申请日2018.03.20
公开(公告)日2018.11.30
IPC分类号C02F3/30
摘要
本实用新型公开了一种集成MBBR一体化污水处理设备，其包括一箱体，在箱体内集成设置有缺氧池、好氧池、脱气池、沉淀池、综合泵及悬浮填料;缺氧池、好氧池内均投加悬浮填料;通过综合泵的设置，替代传统方法中的风机、搅拌器、回流泵、排泥泵，实现机电设备的整合，便于维护管理、降低能耗;通过悬浮填料的使用，强化处理效果及系统抗冲击负荷能力、提高处理负荷、提高系统对于低温低基质的耐受能力并降低了污泥产量。本实用新型设备集成、维护简单，可节能30‑50%，抗冲击性能和恢复能力强，对于低温和微污染水体有很好的去除效果;负荷高、占地省，造价低，运行能耗低，使用寿命增加，降低了维护费用和运行成本。
权利要求书
1.一种集成MBBR一体化污水处理设备，其包括一箱体，其特征在于：在所述箱体内集成设置有缺氧池(Z1)、好氧池(Z2)、脱气池(Z3)、沉淀池(Z4)、综合泵(S1)及悬浮填料(S5);
所述缺氧池(Z1)、好氧池(Z2)内均投加悬浮填料(S5)，所述缺氧池(Z1)底部连接有进水管(P10);所述缺氧池(Z1)内设置有文丘里喷射器(S2);所述好氧池(Z2)内设置有射流曝气器(S3);
所述缺氧池(Z1)和好氧池(Z2)之间设置有隔板一，所述隔板一上设置有用于将二者连通的缺氧池拦截筛网(W1)和缺氧池好氧池过流水孔(W2);
所述好氧池(Z2)与脱气池(Z3)之间设置隔板二，所述隔板二上设置有用于将二者连通的好氧池拦截筛网(W3)和好氧池脱气池过流水孔(W4);
所述脱气池(Z3)与沉淀池(Z4)之间设置隔板三，所述隔板三上设置有用于将二者连通的脱气池沉淀池过流水孔(W5);
所述沉淀池(Z4)上部连接有出水管(P11)，所述综合泵(S1)的进水口分别连接有脱气池吸水管(P4)、放空管(P5)、排泥接泵管(P6);综合泵(S1)的出水口分别连接有排泥管(P1)、曝气回流管(P2)、硝化液回流搅拌管(P3);
所述曝气回流管(P2)与好氧池(Z2)的底部相通;硝化液回流搅拌管(P3)与缺氧池(Z1)底部相通;
所述脱气池吸水管(P4)与脱气池(Z3)底部相通;放空管(P5)分别与缺氧池(Z1)底部、好氧池(Z2)底部、脱气池(Z3)底部相通;排泥接泵管(P6)与沉淀池(Z4)的底部相通;
所述沉淀池上部设置有出水堰(W6)和集水渠(W7);
综合泵(S1)放置在脱气池(Z3)内，所述综合泵(S1)为湿式安装管道泵。
2.根据权利要求1所述的一种集成MBBR一体化污水处理设备，其特征在于：所述好氧池(Z2)的底部还连接有通气主管(P9)，所述曝气回流管(P2)与通气主管(P9)通过射流曝气器(S3)与好氧池(Z2)底部相通。
3.根据权利要求2所述的一种集成MBBR一体化污水处理设备，其特征在于：所述缺氧池(Z1)底部连接有硝化液回流搅拌管(P3)，所述硝化液回流搅拌管(P3)通过文丘里喷射器(S2)与缺氧池(Z1)底部相通。
4.根据权利要求3所述的一种集成MBBR一体化污水 处理设备，其特征在于：所述通气主管(P9)还连接有通气支管(P7)，所述通气支管(P7)的另一端与大气相通。
5.根据权利要求1所述的一种集成MBBR一体化污水处理设备，其特征在于：在水面以上设置有空气消音过滤阀(S4)，所述空气消音过滤阀(S4)一端连接有消音器连接管(P8)，另一端与大气相通。
6.根据权利要求1所述的一种集成MBBR一体化污水处理设备，其特征在于：所述文丘里喷射器(S2)的出水口方向朝下。
7.根据权利要求1所述的一种集成MBBR一体化污水处理设备，其特征在于：所述缺氧池(Z1)池底设有四周向中心的坡度，坡度在30度-60度;所述沉淀池(Z4)内池底设有四周向中心的坡度，坡度在30度-60度。
8.根据权利要求1所述的一种集成MBBR一体化污水处理设备，其特征在于：所述悬浮填料(S5)比重为0.94-0.98，空隙率>90%。
9.根据权利要求4所述的一种集成MBBR一体化污水处理设备，其特征在于：所述排泥管(P1)、曝气回流管(P2)、硝化液回流搅拌管(P3)、脱气池吸水管(P4)、放空管(P5)、排泥接泵管(P6)、通气支管(P7)、消音器连接管(P8)、通气主管(P9)、进水管(P10)及出水管(P11)上均设置有阀门。
说明书
一种集成MBBR一体化污水处理设备
技术领域
本实用新型属于污水或微污染水净化处理领域，具体涉及一种集成MBBR一体化污水处理设备。
背景技术
随着我国经济的高速发展，分散型污水处理逐步成为焦点，包括村镇废水、小型工业废水、应急废水处理等。分散型污水的特点是总体体量大、单股废水水量少、水质波动高、污染点分散、难以集中处理。现有一体化污水处理设备的技术种类较多，但这些一体化污水处理设备只是对污水处理厂的工艺进行缩放，未能根据分散型污水的特点进行针对性设计，难以实现小水量大波动废水的达标排放，并且这些一体化污水处理设备需要用到大量的机电设备来实现污水的搅拌和硝化液、污泥回流，增加了维护难度和运行成本。针对一体化污水处理设备工艺过于复杂难以管理、机电设备数量多、整体能耗过高、且在针对低水量高水质的情况下难以稳定达标，市场急需一种高效、低成本、低能耗、易管理的一体化污水处理设备。
针对现有设备，主要包括MBR、MBBR、固定填料等。CN103991957A一体化污水处理设备设计为圆柱形的壳体，分厌氧室、缺氧室、好氧室、混合室及沉淀室，采用传统的工艺，一体化设备易出现运行不稳定，受冲击后恢复很难，而且出水只能达到一级B，对于微污染水，传统的工艺很难正常运行。CN105731735A一种一体化农村污水处理设备，缺氧池和好氧池内设置悬挂填料，固液分离采用MBR，首先存在悬挂填料使用寿命短，需定期更换，且更换复杂的问题，其次采用MBR，投资和运行费用高，且易堵塞，导致设备无法正常运行，且检修困难。CN103936157A一体化深度生活污水处理设备及其污水处理方法中，厌氧池和好氧池相通，好氧池的曝气会影响厌氧池的溶氧，从而减弱系统的除磷效果，且一体化设备的启动、运行复杂。CN106746378A一种固化高效微生物膜污水处理方法与设备，虽然其优化了工艺模式，提高出水水质及稳定性，但总体电机数量较多，增加了维修点。CN106946355A一种射流曝气式A/O一体化污水处理设备及其污水处理工艺，其中污泥回流和硝化液回流在源头混合在一起，回流比难以调控，脱氮除磷效果很难保证，污泥容易堵塞管道和喷射器，维修困难;其次需要风机曝气，增加电机数量，增加造价、能耗和维修成本;回流点设在射流曝气池内，将大量溶解氧带入厌氧池，破坏厌氧池环境。单纯采用活性污泥法进行生化处理，很难保证出水稳定，尤其是水质波动大和冬季低温运行时需要大量的人工维护且难以达标排放;其它专利技术，虽然有采用悬浮填料或射流曝气处理，但都存在造价高、能耗高、处理效率低、维护管理困难等特点，急需改善。悬浮填料的引入，对填料的流化有较高要求，往往能耗较高或者达不到流化要求，不但不能发挥悬浮填料的优势，反而可能影响系统稳定运行。
另外，现有一体化设备多将内部隔离出设备间，用于机电设备安置及用电系统的安置，对装置制作要求较高，且存在安全隐患，如洪涝或渗水，影响安全的同时，也增大了占地。
为改善水环境质量，以及适应于当前分布广且复杂的污水点源污染及微污染水的特性，从根本上实现简便、快速和水质达标问题，急需对现有一体化水处理设备及模块的处理技术及设备进行改进。
实用新型内容
基于上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供了一种集成MBBR一体化污水处理设备，其对于低温和微污染水体有很好的去除效果。
本实用新型所采用的技术解决方案是：
一种集成MBBR一体化污水处理设备，其包括一箱体，在所述箱体内集成设置有缺氧池(Z1)、好氧池(Z2)、脱气池(Z3)、沉淀池(Z4)、综合泵(S1)及悬浮填料(S5);
所述缺氧池(Z1)、好氧池(Z2)内均投加悬浮填料(S5)，所述缺氧池(Z1)底部连接有进水管(P10);所述缺氧池(Z1)内设置有文丘里喷射器(S2);所述好氧池(Z2)内设置有射流曝气器(S3);
所述缺氧池(Z1)和好氧池(Z2)之间设置有隔板一，所述隔板一上设置有用于将二者连通的缺氧池拦截筛网(W1)和缺氧池好氧池过流水孔(W2);
所述好氧池(Z2)与脱气池(Z3)之间设置隔板二，所述隔板二上设置有用于将二者连通的好氧池拦截筛网(W3)和好氧池脱气池过流水孔(W4);
所述脱气池(Z3)与沉淀池(Z4)之间设置隔板三，所述隔板三上设置有用于将二者连通的脱气池沉淀池过流水孔(W5);
所述沉淀池(Z4)上部连接有出水管(P11)，所述综合泵(S1)的进水口分别连接有脱气池吸水管(P4)、放空管(P5)、排泥接泵管(P6);综合泵(S1)的出水口分别连接有排泥管(P1)、曝气回流管(P2)、硝化液回流搅拌管(P3);
所述曝气回流管(P2)与好氧池(Z2)的底部相通;所述硝化液回流搅拌管(P3)与缺氧池(Z1)底部相通;脱气池吸水管(P4)与脱气池(Z3)下部相通;
所述放空管(P5)分别与缺氧池(Z1)底部、好氧池(Z2)底部、脱气池(Z3)底部相通;
所述沉淀池(Z4)的底部连接有排泥接泵管(P6)，所述排泥接泵管(P6)的另一端分别与综合泵(S1)相通;沉淀池上部设置有出水堰(W6)和集水渠(W7);
综合泵(S1)放置在脱气池(Z3)内，所述综合泵为湿式安装管道泵。
作为本实用新型的一个优选方案，所述好氧池(Z2)的底部还连接有通气主管(P9)，所述曝气回流管(P2)与通气主管(P9)通过射流曝气器(S3)与好氧池(Z2)底部相通。
优选的，所述通气主管(P9)还连接有通气支管(P7)，所述通气支管(P7)的另一端与大气相通。
优选的，在水面以上设置有空气消音过滤阀(S4)，所述空气消音过滤阀(S4)一端连接有消音器连接管(P8)，另一端与大气相通。
优选的，所述文丘里喷射器(S2)的出水口方向朝下;所述硝化液回流搅拌管(P3)与文丘里喷射器(S2)进水口相通。
优选的，所述缺氧池(Z1)池底设有四周向中心的坡度，坡度在30度-60度;所述沉淀池(Z4)内池底设有四周向中心的坡度，坡度在30度-60度。
优选的，所述悬浮填料(S5)比重为0.94-0.98，空隙率>90%。
优选的，所述缺氧池拦截筛网(W1)、好氧池拦截筛网(W3)均为多孔板或栅条，多孔板开孔直径小于悬浮填料直径，栅条间隙小于悬浮填料厚度;所述缺氧池拦截筛网(W1)与缺氧池好氧池过流水孔(W2)安装高度相同，上沿在运行水位以下30cm，下沿高于运行水位的一半;所述好氧池拦截筛网(W3)与好氧池脱气池过流水孔(W4)安装高度相同，上沿在运行水位以下30cm，下沿高于运行水位的一半;所述运行水位，与出水管(P11)下沿安装高度相同;所述射流曝气器(S3)中心的安装高度在池底以上20-60cm;所述文丘里喷射器(S2)下沿的安装高度在池底以上20-60cm。
优选的，所述排泥管(P1)、曝气回流管(P2)、硝化液回流搅拌管(P3)、脱气池吸水管(P4)、放空管(P5)、排泥接泵管(P6)、通气支管(P7)、消音器连接管(P8)、通气主管(P9)、进水管(P10)及出水管(P11)上均设置有阀门。
一种集成MBBR一体化污水处理方法，其所采用的处理设备包括一箱体及位于箱体内的缺氧池(Z1)、好氧池(Z2)、脱气池(Z3)、沉淀池(Z4)、综合泵(S1)、工艺管路、工艺管件及悬浮填料(S5);
所述工艺管路包括排泥管(P1)、曝气回流管(P2)、硝化液回流搅拌管(P3)、、脱气池吸水管(P4)、放空管(P5)、排泥接泵管(P6)、通气支管(P7)、消音器连接管(P8)、通气主管(P9)、进水管(P10)、出水管(P11);
所述工艺管件包括文丘里喷射器(S2)、射流曝气器(S3)、空气消音过滤阀(S4);
在缺氧池(Z1)、好氧池(Z2)内均投加有悬浮填料(S5);进水管(P10)与缺氧池(Z1)底部相通;缺氧池(Z1)与好氧池(Z2)之间设置隔板一，通过缺氧池拦截筛网(W1)和缺氧池好氧池过流水孔(W2)相通;
好氧池(Z2)与脱气池(Z3)之间设置隔板二，通过好氧池拦截筛网(W3)和好氧池脱气池过流水孔(W4)相通;脱气池(Z3)与沉淀池(Z4)之间设置隔板三，通过脱气池沉淀池过流水孔(W5)相通;出水管(P11)与沉淀池(Z4)上部相通;综合泵(S1)进水口分别与脱气池吸水管(P4)、放空管(P5)、排泥接泵管(P6)相通;综合泵(S1)出水口分别与排泥管(P1)、曝气回流管(P2)、硝化液回流搅拌管(P3)相通;曝气回流管(P2)与通气主管(P9)通过射流曝气器(S3)与好氧池(Z2)底部相通;硝化液回流搅拌管(P3)通过文丘里喷射器(S2)与缺氧池(Z1)底部相通;脱气池吸水管(P4)与脱气池(Z3)相通;放空管(P5)分别与缺氧池(Z1)底部、好氧池(Z2)底部、脱气池(Z3)底部相通;通气支管(P7)一端与通气主管(P9)相通，一端与大气相通;空气消音过滤阀(S4)一端与消音器连接管(P8)相通，一端与大气相通;综合泵(S1)设置于脱气池(Z3);文丘里喷射器(S2)设置于缺氧池(Z1)内;射流曝气器(S3)设置于好氧池(Z2)内;空气消音过滤阀(S4)设置于水面以上并与大气相通;沉淀池上部设置出水堰(W6)和集水渠(W7);在脱气池上部，排泥管(P1)、曝气回流管(P2)、硝化液回流搅拌管(P3)、脱气池吸水管(P4)、放空管(P5)、排泥接泵管(P6)、通气支管(P7)、消音器连接管(P8)分别设置阀门排泥管阀门(F1)、曝气回流管阀门(F2)、硝化液回流搅拌管阀门(F3)、脱气池吸水管阀门(F4)、放空管阀门(F5)、排泥接泵管阀门(F6)、通气支管阀门(F7)、消音器连接管阀门(F8);
所述处理方法包括以下步骤：
第一步、启动，控制所有阀门均为关闭状态，控制综合泵(S1)处于关闭状态;装填悬浮填料，接种活性污泥，设备进水至运行水位;
第二步、进水，控制所有阀门均为关闭状态，控制综合泵(S1)处于关闭状态;开启吸水管阀门(F4)、曝气回流管阀门(F2)、硝化液回流搅拌管阀门(F3)、消音器连接管阀门(F8)，然后开启综合泵(S1);污水由进水管(P10)依次通过缺氧池(Z1)、好氧池(Z2)、脱气池(Z3)、沉淀池(Z4)，由出水管(P11)排放;
第三步、控制，调节曝气回流管阀门(F2)及消音器连接管阀门(F8)开启度，控制好氧池内DO及搅拌强度;调节硝化液回流搅拌管阀门(F3)控制硝化液回流量及缺氧池搅拌强度;
第四步、排泥，控制所有阀门均为关闭状态，控制综合泵(S1)处于关闭状态;开启排泥接泵管阀门(F6)、排泥管阀门(F1);然后开启综合泵(S1);污泥由沉淀池(Z4)底部经由排泥接泵管(P6)、综合泵(S1)、排泥管(P1)排放;
第五步、放空，控制所有阀门均为关闭状态，控制综合泵(S1)处于关闭状态;仅开启放空管阀门(F5)、排泥管阀门(F1)，然后开启综合泵(S1)，缺氧池(Z1)、好氧池(Z2)、脱气池(Z3)内的泥水经由放空管、综合泵、排泥管排放，排空后关闭综合泵(S1)和所有阀门;仅开启排泥接泵管阀门(F6)、排泥管阀门(F1)，然后开启综合泵(S1);沉淀池(Z4)泥水经由排泥接泵管(P6)、综合泵(S1)、排泥管(P1)排放，排空后关闭综合泵(S1)和所有阀门。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益技术效果：
1)设备集成，运行维护简单：仅使用一台综合泵完成包括曝气、搅拌、回流、排泥功能，大大降低了设备的故障率，基本无需检修和维护，集成后的设备功率相对提高，容易选型;且采用MBBR纯膜工艺，无需设置污泥回流，污泥产量低，运行简单，同时，由于没有活性污泥存在，不必考虑维持较高DO时打碎污泥，影响沉降性能，可获得更高的处理负荷;湿式泵的使用，不论是寿命、维护便利性更强，箱体内不用再设置隔水区域，制作更为简单，不必考虑设备间的排水问题，安全稳定;
2)节能：仅使用一台综合泵，可使得泵处于高效区运行，相比活性污泥法的一体化设备，可节能30-50%;
3)处理效果好：抗冲击性能和恢复能力强，是传统活性污泥的2-3倍，对于低温和微污染水体有很好的去除效果;
4)负荷高、占地省：设备投加活性高分子悬浮填料，污染物的去除负荷是传统活性污泥的2-3倍，采用射流曝气，氧利用率是传统曝气方式的2-3倍，因此负荷高;负荷高相应需要的设备尺寸缩小，采用模块化、标准化的设计，设备结构更加紧凑，占地面积是传统方法的1/2-1/3;无需单独隔离设备间，进一步缩减占地;
5)造价低：设备尺寸缩小，需要的材料相应减少，且设备仅一台综合泵机电，本实用新型设备中不包括风机和搅拌器，节省大量的造价成本，本实用新型综合泵(S1)的设置，替代传统设备中的风机、搅拌器、回流泵、排泥泵，实现机电设备的整合，便于维护管理、降低能耗;设备的运行方法简单，电机数量少，运行能耗低，使用寿命增加，降低了维护费用和运行成本。
