
(7)本发明剩余污泥产量少。本发明可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低(理论上可以实现零污泥排放)，降低了污泥处理费用。
(8)本发明可去除氨氮及难降解有机物。由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。
(9)本发明操作管理方便，自动化程度高。本发明实现了水力停留时间(HRT)与污泥停留时间(SRT)的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。
(10)本发明采用先进的防膜污染措施，大大降低膜污染;特制的浸没式膜组件，大大降低MBR的能耗。
另外，本发明结构紧凑，在一体式设备中实现高效的脱氮除磷及有机物的去除，并实现紫外线消毒和高效的膜过滤出水，与传统工艺相比，具有占地面积小、投资少、处理费用低、无需加药、自动化程度高、水质安全稳定、处理负荷高、抗冲击负荷能力强、抗膜污染、运行维护方便等诸多优点，特别适合小城镇污水处理、低浓度工业污水等中小型污水处理厂/站的建设。
