MBBR反应器

摘要

本发明提供MBBR反应器,其为一种移动床生物膜反应器，其包括进水系统、曝气系统、填料系统和出水系统，进水系统是移动床生物膜反应器的核心部件，其提供水力搅拌的动力；曝气系统是为移动床生物膜反应器提供溶解氧；填料系统是提供生物附着的载体；出水系统是移动床生物膜反应器的排放系统。其运用生物膜法的基本原理来进行污水处理的技术，并且充分利用了活性污泥法的特点，克服了传统活性污泥法及固定式生物膜法的缺陷。

权利要求

1.MBBR反应器，其为一种移动床生物膜反应器，其特征在于，其包括进水系统、曝气系统、填料系统和出水系统，进水系统是移动床生物膜反应器的核心部件，其提供水力搅拌的动力；曝气系统是为移动床生物膜反应器提供溶解氧；填料系统是提供生物附着的载体；出水系统是移动床生物膜反应器的排放系统；进水系统包括进水管(1)和进水管分布孔(201)，进水管(1)在箱体左下侧距离地面高度100mm-150mm，进水管(1)直径与处理水量成比例关系，保证进水水流速度为1.2m/s，进水管分布孔(201)总截面积之和与进水管(1)截面积比例为11：10；曝气系统包括进气主管(7)、进气支管(6)和布气点(202)，气体进入箱体后会垂直向上升，当遇到填料导向板(5)后便沿着填料导向板(5)斜向上升，在气体经过主反应区(103)时为系统提供充足的溶解氧，并且推动填料流动促进填料在系统内循环流动并配合水流将填料推高到填料导向板(5)上侧；

填料系统的内侧为厌氧生物细菌、外侧为好氧生物细菌、中间为兼氧生物细菌；经移动床生物膜反应器处理完毕的水经出水系统外排；

进水导流挡板(2)位于箱体(3)左侧下部四分之一处，进水管(1)位于左侧距离底板

50mm，出水堰(4)位于箱体(3)左侧顶部，出水堰底面距离箱体顶200mm，填料导向板(5)位于箱体上部与箱体底面呈角度C为3°～5°，且填料导向板最低点距离箱体(3)底面距离即填料导流有效高度为G，填料导向板(5)最左端距离箱体左侧距离为填料回流宽度F；

进水导流挡板与垂直面夹角D为60°～80°，箱体长A/箱体宽B为2～4，进水分布高度E/填料导流有效高度G为1/5～1/4，进水分布高度E与填料回流宽度F相等。

2.根据权利要求1中所述的MBBR反应器，其特征在于，进气支管(6)均布在进气主管(7)上，间距500mm水平分布；进气主管(7)位于箱体(3)底部，距离地面50mm。

说明书

MBBR反应器

技术领域

[0001] 本发明属于环保技术领域，具体属于水处理领域，其涉及MBBR反应器,其为一种移动床生物膜反应器，其可适用于多种不同工况条件的工作现场。

背景技术

[0002] 水体中氨氮含量过高会引起水质富营养化，导致水体中某些藻类过度繁殖，其它生物生长受到影响，从而破坏了水生生态系统，导致水质恶化并影响到其使用功能。生物脱氮技术是目前应用最广的废水脱氮技术。硝化工艺虽然能把氨氮转化为硝酸盐，消除氨氮的污染，但不能彻底消除氮污染。而反硝化工艺虽然能根除氮素的污染，但不能直接去除氨氮。因此，传统生物脱氮工艺通常由硝化工艺和反硝化工艺组成。由于参与的菌群不同和工艺运行参数不同，硝化和反硝化两个过程需要在两个隔离的反应器中进行，或者在时间或空间上造成交替缺氧和好氧环境的同一个反应器中进行，因此，需要外加回路进行污泥和硝化液回流或增加时间、空间序列控制系统，增加了动力消耗和运行费用，给实际操作带来不便。此外，硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高生物浓度，造成传统活性污泥系统总水力停留时间较长，有机负荷较低，有机物处理效率不高，增加了基建投资和运行成本。

[0003] 最近得到广泛应用的移动床生物膜反应器(MBBR)以比重接近水的悬浮填料直接投加到曝气池中作为微生物的活性载体，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用而处于流化状态，当微生物附着在载体上，漂浮的载体在反应器内随着混合液的回旋翻转作用而自由移动，从而达到污水处理的目的。作为悬浮生长的活性污泥法和附着生长的生物膜法相结合的一种工艺，目前的MBBR反应器兼具两者的优点，但也存在着填料容易流失、填料易在出水口堆积导致填料分布不均匀等问题。

[0004] 此外，由于水处理方面关键点为进水、进气，水体流向及与微生物的接触方式、水里停留时间等，现有技术中的移动床生物膜反应器(MBBR)还存在以下缺陷：(1)现有移动床生物膜反应器不能将进水布置均匀且水的流向没有专门的引导；(2)现有移动床生物膜反应器没有规定气体的走向，仅仅是起到曝气的作用。并且气体直接出水面影响水的外排；(3)现有移动床生物膜反应器存在水流沟流的现象，由于没有引导方向导致部分水体停留时间不足处理效果较差，部分水体停留时间过长导致产生大量死泥现象；(4)现有移动床生物膜反应器没有给填料充分的下沉空间，不能让填料充分的与污水接触，从而影响生物活性和处理效果；(5)现有移动床生物膜反应器内填料不能在反应器内循环流动，导致部分填料长期处于死角状态。

[0005] 基于目前这种情况，急需开发一种能更加灵活高效的处理设备。

发明内容

[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种移动床生物膜反应器(MBBR反应器)，其运用生物膜法的基本原理来进行污水处理的技术，并且充分利用了活性污泥法的特点，克服了传统活性污泥法及固定式生物膜法的缺陷。

[0007] 依据本发明的技术方案，一种移动床生物膜反应器(MBBR反应器)包括进水系统、曝气系统、填料系统和出水系统，进水系统是移动床生物膜反应器(MBBR反应器)的核心部件，其提供水力搅拌的动力；曝气系统是为移动床生物膜反应器(MBBR反应器)提供溶解氧；填料系统是提供生物附着的载体；出水系统是移动床生物膜反应器(MBBR反应器)的排放系统。

[0008] 其中，进水系统包括进水管1和进水管分布孔201构成，进水管1在箱体左下侧距离地面高度100mm-150mm，进水管1直径与处理水量成比例关系，保证进水水流速度为1.2m/s，进水管分布孔201总截面积只和与进水管1截面积比例为11：10。

[0009] 曝气系统包括近气主管6和进气分布孔7，气体进入箱体后会垂直向上升，当遇到填料导向板5后便沿着填料导向板5斜向上升，在气体经过主反应区103时为系统提供充足的溶解氧，并且推动填料流动促进填料在系统内循环流动并配合水流将填料推高到填料导向板5上侧。填料系统的内侧为厌氧生物细菌、外侧为好氧生物细菌、中间为兼氧生物细菌。填料系统完全悬浮在系统内，填料系统比重与系统内水的比重相近。经移动床生物膜反应器(MBBR反应器)处理完毕的水经出水系统外排。

[0010] 进一步地，进水导流挡板2位于箱体3左侧下部四分之一处，进水管1位于左侧距离底板50mm，出水堰4位于箱体3左侧顶部出水堰底面距离箱体顶200mm，填料导向板5位于箱体上部与箱体底面呈角度C，且填料导向板最低点距离箱体3底面距离为G，填料导向板5最左端距离箱体左侧距离为F。进气支管6均布在进气管7上，间距500mm水平分布。

[0011] 优选地，进气管7位于箱体3底部，距离地面50mm。角度C(填料导向板与水平面夹角)为3°～5°，角度D(进水导流挡板与垂直面夹角)为60°～80°，箱体长A/箱体宽B为2～4，进水分布高度E/填料导流有效高度G为1/5～1/4，进水分布高度F与填料回流宽度E相等。

[0012] 本发明的移动床生物膜反应器(MBBR反应器)相比于现有移动床生物膜反应器(MBBR反应器)，不仅仅在于整体组合创新，还在关键参数和结构的改变，其主要表现在(1)将废水的流向进行了矫正，规定了废水的流向，避免了产生沟流的现象；(2)曝气的气体垂直向上到填料导向板5处将沿着板向走测流动，从填料上流区102处排出，从而进一步带动废水的流向；(3)填料到填料导向板上侧后将顺着填料导向板5向下流动，从填料下沉区105回流到箱体内部；(4)填料整体可以在箱体内进行循环，均匀布置在箱体内，达到平衡。

附图说明

[0013] 图1为依据本发明的移动床生物膜反应器(MBBR反应器)的示意图；

[0014] 图2为依据本发明的移动床生物膜反应器(MBBR反应器)的立面示意图。

具体实施方式

[0015] 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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外地，不应当将本发明的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。

[0016] 如图1-2所示，各个附图标记指示如下：1、进水口，2、进水导流挡板，3、箱体，4、出水堰，5、填料导向板，6、进气支管，7、进气主管，101、进水分布区，102、填料流区，103、主反应区，104、填料回流区，105、填料下沉区，201、布水点，202、布气点。

[0017] A为箱体长，B为箱体宽，C为填料导向板与水平面夹角，D为进水导流挡板与垂直面夹角，E为进水分布高度，F为填料回流宽度，G为填料导流有效高度。

[0018] 如图1-2所示，在本发明的移动床生物膜反应器(MBBR反应器)中，进水导流挡板2位于箱体3左侧下部四分之一处，进水管1位于左侧距离底板50mm，出水堰4位于箱体3左侧顶部出水堰底面距离箱体顶200mm，填料导向板5位于箱体上部与箱体底面呈角度C，且填料导向板最低点距离箱体3底面距离为G，填料导向板5最左端距离箱体左侧距离为F。进气支管6均布在进气管7上，间距500mm水平分布。进气管7位于箱体3底部，距离地面50mm。其中，优选地，角度C(填料导向板与水平面夹角)为3°～5°，角度D(进水导流挡板与垂直面夹角)为60°～80°，箱体长A/箱体宽B为2～4，进水分布高度E/填料导流有效高度G为1/5～1/4，进水分布高度F与填料回流宽度E相等。

[0019] 下面具体结合附图，进一步详细具体阐述应用本发明的思想。

[0020] 移动床生物膜反应器(MBBR反应器)包括进水系统、曝气系统、填料系统、出水系统。

[0021] 其中，进水系统是移动床生物膜反应器(MBBR反应器)的关键和核心部件，决定了大部分水处理成与否的成败，提供水力搅拌的动力。进水系统包括进水管1和进水管分布孔201构成，进水管1在箱体左下侧距离地面高度100mm-150mm，进水管1直径与处理水量成比例关系，保证进水水流速度为1.2m/s，进水管分布孔201总截面积只和与进水管1截面积比例为11：10。

[0022] 曝气系统是为移动床生物膜反应器(MBBR反应器)提供溶解氧，包括近气主管6和进气分布孔7，气体进入箱体后会垂直向上升，当遇到填料导向板5后便沿着填料导向板5斜向上升，在气体经过主反应区103时为系统提供充足的溶解氧，并且推动填料流动促进填料在系统内循环流动并配合水流将填料推高到填料导向板5上侧。为系统提供一部分动力。

[0023] 填料系统是提供生物附着的载体，内侧为厌氧生物细菌、外侧为好氧生物细菌、中间为兼氧生物细菌。随着水流在系统内循环流动不断的与系统内的水动态，可以较方便的与有害物质接触对其进行分解处理。填料系统在水流及气体推动共同作用下，可以完全悬浮在系统内，比重与系统内水的比重平衡。

[0024] 出水系统是移动床生物膜反应器(MBBR反应器)的排放系统，水处理完毕后经出水系统外排。

[0025] 进一步需要说明的是，本发明的移动床生物膜反应器(MBBR反应器)工艺技术是运用生物膜法的基本原理来进行污水处理的技术，其充分利用了活性污泥法的特点，克服了传统活性污泥法及固定式生物膜法的缺点。本发明的移动床生物膜反应器(MBBR反应器)的各项参数经过精心选择和设计，因此本发明的移动床生物膜反应器(MBBR反应器)具有如下技术优势和有益效果：(1)容积负荷高，节约生产占地，其尤其对现有污水处理厂(设施)升级改造效果显著，不增加用地面积仅需对现有设施简单改造，污水处理能力就可增加2-3倍，并提高出水水质；一般来讲，移动床生物膜工艺技术进行污水处理占地面积约为常规技术进行污水处理占地面积的20-30％；(2)移动床生物膜反应器(MBBR反应器)工艺技术耐冲击性强，性能稳定，运行可靠。移动床生物膜反应器(MBBR反应器)工艺技术所承受的冲击负荷以及温度变化对流动床工艺的影响要远远小于对活性污泥法的影响；当污水成分发生变化或污水毒性增加时，移动床生物膜反应器(MBBR反应器)工艺技术对此承受力约为常规技术的几十甚至上百倍；(3)在移动床生物膜反应器(MBBR反应器)工艺技术中，搅拌和曝气系统操作方便，维护简单；通常曝气系统采用穿孔曝气管系统，不易堵塞；搅拌器采用香蕉型的搅拌叶片，外形轮廓线条柔和，不损坏填料；整个搅拌和曝气系统很容易维护管理；(4)使用移动床生物膜反应器(MBBR反应器)工艺技术，生物池无堵塞，生物池容积能够得到充分利用，没有死角；由于填料和水流在生物池的整个容积内都能得到混合，从根本上杜绝了生物池的堵塞可能，因此，生物池得到完全利用。(5)移动床生物膜反应器(MBBR反应器)工艺技术灵活方便，工艺的灵活性体现在两个方面：一方面，可以采用各种池型(深浅方圆池型都可)而不影响工艺的处理效果；另一方面，可以很灵活的选择不同的填料填充率，达到兼顾高效和远期扩大处理规模而无需增大生物池容积的要求；对于原有活性污泥法处理厂的改造和升级，移动床生物膜反应器(MBBR反应器)工艺技术的流化床生物膜工艺可以很方便的与原有的工艺有机结合起来，形成活性污泥-生物膜集成工艺或流化床活性污泥组合工艺。(6)生物填料使用寿命长。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，折旧率低。

[0026] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出各种各样的修改。