CN210764571U - 一种一体化乡镇污水处理膜生物反应器 - Google Patents

一种一体化乡镇污水处理膜生物反应器 Download PDF

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陆立海
宋海农
陈国宁
陈永利
方圆
詹龙辉
林宏飞
潘瑞
王靖文
韦立新
李智华
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Abstract

本实用新型公开了一种一体化乡镇污水处理膜生物反应器,包括缺氧区、厌氧区、好氧区、MBR区及设备区,所述缺氧区设置于厌氧区内,所述好氧区、MBR区及设备区依次设置于厌氧区的后面,所述缺氧区的上方设置有缺氧区进水管,所述厌氧区的上方设置有厌氧区进水管,所述MBR区内设置有MBR膜组件,所述MBR区与好氧区之间设置有污泥气提回流装置,所述好氧区与缺氧区之间设置有硝化液气提回流装置。本实用新型占地面积小,抗冲击负荷能力强,能有效脱氮除磷,同时降低设备耗能,节约运行成本,经处理后的出水可以稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

Description

一种一体化乡镇污水处理膜生物反应器
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域,尤其涉及一种一体化乡镇污水处理膜生物反应器。
背景技术
当前,我国水环境状况总体恶化的趋势尚未得到根本遏制,环境矛盾凸显,尤其乡镇环境污染加剧,大量生活污水直接排入自然水体,导致部分地区生态损害严重,生态***功能退化,生态环境比较脆弱。
乡镇生活污水具有排放分散,总体污水水量较小,水质水量波动较大,污水中营养型污染物浓度较高等特点,一体化,分散式,低成本,易维护的水处理设备特别适用于这种分散性的生活污水处理。
缺氧-厌氧-好氧生物处理工艺具有较好的脱氮能力,但由于厌氧区碳源较少而除磷效果不佳,同时有抗冲击能力差,剩余污泥产量较多的缺点。膜生物(MBR)工艺具有抗冲击能力强,污泥浓度高,占地面积小和污泥产量低的优点,但脱氮除磷效果较差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于:针对现有一体化生活污水处理设备占地面积大,脱氮除磷效果不佳,抗冲击能力差等问题,提供了一种占地面积小,能稳定脱氮除磷,抗冲击负荷能力强的一体化乡镇污水处理膜生物反应器。
为了实现上述实用新型目的,本实用新型采用的技术方案如下:
一种一体化乡镇污水处理膜生物反应器,包括缺氧区、厌氧区、好氧区、MBR区及设备区,所述缺氧区设置于厌氧区内,所述好氧区、MBR区及设备区依次设置于厌氧区的后面,所述缺氧区的上方设置有缺氧区进水管,所述厌氧区的上方设置有厌氧区进水管,所述MBR区内设置有MBR膜组件,所述MBR区与好氧区之间设置有污泥气提回流装置,所述好氧区与缺氧区之间设置有硝化液气提回流装置。
较佳地,所述设备区内包括产水泵、清水罐、第一产水阀门、第二产水阀门、第一反洗阀门及第二反洗阀门,所述清水罐的一端通过管道与第一产水阀门的一端连接,所述第一产水阀门的另一端通过管道与第一反洗阀门的一端连接,所述第一反洗阀门的另一端通过管道与所述MBR膜组件连接;所述清水罐的另一端通过管道与第二反洗阀门的一端连接,所述第二反洗阀门的另一端通过管道与第二产水阀门的一端连接,所述第二产水阀门的另一端通过管道与所述MBR膜组件连接;所述产水泵的一端通过管道与第一产水阀门及第一反洗阀门连接,所述产水泵的另一端通过管道与第二产水阀门及第二反洗阀门连接。
较佳地,所述清水罐的上部设置有出水管;所述产水泵与第一产水阀门及第一反洗阀门连接的管道上设置有流量计。
较佳地,还包括风机、碳源投加***及电控柜,风机提供好氧区、污泥气提回流与硝化液气提回流的气源;碳源投加***用于向缺氧区提供足够的碳源;电控柜通过主电缆与外部供电连接后,通过电缆与其他需电设备连接后供电。
较佳地,所述好氧区内装填有好氧悬浮填料,装填体积比为20%-30%。
较佳地,所述好氧区与MBR区之间设置有格网。
较佳地,所述缺氧区进水管上设置有缺氧区进水流量阀,所述厌氧区进水管上设置有厌氧区进水流量阀。缺氧区进水流量阀及厌氧区进水流量阀控制进水在缺氧区和厌氧区之间的分配,分配比例可以根据污水脱氮和除磷的负荷调节。
较佳地,还包括污泥排放管,所述污泥排放管的一端与污泥气提回流装置连接,另一端伸出MBR区外。
较佳地,所述好氧区及MBR区的底部设置有曝气装置。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本实用新型的有益效果是:
(1)本实用新型设置两组进水管,通过采用两点进水,能够调节进入到缺氧区与厌氧区的碳源,避免脱氮和除磷过程之间产生碳源竞争。缺氧区中,进水为回流的硝化液混合提供碳源与氨氮,发生反硝化反应,完成脱氮过程;厌氧区中,进水与经过缺氧区脱硝之后的污泥混合,为聚磷菌释磷过程提供充足的碳源,保证好氧阶段聚磷菌拥有较大吸收磷酸盐的能力,部分聚磷菌随污泥排出反应器,达到除磷的目的。
2)本实用新型采用有好氧悬浮填料的好氧区+MBR区的两级好氧组合工艺,好氧区污泥浓度低,溶解氧能够保持在2-4mg/L的状态,主要进行碳化反应,去除污水中的有机物;MBR污泥浓度高,溶解氧维持在1-2mg/L,保持微好氧状态,在低碳氮比的条件下更好地完成硝化过程,另一方面也减少了每个周期排泥量,降低运行成本。
3)本实用新型设置了MBR区至好氧区的污泥气提回流装置,能补充好氧区的污泥浓度;设置污泥气提回流装置与硝化液回气提回流装置,替代传统水处理***中的污泥回流泵,硝化液回流泵,有效减少***能耗,减少设备故障率与维修点,降低运行成本,同时提高***设备的稳定性;设备区的设置能够进一步降低本实用新型的占地面积,提高一体化设备的集约化程度。
6)本实用新型的产水与反洗***通过设置两组阀门,在使用一组流量计和产水泵的条件下实现产水和反洗两个过程,一方面节约了成本,另一方面也减小了一体化设备的空间与控制难度。
7)本实用新型通过采用两点进水,能够同时满足脱氮和除磷过程的碳源需求,同时将缺氧-厌氧-好氧与MBR生物工艺串联,可以克服两种工艺的缺点,提高污水处理效果,同时减少占地面积,在乡镇生活污水处理中有很大的优势。
附图说明
图1为本实用新型的整体侧视图;
图2为本实用新型的整体侧视图;
图3为本实用新型的清水罐与产水泵的连接结构示意图;
图中,1-缺氧区进水管,2-缺氧进水流量阀,3-厌氧区进水管,4-厌氧进水流量阀,5-厌氧区,6-缺氧区,7-好氧区,8-MBR区,9-MBR膜组件,10-曝气装置,11-格网,12-产水泵,13-清水罐,14-出水管,15-设备区,16-污泥排放管,17-污泥气提回流装置,18-硝化液气提回流装置,19-风机,20-电控柜,21-碳源投加***,22-第一产水阀门,23-第一反洗阀门,24-流量计,25-第二产水阀门,26-第二反洗阀门。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下举出优选实施例,对本实用新型进一步详细说明。然而,需要说明的是,说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解,即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。
实施例1
如图1所示,本实用新型的一种一体化乡镇污水处理膜生物反应器,包括缺氧区6、厌氧区5、好氧区7、MBR区8及设备区15,所述缺氧区6设置于厌氧区5内,所述好氧区7、MBR区8及设备区15依次设置于厌氧区5的后面,所述缺氧区6的上方设置有缺氧区进水管1,所述厌氧区5的上方设置有厌氧区进水管3,所述MBR区8内设置有MBR膜组件9,所述MBR区8与好氧区7之间设置有污泥气提回流装置17,将MBR区8内的污泥回流至好氧区7前端,同时污泥气提回流装置17中设置有污泥排放管16及阀门,用以排放剩余污泥,硝化液回流比为100-200%,污泥回流比为50-100%。所述好氧区7与缺氧区6之间设置有硝化液气提回流装置18,将硝化液由好氧区7回流至缺氧区6;所述缺氧区进水管1上设置有缺氧区进水流量阀2,所述厌氧区进水管3上设置有厌氧区进水流量阀4;所述好氧区7内装填有好氧悬浮填料,装填体积比为20%-30%;所述好氧区7及MBR区8的底部设置有曝气装置10,通过调节风机曝气量曝气装置10控制好氧区7的溶解氧在2-4mg/L之间,MBR区8的溶解氧在1-2mg/L之间;所述好氧区7与MBR区8之间设置有格网11;还包括污泥排放管16,所述污泥排放管16的一端与污泥气提回流装置17连接,另一端伸出MBR区8外。
污水由进水管进入缺氧区6(假设进水完全进入缺氧区6),在缺氧区6中由下至上流动,溢出至厌氧区5,厌氧区5及好氧区7之间的下部开设有好氧区进水口,污水从厌氧区5下部流入好氧区7,再从好氧区7顶部经过格网11,溢流进入MBR区8。
所述设备区15内包括产水泵12、清水罐13、第一产水阀门22、第二产水阀门25、第一反洗阀门23及第二反洗阀门26,所述清水罐13的一端通过管道与第一产水阀门22的一端连接,所述第一产水阀门22的另一端通过管道与第一反洗阀门23的一端连接,所述第一反洗阀门23的另一端通过管道与所述MBR膜组件9连接;所述清水罐13的另一端通过管道与第二反洗阀门26的一端连接,所述第二反洗阀门26的另一端通过管道与第二产水阀门25的一端连接,所述第二产水阀门25的另一端通过管道与所述MBR膜组件9连接;所述产水泵12的一端通过管道与第一产水阀门22及第一反洗阀门23连接,所述产水泵12的另一端通过管道与第二产水阀门25及第二反洗阀门26连接。所述清水罐13的上部设置有出水管14;所述产水泵12与第一产水阀门22及第一反洗阀门23连接的管道上设置有流量计24。
产水阶段,打开第一产水阀门22及第二产水阀门25,关闭第一反洗阀门23及第二反洗阀门26,运行产水泵12将MBR区8的水抽入清水罐13,清水罐13装满之后溢流排放;反洗阶段,关闭第一产水阀门22及第二产水阀门25,打开第一反洗阀门23及第二反洗阀门26,运行产水泵12将清水罐13的清水泵入MBR膜组件9,起到反洗膜组件的作用。根据项目情况,在需要无人值守的情况下可以采用电动阀门,设置正反洗时间运行,同时反洗之前也可以在清水罐中加入MBR膜清洗用药。
还包括风机19、电控柜20及碳源投加***21,所述风机19、电控柜20及碳源投加***21设置在设备区15内,风机19提供好氧区7、曝气区、污泥气提回流与硝化液气提回流的气源;碳源投加***21用于向缺氧区6提供足够的碳源;电控柜20通过主电缆与外部供电连接后,通过电缆与其他需电设备连接后供电。设备区15预留碳源投加***21,在雨季或者其他环境变化导致进水有机物浓度降低的情况下,可以对缺氧区6和厌氧区5补充碳源,保证脱氮除磷效果。
本实用新型通过设置缺氧-厌氧-好氧+MBR的组合工艺,提高整体脱氮,除磷的效率。分为两点进水,满足脱氮除磷两段的碳源需求;好氧区7之后设置MBR区8,提高污泥浓度,强化硝化过程;设置布局合理的设备区15,提高一体化设备的整体性,节省占地面积和建设成本;采用气提装置进行硝化液回流和污泥回流,能够降低设备耗能,节约运行成本。
应用案例:某小区排放的生活污水经下水道汇集后直接排放,污水进入河流后导致河流出现黑臭,影响河流沿岸居民生活。
建设一套300m3/d的污水处理示范项目,项目设计进出水指标如表1所示:
表1
指标 COD(mg/L) TN(mg/L) NH<sub>3</sub>-N(mg/L) TP(mg/L) SS(mg/L)
进水 300 50 45 4 100
出水 ≤50 ≤10 ≤5 ≤0.5 ≤10
采用的工艺流程简述:在原有生活污水汇入河流直排口之前的暗涵中设置截流井,截流井后方建造一座前端置有格栅的调节池。调节池中设置有超声波液位计,水位上升至一定高度后,池中的水泵启动将污水泵送至本实用新型。调节缺氧进水流量阀及厌氧进水流量阀,设置进入缺氧区的污水量为总水量的40%,污水进入缺氧区与回流硝化液混合反应脱氮,随后溢流进入厌氧区;设置进入厌氧区的污水量为总水量的60%,污水与脱硝之后的聚磷菌反应释磷,再进入好氧区,进行吸磷反应和碳化反应,然后在MBR区进行硝化反应,最后由产水泵将处理后的污水抽至清水罐,由清水罐溢出排放。硝化液回流比为100%-200%,污泥回流比为50%-100%,剩余污泥每周排放一次。
***运行正常,连续一周在本实用新型的进水端和出水端取样对比,数据如表2所示:
表2
Figure BDA0002121319400000071
上述数据表明,经过本实用新型的处理,出水可以稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种一体化乡镇污水处理膜生物反应器,其特征在于:包括缺氧区、厌氧区、好氧区、MBR区及设备区,所述缺氧区设置于厌氧区内,所述好氧区、MBR区及设备区依次设置于厌氧区的后面,所述缺氧区的上方设置有缺氧区进水管,所述厌氧区的上方设置有厌氧区进水管,所述MBR区内设置有MBR膜组件,所述MBR区与好氧区之间设置有污泥气提回流装置,所述好氧区与缺氧区之间设置有硝化液气提回流装置。
2.根据权利要求1所述的一体化乡镇污水处理膜生物反应器,其特征在于:所述设备区内包括产水泵、清水罐、第一产水阀门、第二产水阀门、第一反洗阀门及第二反洗阀门,所述清水罐的一端通过管道与第一产水阀门的一端连接,所述第一产水阀门的另一端通过管道与第一反洗阀门的一端连接,所述第一反洗阀门的另一端通过管道与所述MBR膜组件连接;所述清水罐的另一端通过管道与第二反洗阀门的一端连接,所述第二反洗阀门的另一端通过管道与第二产水阀门的一端连接,所述第二产水阀门的另一端通过管道与所述MBR膜组件连接;所述产水泵的一端通过管道与第一产水阀门及第一反洗阀门连接,所述产水泵的另一端通过管道与第二产水阀门及第二反洗阀门连接。
3.根据权利要求2所述的一体化乡镇污水处理膜生物反应器,其特征在于:所述清水罐的上部设置有出水管;所述产水泵与第一产水阀门及第一反洗阀门连接的管道上设置有流量计。
4.根据权利要求1所述的一体化乡镇污水处理膜生物反应器,其特征在于:还包括风机、碳源投加***及电控柜,风机提供好氧区、污泥气提回流与硝化液气提回流的气源;碳源投加***用于向缺氧区提供足够的碳源;电控柜通过主电缆与外部供电连接后,通过电缆与其他需电设备连接后供电。
5.根据权利要求1所述的一体化乡镇污水处理膜生物反应器,其特征在于:所述好氧区内装填有好氧悬浮填料,装填体积比为20%-30%。
6.根据权利要求1所述的一体化乡镇污水处理膜生物反应器,其特征在于:所述好氧区与MBR区之间设置有格网。
7.根据权利要求1所述的一体化乡镇污水处理膜生物反应器,其特征在于:所述缺氧区进水管上设置有缺氧区进水流量阀,所述厌氧区进水管上设置有厌氧区进水流量阀。
8.根据权利要求1所述的一体化乡镇污水处理膜生物反应器,其特征在于:还包括污泥排放管,所述污泥排放管的一端与污泥气提回流装置连接,另一端伸出MBR区外。
9.根据权利要求1所述的一体化乡镇污水处理膜生物反应器,其特征在于:所述好氧区及MBR区的底部设置有曝气装置。
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