模块化MBBR深度脱氮除磷处理系统及其使用方法

摘要

本发明公开了模块化MBBR深度脱氮除磷处理系统及其使用方法，包括串联设置的一级缺氧MBBR模块、一级好氧MBBR模块、二级缺氧MBBR模块、二级好氧MBBR模块和高效分离模块，所述一级缺氧MBBR模块和二级缺氧MBBR模块均包括第一标准尺寸箱、水下搅拌器和缺氧生物填料，所述一级好氧MBBR模块和二级好氧MBBR模块均包括第二标准尺寸箱、水下曝气器和好氧生物填料，所述第一好氧MBBR模块通过一回流泵与一级缺氧MBBR模块连通，所述二级缺氧MBBR模块连通有一碳源模块，此碳源模块包括存放有甲醇或乙酸的储药桶和加药计量泵，所述高效分离模块包括串联的混凝区、絮凝区和固液分离区。本发明大大提高生化区污染物(氨氮、总氮)的去除效率，带走污水中的悬浮物和总磷，深度净化污水。

说明书

技术领域

本发明涉及模块化MBBR深度脱氮除磷处理系统及其使用方法，属于污水处理技术领域。

背景技术

污水是指在人类的生活、生产活动中，受到一定污染排出的丧失原有使用功能的水。目前，国内水体污染大多是氮磷污染导致的水体富营养化，由于自然界中的生物与水、生物与生物之间进行着复杂的物质和能量的交换，从数量上保持着一种动态平衡关系，但是，随着被氮磷污染的水体被排出，导致水体富营养化，部分有益水生生物大量死亡，而一些耐污水生生物，特别是藻类，开始大量繁殖，消耗水中的氧气，导致水生动物因缺氧而死亡或被迫迁徙，使得整个水体生态恶化甚至崩溃。

水体中氮磷的来源较为复杂，其中，氮源主要为农田径流携带肥料中的氨氮和硝酸盐氮和人畜排泄物中的尿素和氨氮，磷源主要为肥料、农业废弃物和城市污水中的磷酸盐。一方面，要严格控制生产活动中氮磷的使用，减少污染来源，另一方面，需要对生活生产污水进行深度处理再行排出，提高排污门槛，从而控制进入自然界水体中的氮磷污染物，保证水体生态的正常循环。

发明内容

本发明的目的是提供一种纯膜MBBR耦合碳捕获的自养脱氮系统及其使用方法，该处理系统解决了现有技术中生活、生产污水中氮磷、COD污染物含量较高、一般处理方式净化程度低、处理过程能耗较大、节能环保效果不佳的问题。

本发明的目的是提供一种模块化MBBR深度脱氮除磷处理系统及其使用方法，该处理系统解决了现有技术中生活、生产污水中氮磷污染物含量较高、深度处理困难，一般处理方式净化程度低的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种模块化MBBR深度脱氮除磷处理系统，包括串联设置的一级缺氧MBBR模块、一级好氧MBBR模块、二级缺氧MBBR模块、二级好氧MBBR模块和高效分离模块，所述一级缺氧MBBR模块和二级缺氧MBBR模块均包括第一标准尺寸箱、水下搅拌器和缺氧生物填料，所述一级好氧MBBR模块和二级好氧MBBR模块均包括第二标准尺寸箱、水下曝气器和好氧生物填料，所述第一好氧MBBR模块通过一回流泵与一级缺氧MBBR模块连通，所述二级缺氧MBBR模块连通有一碳源模块，此碳源模块包括存放有甲醇或乙酸的储药桶和加药计量泵，所述高效分离模块包括串联的混凝区、絮凝区和固液分离区。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1.上述方案中，还包括位于一级缺氧MBBR模块前端的预处理模块，所述预处理模块包括组合格栅及沉砂池。

2.上述方案中，还包括位于高效分离模块后端的污泥脱水模块，此污泥脱水模块通过一轴流泵与固液分离区连通。

3.上述方案中，所述混凝区包括混合搅拌器和PAC投放装置。

4.上述方案中，所述絮凝区包括絮凝搅拌器和PAM投放装置。

5.上述方案中，所述固液分离区包括布气装置、分离区、清水区和排渣区。

为达到上述目的，本发明还提供了模块化MBBR深度脱氮除磷处理系统的使用方法，包括以下步骤：

S1：将污水引入预处理模块，污水先经过组合格栅，再进入沉砂池，沉降30～60s；

S2：经过沉砂池的污水进入一级缺氧MBBR模块第一标准尺寸箱，经水下搅拌器搅拌与缺氧生物填料充分接触；

S3：经过一级缺氧MBBR模块的污水流入一级好氧MBBR模块的第二标准尺寸箱，经水下曝气器与好氧生物填料充分接触接触，进行硝化反应，生成硝化液；

其中，所述一级好氧MBBR模块中的硝化液通过回流泵输回一级缺氧MBBR模块进行反硝化反应，再流回一级好氧MBBR模块；

S4：经过一级好氧MBBR模块的污水流入二级缺氧MBBR模块的第一标准尺寸箱，经水下搅拌器搅拌与缺氧生物填料充分接触；

其中，所述二级缺氧MBBR模块上的碳源模块在二级缺氧MBBR模块工作时，向其第一标准尺寸箱中投入碳源；

S5：经过二级缺氧MBBR模块的污水流入二级好氧MBBR模块的第二标准尺寸箱，经水下曝气器与好氧生物填料充分接触；

S6：经过二级好氧MBBR模块的处理水流入高效分离模块的混凝区，通过PAC投放装置投入适量聚合氯化铝，利用混合搅拌器搅拌，使其充分接触反应；

S7：经过混凝区的处理水流入絮凝区，通过PAM投放装置投入适量聚丙烯酰胺，利用絮凝搅拌器搅拌，使其充分接触反应；

S8：经过絮凝区的处理水流入固液分离区，通过安装在分离区底部的布气装置加压使空气溶入水中，再减压释放空气，从底部产生大量上升的微小气泡，微小气泡与悬浮物作用，形成比重小于1的混合体，悬浮于水面形成浮渣，清水下流进入清水区，上层进入排渣区排去；

S81：所述清水区中清水经消毒后，达标排放；

S82：所述分离区底部沉积的污泥通过一轴流泵排入污泥脱水模块，脱水后外运处理。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1.上述方案中，在步骤S3中，硝化液回流比为100～300％。

2.上述方案中，在步骤S4中，甲醇或乙酸算的投放量根据二级缺氧MBBR模块中硝酸盐浓度确定，去除每毫克硝酸盐需投加4毫克COD(甲醇2.67毫克、乙酸3.75毫克)，通过与储药桶连通的加药计量泵定量投放。

3.上述方案中，在步骤S82中，所述污泥脱水模块为板框压滤机。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明模块化MBBR深度脱氮除磷处理系统及其使用方法，其通过标准化生产MBBR模块，进行模块化施工安装，从而大幅度降低了污水处理系统的施工周期，且由于各个模块相互独立，平面布置灵活工程实践表明可节省30～50％的占地，且可根据实际情况加减模块，十分便捷。

2.本发明模块化MBBR深度脱氮除磷处理系统及其使用方法，通过预处理模块的组合格栅和沉砂池除去固体废弃物和无机颗粒物后，经一级缺氧MBBR模块、一级好氧MBBR模块、二级缺氧MBBR模块和二级好氧MBBR模块，利用生物膜对功能菌的筛选和富集作用，大大提高生化区污染物(氨氮、总氮)的去除效率，而水中的悬浮物和总磷在经过高效分离模块的混凝区、絮凝区后，能够形成固体废渣，被固液分离去中的布气装置带至水面排去分离，而清水消毒后即可得到深度净化达标的水质，处理效果好、处理速度快。

3.本发明模块化MBBR深度脱氮除磷处理系统及其使用方法，其通过碳源模块向二级缺氧MBBR模块中补充硝化反应所需的碳源，深度脱氮，且根据硝酸盐浓度投放，避免了二次污染；另外，高效分离模块的污泥能够被送至污泥脱水模块单独脱水处理，并外运处置，避免了污泥在各个模块中沉积影响其后续使用。

附图说明

附图1为本发明的模块化MBBR深度脱氮除磷处理系统的模块示意图。

图中：1、一级缺氧MBBR模块；11、第一标准尺寸箱；12、水下搅拌器；13、缺氧生物填料；2、一级好氧MBBR模块；21、第二标准尺寸箱；22、水下曝气器；23、好氧生物填料；24、回流泵；3、二级缺氧MBBR模块；4、二级好氧MBBR模块；5、高效分离模块；51、混凝区；511、混合搅拌器；512、PAC投放装置；52、絮凝区；521、絮凝搅拌器；522、PAM投放装置；53、固液分离区；531、布气装置；532、分离区；533、清水区；534、排渣区；6、碳源模块；61、储药桶；62、加药计量泵；7、预处理模块；71、组合格栅；72、沉砂池；8、污泥脱水模块；81、轴流泵。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种模块化MBBR深度脱氮除磷处理系统，参照附图1，包括串联设置的一级缺氧MBBR模块1、一级好氧MBBR模块2、二级缺氧MBBR模块3、二级好氧MBBR模块4和高效分离模块5，所述一级缺氧MBBR模块1和二级缺氧MBBR模块3均包括第一标准尺寸箱11、水下搅拌器12和缺氧生物填料13，所述一级好氧MBBR模块2和二级好氧MBBR模块4均包括第二标准尺寸箱21、水下曝气器22和好氧生物填料23，所述第一好氧MBBR模块2通过一回流泵24与一级缺氧MBBR模块1连通，所述二级缺氧MBBR模块4连通有一碳源模块6，此碳源模块6包括存放有甲醇或乙酸的储药桶61和加药计量泵62，所述高效分离模块5包括串联的混凝区51、絮凝区52和固液分离区53。

实施例2：一种模块化MBBR深度脱氮除磷处理系统，参照附图1，包括串联设置的一级缺氧MBBR模块1、一级好氧MBBR模块2、二级缺氧MBBR模块3、二级好氧MBBR模块4和高效分离模块5，所述一级缺氧MBBR模块1和二级缺氧MBBR模块3均包括第一标准尺寸箱11、水下搅拌器12和缺氧生物填料13，所述一级好氧MBBR模块2和二级好氧MBBR模块4均包括第二标准尺寸箱21、水下曝气器22和好氧生物填料23，所述第一好氧MBBR模块2通过一回流泵24与一级缺氧MBBR模块1连通，所述二级缺氧MBBR模块4连通有一碳源模块6，此碳源模块6包括存放有甲醇或乙酸的储药桶61和加药计量泵62，所述高效分离模块5包括串联的混凝区51、絮凝区52和固液分离区53。

还包括位于一级缺氧MBBR模块1前端的预处理模块7，所述预处理模块7包括组合格栅71及沉砂池72。

还包括位于高效分离模块5后端的污泥脱水模块8，此污泥脱水模块8通过一轴流泵81与固液分离区53连通。

所述混凝区51包括混合搅拌器511和PAC投放装置512；所述絮凝区52包括絮凝搅拌器521和PAM投放装置522；所述固液分离区53包括布气装置531、分离区532、清水区533和排渣区534。

实施例3：一种模块化MBBR深度脱氮除磷处理系统的使用方法，包括以下步骤：

S1：将污水引入预处理模块，污水先经过组合格栅，再进入沉砂池，沉降30～60s；

S2：经过沉砂池的污水进入一级缺氧MBBR模块1第一标准尺寸箱11，经水下搅拌器12搅拌与缺氧生物填料13充分接触，接触时间根据实际缺氧区水力停留时间确定，接触时间即为缺氧水力停留时间；

S3：经过一级缺氧MBBR模块1的污水流入一级好氧MBBR模块2的第二标准尺寸箱21，经水下曝气器22与好氧生物填料23充分接触接触，接触时间根据实际好氧区水力停留时间确定，接触时间即为好氧水力停留时间进行硝化反应，生成硝化液；

其中，所述一级好氧MBBR模块2中的硝化液通过回流泵24输回一级缺氧MBBR模块1进行反硝化反应，再流回一级好氧MBBR模块2；

硝化液回流比为100～300％；

S4：经过一级好氧MBBR模块2的污水流入二级缺氧MBBR模块4的第一标准尺寸箱11，经水下搅拌器12搅拌与缺氧生物填料13充分接触，接触时间根据实际缺氧区水力停留时间确定，接触时间即为缺氧水力停留时间；

其中，所述二级缺氧MBBR模块4上的碳源模块6在二级缺氧MBBR模块4工作时，向其第一标准尺寸箱11中投入碳源；

甲醇或乙酸的投放量根据二级缺氧MBBR模块4中硝酸盐浓度确定，硝酸盐浓度通过硝酸盐实时在线监测系统测定，去除每毫克硝酸盐需投加4毫克COD(甲醇2.67毫克、乙酸3.75毫克)，通过与储药桶61连通的加药计量泵62定量投放；

S5：经过二级缺氧MBBR模块4的污水流入二级好氧MBBR模块4的第二标准尺寸箱21，经水下曝气器22与好氧生物填料23充分接触，接触时间根据实际好氧区水力停留时间确定，接触时间即为好氧水力停留时间；

S6：经过二级好氧MBBR模块4的处理水流入高效分离模块5的混凝区51，通过PAC投放装置512投入适量聚合氯化铝，利用混合搅拌器511搅拌，使其充分接触反应；

S7：经过混凝区51的处理水流入絮凝区52，通过PAM投放装置522投入适量聚丙烯酰胺，利用絮凝搅拌器521搅拌，使其充分接触反应；

S8：经过絮凝区52的处理水流入固液分离区53，通过安装在分离区532底部的布气装置531加压使空气溶入水中，再减压释放空气，从底部产生大量上升的微小气泡，微小气泡与悬浮物作用，形成比重小于1的混合体，悬浮于水面形成浮渣，清水下流进入清水区533，上层进入排渣区534排去；

S81：所述清水区533中清水经消毒后，达到地表准Ⅳ类水质标准后排出；

S82：所述分离区532底部沉积的污泥通过一轴流泵81排入污泥脱水模块8，脱水后外运处理；

所述污泥脱水模块8为板框压滤机。

采用上述方案，其通过标准化生产MBBR模块，进行模块化施工安装，从而大幅度降低了污水处理系统的施工周期，且由于各个模块相互独立，平面布置灵活工程实践表明可节省30～50％的占地，且可根据实际情况加减模块，十分便捷。

另外，通过预处理模块的组合格栅和沉砂池除去固体废弃物和无机颗粒物后，经一级缺氧MBBR模块、一级好氧MBBR模块、二级缺氧MBBR模块和二级好氧MBBR模块，利用生物膜对功能菌的筛选和富集作用，大大提高生化区污染物(氨氮、总氮)的去除效率，而水中的悬浮物和总磷在经过高效分离模块的混凝区、絮凝区后，能够形成固体废渣，被固液分离去中的布气装置带至水面排去分离，而清水消毒后即可得到深度净化达标的水质，处理效果好、处理速度快。

另外，其通过碳源模块向二级缺氧MBBR模块中补充硝化反应所需的碳源，深度脱氮，且根据硝酸盐浓度投放，避免了二次污染；另外，高效分离模块的污泥能够被送至污泥脱水模块单独脱水处理，并外运处置，避免了污泥在各个模块中沉积影响其后续使用。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。