CN114656104A - 一种节能自循环a3o-mbbr污水处理装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种节能自循环A3O‑MBBR污水处理装置，涉及污水处理技术领域；包括内圆板、外圆板，内圆板与外圆板为同心圆环板，内圆板外侧套设外圆板组成污水处理装置，内圆板与外圆板之间组成环状间隙腔室，环状间隙腔室内分隔设置有厌氧反应区、污泥浓缩区、生物滤床区、清水区，内圆板内侧设置缺氧好氧生化主反应区、沉淀区，从下至上依次为缺氧反应区、好氧反应区、沉淀区，外圆板外侧独立设置综合设备间。解决现有技术中传统的污水处理工艺如A2O、SBR、氧化沟、MBR组合工艺等，都存在着设备设施占地面积大、运行能耗高、管理复杂等问题。如A2O工艺中的内回流问题、MBR膜工艺的高曝气能耗问题、氧化沟工艺的推流曝气能耗问题等存在的共性问题。

Description

一种节能自循环A3O-MBBR污水处理装置及其方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，更具体的说，本发明涉及一种节能自循环A3O-MBBR污水处理装置及其方法。

背景技术

近年以来，污水处理工艺及污水处理装备制造，伴随着水生态环境综合治理要求，日益趋近完善，污水处理水质排放标准逐步提高。

传统的污水处理工艺如A2O、SBR、氧化沟、MBR组合工艺等，都存在着设备设施占地面积大、运行能耗高、管理复杂等问题。如A2O工艺中的内回流问题、MBR膜工艺的高曝气能耗问题、氧化沟工艺的推流曝气能耗问题等存在的共性问题。

发明内容

本发明旨在于解决现有技术中传统的污水处理工艺如A2O、SBR、氧化沟、MBR组合工艺等，都存在着设备设施占地面积大、运行能耗高、管理复杂等问题。如A2O工艺中的内回流问题、MBR膜工艺的高曝气能耗问题、氧化沟工艺的推流曝气能耗问题等存在的共性问题。

本发明的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：

一种节能自循环A3O-MBBR污水处理装置，包括内圆板、外圆板，内圆板与外圆板为同心圆环板，内圆板外侧套设外圆板组成污水处理装置，内圆板与外圆板之间组成环状间隙腔室，环状间隙腔室内分隔设置有厌氧反应区、污泥浓缩区、生物滤床区、清水区，内圆板内侧设置缺氧好氧生化主反应区、沉淀区，从下至上依次为缺氧反应区、好氧反应区、沉淀区，外圆板外侧独立设置综合设备间；

厌氧反应区中心设置预缺氧流化床反应区，预缺氧流化床反应区内填充有MBBR悬浮填料，预缺氧流化床反应区外侧分隔设置降流式厌氧反应区，降流式厌氧反应区内填充有固定床填料，预缺氧流化床反应区顶部设置填料拦截网，填料拦截网两侧设有配水槽，厌氧反应区外侧设置连接预缺氧流化床反应区底部的污水进水管,预缺氧流化床反应区底部设有气动搅拌设备，厌氧反应区底部设有厌氧区出水导流管，缺氧反应区回流的混合液经导流管与污泥浓缩区的沉淀处回流的污泥混合液经污泥回流导流管汇合进入预缺氧流化床反应区底部，与污水来水混合升流进入厌氧反应区。

优选的，厌氧反应区为两组并列设置，预缺氧流化床反应区出水经上部配水槽均匀配水进入厌氧反应区中，厌氧反应区为降流式运行，污水经填料床下沉到厌氧反应区底部，经厌氧区出水导流管进入缺氧反应区中。

优选的，缺氧反应区内置搅拌装置二，搅拌装置二连接搅拌装置供气管，搅拌装置二上端设置圆锥形的反射板，缺氧反应区下端设置缺氧区进水管。

优选的，好氧反应区中设置了曝气管装置、三相分离器，三相分离器连接有三相分离器集气导管，三相分离器集气导管另一端连接集气管，集气管收集好氧曝气剩余气体，好氧反应区中设置了混合液气提升回流管，混合液气提升回流管与集气管连接混合液气提升供气管，混合液回流到预缺氧流化床反应区。

优选的，好氧反应区硝化液自动沉降到缺氧反应区中。

优选的，沉淀区中设置了集水槽、沉淀区进水导流管、沉淀区出水导流管、除磷剂加药管、污泥排泥管、斜板填料。

优选的，污泥反应区下端设置有污泥排泥管，污泥反应区的上端设置污泥区上清液回流管、污泥回流管，污泥回流气提升管下端连接污泥回流气提升供气管。

优选的，清水区设置了清水区出水管、滤池出水导管、排污管组成。

优选的，生物滤床区上端设置了反洗出水管，生物滤床区下端设置有反洗进水管，生物滤床区底部设置有排泥管，生物滤床区上端从下至上依次设置有反洗出水堰槽、清水出水堰槽，在生物滤床区位于反洗出水管与反洗进水管之间设置有生物滤床填料，生物滤床填料处连接生物滤床曝气管、曝气供气管，清水出水堰槽处连接滤床出水导管，沉淀池出水导流管进入到生物滤床区的底部，升流经过生物滤床区，经清水出水堰槽、滤床出水导管进入清水池中，清水区储存水为生物滤床提供反冲洗用水。

优选的，独立综合设备间内部设置除磷剂加药装置、空压机、反冲洗泵、鼓风机、PLC电控箱。

有益效果：

1、提出了一种节能自循环A3O-MBBR污水处理装置及其方法，通过在工艺前段增加预缺氧区、工艺尾段增加生物滤床区，各生化单元投加MBBR悬浮填料，结合厌氧流化床和好氧流化床工艺技术，三相分离器固液分离及气体收集再利用提升技术，采用立体结构空间布局，形成全新的、具有高效能有机物去除功能的、超低能耗的、改良A3O-MBBR工艺***，本发明采用立体空间结构布局，同轴双圆环组，形成多层级功能分区，一体化设计，布局结构紧凑，占地小、设备少、能耗低、低碳运行，运管理方便，模块化建设，投建周期短、费用低等特点。

2、同轴双环、分层分区、立式一体化设计，结构紧凑，节约占地。

3、模块化组装，满足不同处理规模需求，预氧区和好氧反应区采用流化床工艺，填加MBBR悬浮填料，增强了***对有机物的去除效果。

4、厌氧区采用降流式固定床填料设计，反应区底部出水，无污泥沉积。

5、一个空间设置了缺氧反应区、好氧反应区和沉淀区，立体化布置，节约空间。

6、好氧反应区设置三相分离器，固液分离的同时，收集曝气剩余气体，为混合液气提回流及污泥气提回流提供动力气源，充分利用曝气剩余气体回收再利用，实现无能耗混合液气提升回流，硝化液无能耗自动回流、污泥混合液气提升回流，节约能耗。

7、本发明装置***一步提升，全程重力排水，节约能耗。利用本装置***高程优势，实现无能耗重力清水外排或回用，或进一步无能耗排入人工湿地***的深度净化处理以及剩余含磷污泥的无动力外排。

8、本发明装置适用于城市污水、村镇污水、医疗污水、食品废水、养殖废水、工业废水及需要提标改造的项目。

附图说明：

图1为本发明的节能自循环A3O-MBBR污水处理装置平面示意图。

图2为本发明的节能自循环A3O-MBBR污水处理装置俯视示意图。

图3为本发明的节能自循环A3O-MBBR污水处理装置B-A剖面示意图。

图4为本发明的节能自循环A3O-MBBR污水处理装置D-D剖面示意图。

图5为本发明的节能自循环A3O-MBBR污水处理装置B-C剖面示意图。

图6为本发明的节能自循环A3O-MBBR污水处理装置E-E剖面示意图。

图7为本发明的节能自循环A3O-MBBR污水处理装置C-F剖面示意图。

图8为本发明的节能自循环A3O-MBBR污水处理装置综合设备间示意图。

图1-8中：厌氧反应区100、污水进水管101、隔板一102、隔板二103、预缺氧流化床反应区104、隔板三105、配水槽106、降流式厌氧反应区107、混合液回流管108、导流管一109、固定床填料110、填料拦截网111、MBBR悬浮填料112、厌氧区出水导流管113、搅拌装置一114、搅拌装置供气管115、污泥浓缩区200、污泥排泥管201、污泥区上清液回流管202、隔板四203、污泥回流管204、污泥回流导流管205、污泥回流气提升管206、污泥回流气提升供气管207、沉淀池出水经导流管208、生物滤床区300、反洗出水管301、反洗进水管302、排泥管303、清水出水堰槽304、反洗出水堰槽305、生物滤床填料306、生物滤床曝气管307、曝气供气管308、缺氧好氧生化主反应区400、入孔401、排气孔402、内圆板403、外圆板404、缺氧反应区405、搅拌装置供气管406、反射板407、搅拌装置二408、缺氧区进水管409、沉淀区500、沉淀区集水槽501、沉淀区进水导流管502、沉淀区出水导流管503、除磷剂加药管504、污泥排泥管505、混合液回流气提升管507、曝气供气管509、好氧反应区508、微孔曝气管510、集气管511、斜板填料512、三相分离器集气导管513、三相分离器514、综合设备间600、除磷剂加药装置601、空压机602、反冲洗泵603、鼓风机604、PLC电控箱605组成、清水区700、清水区出水管701、滤池出水导管702、排污管703。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-8，一种节能自循环A3O-MBBR污水处理装置，包括内圆板403、外圆板404，内圆板403与外圆板404为同心圆环板，内圆板403外侧套设外圆板404组成污水处理装置，内圆板403与外圆板404之间组成环状间隙腔室，环状间隙腔室内设置隔板一102、隔板二103、隔板三105、隔板四203，隔板一102与隔板二103之间设为厌氧反应区100，隔板一102与隔板三105之间设为污泥浓缩区200，隔板二103与隔板四203之间设为生物滤床区300，隔板二203与隔板三105之间设为清水区700，内圆板403内侧设置缺氧好氧生化主反应区400、沉淀区500，外圆板404外侧独立设置综合设备间600，独立综合设备间600内部安装有除磷剂加药装置601、空压机602、反冲洗泵603、鼓风机604、PLC电控箱605；

厌氧反应区100中心设置预缺氧流化床反应区104，预缺氧流化床反应区104内填充有MBBR悬浮填料112，预缺氧流化床反应区104外侧分隔设置降流式厌氧反应区107，降流式厌氧反应区107内填充有固定床填料110，预缺氧流化床反应区104顶部设置填料拦截网111，填料拦截网111两侧设有配水槽106，厌氧反应区100外侧设置连接预缺氧流化床反应区104底部的污水进水管101,预缺氧流化床反应区104底部设有气动搅拌设备，气动搅拌设备包括搅拌装置一114、搅拌装置供气管115，搅拌装置一114连接搅拌装置供气管115，搅拌装置供气管115与综合设备间600的鼓风机604连通，厌氧反应区100底部设有厌氧区出水导流管113，缺氧反应区405回流的混合液经导流管109与污泥浓缩区200的沉淀处回流的污泥混合液经污泥回流导流管205汇合进入预缺氧流化床反应区104底部，与污水来水混合升流进入厌氧反应区100；

厌氧反应区100为两组并列设置，预缺氧流化床反应区104出水经上部配水槽106均匀配水进入厌氧反应区100中，厌氧反应区100为降流式运行，污水经填料床下沉到厌氧反应区100底部，经厌氧区出水导流管113进入缺氧反应区405中，混合液回流比为100-300%；所述污泥混合液回流比为50-150%；

在预缺氧流化床反应区104中，投加MBBR悬浮填料112的投加量占厌氧反应区100容积的25-40%；

在预缺氧流化床反应区104中，底部设置的搅拌装置一114定时对预缺氧流化床反应区104进行搅拌，防止淤泥与填料混合物沉积，气体搅拌气源来自综合设备间的曝气鼓风机提供；

在厌氧反应区100中设置固定床填料110，填充率为60-70%；固定床填料110为纤维丝状填料或者是组合填料均可；

厌氧反应区100为降流式运行，污水经固定床填料110，下沉到厌氧反应区100底部，经厌氧区出水导流管113进入内圆中心缺氧反应区405中。

其中，缺氧反应区405内置搅拌装置二408，搅拌装置二408连接搅拌装置供气管406，搅拌装置二408上端设置圆锥形的反射板407，缺氧反应区405下端设置缺氧区进水管409；缺氧反应区405防止污泥及填料混合物沉积，设置了搅拌装置二408，搅拌装置二408定时启动，气源由设备间鼓风机604提供，反射板407为圆锥形，将缺氧反应区405进水经反射板407向周围分流，实现均匀布水。

其中，好氧反应区508中设置了曝气管装置510、三相分离器514，三相分离器514连接有三相分离器集气导管513，三相分离器集气导管513另一端连接集气管511，集气管511收集好氧曝气剩余气体，好氧反应区508中设置了混合液气提升回流管506，混合液气提升回流管506与集气管511连接混合液气提升供气管507，混合液回流到预缺氧流化床反应区400，为混合液回流及污泥回流提供动力，节约了大量能耗，混合液回流到预缺氧流化床反应区400，回流比为100-250%；气提升所需气体由好氧池三相分离器514收集的剩余气体提供。

其中，好氧反应区508硝化液自动沉降到缺氧反应区405中；实现硝化液的无泵自动回流，节约了大量能耗。

其中，缺氧反应区405填料和好氧反应区508的MBBR悬浮填料112公用，MBBR悬浮填料112在好氧反应区508和缺氧反应区405中上下翻腾，填料载体表面形成好氧、缺氧交替环境，有利于有机物的去除，MBBR悬浮填料，投加密度为25-45%。

其中，沉淀区500中设置了集水槽501、沉淀区进水导流管502、沉淀区出水导流管503、除磷剂加药管504、污泥排泥管505、斜板填料512；

沉淀区进水导流管502设置在沉淀区500上口外壁外侧，好氧反应区508混合液经沉淀区导流管502上口溢流流入沉淀区出水导流管503中，在沉淀池锥斗上部进入沉淀区混合区，除磷药剂经除磷剂加药管504同步投加到四个沉淀区进水导流管502中，与进水混合絮凝后进入沉淀池混合区混合分离，分离后的混合液经斜板区沉淀分离，上清液经沉淀区500的集水槽501进入生物滤床区300，下部沉淀污泥混合物经污泥排泥管505排入污泥浓缩区200。

其中，污泥反应区200下端设置有污泥排泥管201，污泥反应区200的上端设置污泥区上清液回流管202、污泥回流管204、污泥回流导流管205、污泥回流气提升管206，污泥回流气提升管206下端连接污泥回流气提升供气管207；

沉淀区500污泥经浓缩后，上清液回流到***前端继续处理；浓缩后含磷剩余污泥经排泥管201排出***，进一步处理；

污泥回流气提升管206，吸取污泥浓缩区200的中部的混合污泥，通过污泥回流导流管205回流到预缺氧流化床反应区104，回流比为50-150%；

污泥回流气提升管206采用气体提升，供气气体由好氧池三相分离器514收集的剩余气体提供。

其中，清水区700设置了清水区出水管701、滤池出水导管702、排污管703组成，清水区700储存水为生物滤床区300提供反冲洗用水，清水可直接回用于农田灌溉、园林绿化等用途，也可根据排放要求，进一步接入人工湿地***，进一步深度处理。

其中，生物滤床区300上端设置了反洗出水管301，生物滤床区300下端设置有反洗进水管302，生物滤床区300底部设置有排泥管303，生物滤床区300上端从下至上依次设置有反洗出水堰槽305、清水出水堰槽304，在生物滤床区300位于反洗出水管301与反洗进水管302之间设置有生物滤床填料306，生物滤床填料306处连接生物滤床曝气管307、曝气供气管308，清水出水堰槽304处连接滤床出水导管702，沉淀池出水导流管208进入到生物滤床区300的底部，升流经过生物滤床区300，经清水出水堰槽304、滤床出水导管702进入清水池700中，清水区700储存水为生物滤床提供反冲洗用水；

生物滤床填料306为沸石分子筛，粒径3-6mm，填装高度1.2-1.8m；滤床底部设置曝气管307、供气管308，所需气体由设备间鼓风机604提供；

反冲洗水由清水池提供，经综合设备间600的反冲洗泵603，经反洗进水管302、反洗出水堰槽305、反洗出水管301排出；

反冲洗***采用气、水联合反冲洗，首先气冲洗5min，再气、水联合冲洗5min，然后再水洗5min。

其中，本发明***中，所涉及到的管道阀门，均可采用气动阀，节约能耗，由设备间空压机602提供气源。

其中，本发明装置***，地上安装，材质为碳钢防腐结构，装置整体外部需防腐做保温处理，满足北方地区要求。

工作原理：

以传统的AAO工艺为基础进行优化改良，工艺前段增加预缺氧流化床反应区104、工艺尾段增加生物滤床区300，各生化单元投加MBBR悬浮填料112，结合厌氧流化床和好氧流化床工艺技术，三相分离器514固液分离及气体收集再利用提升技术，采用立体结构空间布局，形成全新的、具有高效能有机物去除功能的、超低能耗的、改良A3O-MBBR工艺***，***有内外两个同轴圆环及外部独立综合设备间组成，包括外圆环的预缺氧反应区、厌氧反区、生物滤床区、污泥区及清水区组成，内部圆环由缺氧反应区、好氧反应区、沉淀反应区组成；

在本发明的外部圆环结构中，将预缺氧流化床反应区104、厌氧反应区100有机的结合在一起，并辅以厌氧流化床技术、降流式厌氧床技术，

在预缺氧流化床反应区104中，采用下部进水、升流出水方式，同时，预缺氧流化床反应区104内投加MBBR悬浮填料112，底部设置气动搅拌装置一114，供水动力及气动搅拌联合形成厌氧流化床动力结构，

升流出水经两侧配水槽106，均匀分布到两个厌氧反应区100中，经过内置的固定床填料110，底部收集厌氧区泥水混合物进入中间圆环结构的下层缺氧区反应区405；

中间圆环为立体上下结构布置，从下往上依次为缺氧反应区405、好氧反应区508、沉淀反应区；

在缺氧反应区405中，防止淤泥沉积，设置气动搅拌装置二408，混合液回流到厌氧反应区100的气提升回流装置，好氧反应,508中设置了三相分离器514，实现固液分离的同时，收集好氧曝气的剩余气体，为缺氧反应区405混合液气提回流和污泥反应区200的污泥回流提供动力，好氧反应,508的混合液可自动回流到下部的缺氧反应区405，实现无泵回流，节约能耗，进一步实现反硝化反应，沉淀反应区设置了斜板填料和混合反应区，加速混合液的沉淀分离速度，沉淀后清水经上部集水槽501收集进入外部圆环的生物滤床填料306；

外部圆环的生物滤池床填料306，作为水质保障单元，采用升流式好氧床，投加沸石滤料，进一步去除水体有机物及悬浮物，出水进入清水池，排放或回用，或进入人工湿地单元，进一步净化处理，满足更高的环境标准需求；

***生化处理过程中产生的剩余污泥，排入外部圆环结构的污泥浓缩区200，经沉淀分离后，上清液回流到***前端继续处理，中部污泥混合液采用气提升回流到预缺氧流化床反应区104，底部含磷污泥定期外排堆肥处理。

Claims (10)

1.一种节能自循环A3O-MBBR污水处理装置，包括内圆板（403）、外圆板（404），其特征在于，所述内圆板（403）与外圆板（404）为同心圆环板，内圆板（403）外侧套设外圆板（404）组成污水处理装置，内圆板（403）与外圆板（404）之间组成环状间隙腔室，环状间隙腔室内分隔设置有厌氧反应区（100）、污泥浓缩区（200）、生物滤床区（300）、清水区（700），内圆板（403）内侧设置缺氧好氧生化主反应区（400）、沉淀区（500），从下至上依次为缺氧反应区(405)、好氧反应区（508）、沉淀区（500），外圆板（404）外侧独立设置综合设备间（600）；

所述厌氧反应区（100）中心设置预缺氧流化床反应区（104），预缺氧流化床反应区（104）内填充有MBBR悬浮填料（112），预缺氧流化床反应区（104）外侧分隔设置降流式厌氧反应区（107），所述降流式厌氧反应区（107）内填充有固定床填料（110），预缺氧流化床反应区（104）顶部设置填料拦截网(111)，填料拦截网（111）两侧设有配水槽（106），厌氧反应区（100）外侧设置连接预缺氧流化床反应区（104）底部的污水进水管（101）,预缺氧流化床反应区（104）底部设有气动搅拌设备，所述厌氧反应区（100）底部设有厌氧区出水导流管（113），所述缺氧反应区（405）回流的混合液经导流管（109）与污泥浓缩区（200）的沉淀处回流的污泥混合液经污泥回流导流管（205）汇合进入预缺氧流化床反应区（104）底部，与污水来水混合升流进入厌氧反应区（100）。

2.如权利要求1所述节能自循环A3O-MBBR污水处理装置，其特征在于，所述厌氧反应区（100）为两组并列设置，预缺氧流化床反应区（104）出水经上部配水槽（106）均匀配水进入厌氧反应区（100）中，所述厌氧反应区（100）为降流式运行，污水经填料床下沉到厌氧反应区（100）底部，经厌氧区出水导流管（113）进入缺氧反应区（405）中。

3.如权利要求1所述节能自循环A3O-MBBR污水处理装置，其特征在于，所述缺氧反应区（405）内置搅拌装置二（408），搅拌装置二（408）连接搅拌装置供气管（406），搅拌装置二（408）上端设置圆锥形的反射板（407），缺氧反应区（405）下端设置缺氧区进水管（409）。

4.如权利要求1所述节能自循环A3O-MBBR污水处理装置，其特征在于，所述好氧反应区（508）中设置了曝气管装置（510）、三相分离器（514），所述三相分离器（514）连接有三相分离器集气导管（513），三相分离器集气导管（513）另一端连接集气管（511），集气管（511）收集好氧曝气剩余气体，所述好氧反应区（508）中设置了混合液气提升回流管（506），混合液气提升回流管（506）与集气管（511）连接混合液气提升供气管（507），混合液回流到预缺氧流化床反应区（400）。

5.如权利要求1所述节能自循环A3O-MBBR污水处理装置，其特征在于，所述好氧反应区（508）硝化液自动沉降到缺氧反应区（405）中。

6.如权利要求1所述节能自循环A3O-MBBR污水处理装置，其特征在于，所述沉淀区（500）中设置了集水槽（501）、沉淀区进水导流管（502）、沉淀区出水导流管（503）、除磷剂加药管（504）、污泥排泥管（505）、斜板填料（512）。

7.如权利要求1所述节能自循环A3O-MBBR污水处理装置，其特征在于，所述污泥反应区（200）下端设置有污泥排泥管（201），污泥反应区（200）的上端设置污泥区上清液回流管（202）、污泥回流管（204)、污泥回流导流管(205)、污泥回流气提升管（206），所述污泥回流气提升管（206）下端连接污泥回流气提升供气管（207）。

8.如权利要求1所述节能自循环A3O-MBBR污水处理装置，其特征在于，所述清水区（700）设置了清水区出水管（701）、滤池出水导管（702）、排污管（703）组成。

9.如权利要求1所述节能自循环A3O-MBBR污水处理装置，其特征在于，所述生物滤床区（300）上端设置了反洗出水管（301），生物滤床区（300）下端设置有反洗进水管（302），生物滤床区（300）底部设置有排泥管（303），生物滤床区（300）上端从下至上依次设置有反洗出水堰槽（305）、清水出水堰槽（304），在生物滤床区（300）位于反洗出水管（301）与反洗进水管（302）之间设置有生物滤床填料（306），生物滤床填料（306）处连接生物滤床曝气管（307）、曝气供气管（308），清水出水堰槽（304）处连接滤床出水导管（702），沉淀池出水导流管（208）进入到生物滤床区（300）的底部，升流经过生物滤床区（300），经清水出水堰槽（304）、滤床出水导管（702）进入清水池（700）中，清水区（700）储存水为生物滤床提供反冲洗用水。

10.如权利要求1所述节能自循环A3O-MBBR污水处理装置，其特征在于，所述独立综合设备间（600）内部设置除磷剂加药装置（601）、空压机（602）、反冲洗泵（603）、鼓风机（604）、PLC电控箱（605）。

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