【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水处理，具体涉及一种利用微生物对污水进行处理的移动床生物膜反应器。
技术介绍
1、水资源是21世纪最短缺的基础性自然资源、战略性经济资源和公众性社会资源。目前随着工业发展和城市化进程的加速，水资源危机及水环境污染日益成为国内外环保领域关注的热点。随着我国生态文明建设的实施和不断深入，国家对污水的排放标准也提出了越来越严格的要求，因此如何更加经济、高效的对污水进行处理，成为环保领域亟待解决的问题。
2、目前在污水处理
，污水处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法和生物法。其中生物法是19世纪末出现的污水处理技术，发展至今天，已成为世界各国处理污水的主要手段，在污水处理领域占有重要地位。具体的，污水处理的生物法是以存在于污水中的各种有机污染物为营养物，对混合微生物进行培养，并利用微生物以去除有机污染物的一种污水处理方法。其具体又可细分为活性污泥法、生物流化床、曝气生物滤池、厌氧生物处理法、生物接触氧化法、移动床生物膜反应器(moving-bed biofilm reactor，mbbr)等等。
3、在众多的生物污水处理方法中，公认的最为经济有效的方法为移动床生物膜反应器。该反应器产生于20世纪80年代末，由挪威kmt公司和挪威科技工业研究院合作开发，其吸收了传统的生物流化床、生物接触氧化法的优点，在不增加设备占地面积的同时，通过向污水处理设备中添加一定数量的mbbr载体，为污水降解微生物提供了极佳的附着场所，保证了曝气池中的生物量处于较高水平，极大地提高了污水的处理效率。其污水处理的原
4、具体的，移动床生物膜反应器中微生物对污水处理主要分为以下两个步骤：(1)硝化细菌的硝化步骤，其通过两步完成，首先是在好氧条件下，污水中的氨氮由亚硝酸菌氧化成亚硝酸盐，而后亚硝酸盐在有氧条件下，由硝酸菌氧化为硝酸盐。(2)反硝化细菌的反硝化步骤，即在厌氧条件下反硝化细菌以有机物作为电子供体，将硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气的过程。可见微生物污水降解过程中需要多种细菌之间相互配合，且由于不同细菌之间的污水处理条件要求不同，因此为了充分激发各个污水处理细菌的污水处理潜力，综合提高污水的处理效果，现有绝大多数的移动床生物膜反应器均设置有多个污水处理反应池。
5、如专利cn 104445830 b中即公开了一种移动床生物膜反应器，该种反应器包括依次连通的预脱硝池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和清水池，以及设置在好氧池与缺氧池之间的硝化液回流机构、设置在缺氧池与厌氧池之间的缺氧液回流机构、设置在厌氧池与预脱硝池之间的厌氧液回流机构、设置在沉淀池与厌氧池之间的污泥回流机构。上述回流机构，以硝化液回流机构为例(其他回流机构可以此类推)，其包括连通好氧池与缺氧池之间的提升管，以及用于将好氧池中的硝化液沿着提升管吹入厌氧池的风机。该专利通过设置特殊顺序的反应池，并在反应池之间设有回流机构的技术方案，可以避免对全部污水直接进行好氧硝化步骤后，污水中氧气含量过高，无法契合厌氧反硝化细菌污水处理的氧气含量需求，进而引起的反硝化步骤进行难的技术问题；此外，该专利通过设置回流机构对污水进行充分的循环处理，有效的提高了污水中氨氮的去除率。
6、然而，设置特殊顺序的反应池，并在反应池之间设有回流机构的技术方案将极大的提高移动床生物膜反应器的污水处理成本。一方面，多反应池及回流机构的设置将直接增加污水处理设备的制备成本；另一方面，在污水处理过程中，为了实现氨氮等污染物的高去除率，需要持续开启回流机构的风机以实现污水的充分回流，这将产生大量的污水处理成本；此外，使用该专利公开的移动床生物膜反应器进行污水处理的过程中，污水需要依次流经预脱硝池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和清水池，且还将在回流机构的带动下不断的折返回流至上一个反应池，在高回流比下，污水处理效率极低，这将进一步增加污水的处理成本。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种污水处理效率高、污水处理成本低的移动床生物膜反应器及污水处理方法，具体通过以下技术方案实现：
2、一种移动床生物膜反应器，包括在处理污水流动方向上依次连通的反应池和沉淀池，所述反应池内部装载有mbbr载体，所述mbbr载体包括经聚乳酸改性的聚氨酯骨架，以及固定设置在聚氨酯骨架上的包覆层，所述包覆层还含有无机吸附粉末；所述移动床生物膜反应器还包括用于对反应池内污水的溶氧量进行调节的氧溶控制装置。
3、相较于以往通过增加移动床生物膜反应器的设备结构，以提高微生物污水处理效果的技术方案，本专利技术另辟蹊径，以微生物实际富集、并进行污水处理的具体场所——mbbr载体作为研发重心，并通过对移动床生物膜反应器设备进行高适配性设计，提供了一种污水处理效率高且污水处理成本低的移动床生物膜反应器。具体而言：
4、首先，本专利技术在mbbr载体制备过程中创新性引入聚乳酸作为原料之一，强化了mbbr载体内部聚氨酯骨架中软链段与硬链段之间的交联作用，大幅度的提升了聚氨酯骨架的机械性能，因此在污水处理过程中，本专利技术的mbbr载体可以更好的应对水力的剪切、气流的冲击以及mbbr载体之间的摩擦碰撞，相较于市售的普通载体，其使用周期更长，无需频繁补加以维持污水处理效果，这减少了移动床生物膜反应器的长期运行费用。
5、其次，申请人发现，聚氨酯骨架中软链段与硬链段之间形成的交联结构不仅会增加聚氨酯骨架的机械强度，与此同时，随着交联密度的增加，聚氨酯骨架表面越来越粗糙，因此，通过在聚氨酯骨架表面引入无机吸附粉末进行无机改性，将进一步提高mbbr载体的比表面积。经测定，本专利技术的mbbr载体的比表面积超过20000m2/m3，达到市售普通载体比表面积的13倍之多。这意味着同等体积的mbbr载体可以富集有更多的污水处理微生物，因此同等反应池污水处理有效容积下，相较于现有载体30％-40％的投配量，本专利技术的载体投配量仅需8％-15％，这减少了移动床生物膜反应器的工程造价。
6、本专利技术除了针对mbbr载体进行研发外，还对移动床生物膜反应器设备进行了适配设计。这具体体现在，本专利技术的移动床生物膜反应器摒弃了以往复杂的结构，仅设置有单一反应池，通过在反应池内设置与mbbr载体相配合的氧溶控制装置，巧妙地解决了在单一反应池条件下，两种污水处理必备菌——厌氧反硝化细菌和好氧硝化细菌的污水处理条件难统一的技术问题。具体的，基于mbbr载体内部及外表面与污水之间接触充分程度的不同，mbbr载体由外至内将形成由高至低的氧气梯度，因此经过微生物挂膜后，好氧硝化细菌将富集在mbbr载体表面，厌氧反硝化细菌将沿低氧气梯度方向移动直至在mbbr载体内部附着。然而常规附着并不意味着可以良好的进行污水处理，本专利技术还通过设置氧溶控制装置，可以对污水中的溶氧量进行动态调整，以充分激发好氧硝化细菌的硝本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种移动床生物膜反应器，包括在处理污水流动方向上依次连通的反应池和沉淀池，其特征在于，所述反应池内部装载有MBBR载体，所述MBBR载体包括经聚乳酸改性的聚氨酯骨架，以及固定设置在聚氨酯骨架上的包覆层，所述包覆层还含有无机吸附粉末；所述移动床生物膜反应器还包括用于对反应池内污水的溶氧量进行调节的氧溶控制装置。
2.根据权利要求1所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，所述MBBR载体的制备包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，以质量份数计，S1中混合物中各组分的添加量为多元醇100-200份、异氰酸酯30-50份、聚乳酸10-40份。
4.根据权利要求2所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，S3中多元醇溶剂中还包含有催化剂、扩链剂中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，S3中无机吸附粉末包括沸石粉、活性炭或者电气石中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，所述反应池内还沿反应池进水时污水流动方向设置有
7.根据权利要求6所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，所述进流区和回流区的任意一段区域沿污水流动方向上设有推动含有MBBR载体的污水和/或污泥流动的推流搅拌装置，所述推流搅拌装置包括搅拌器，以及用于调节所述搅拌器在污水中深度的滑轨，所述推流搅拌装置还包括带动搅拌器沿着滑轨移动的控制电机和驱动搅拌器工作的工作电机。
8.根据权利要求1所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，所述氧溶控制装置包括用以测量反应池污水中溶氧量的溶氧传感器，以及用于接收溶氧传感器测量信息的PLC控制器，所述PLC控制器电连接有用以向反应池提供氧气的鼓风机；所述氧溶控制装置还包括全部或部分设置在反应池内部的曝气装置，所述曝气装置包括与鼓风机相接的曝气管道，以及与所述曝气管道相接的且将气体分散的多个曝气头，所述曝气头处于污水底部。
9.根据权利要求1所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，所述反应池出水口与沉淀池进水口相通；以沉淀池进水口的进水方向为分界线，所述沉淀池沿着水深度方向上自上而下贯通设置有清水区和污泥处置区；所述清水区设有清水出水口；所述污泥处置区包括用以对沉淀池的进水中的污泥进行汇集的污泥池，以及设置在污泥池内部的污泥回流泵，所述污泥回流泵连接有用于将污泥池中的污泥回流至反应池内的污泥回流管。
10.根据权利要求9所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，所述清水区和污泥处置区之间还设有用以对流入清水区的水进行过滤的污泥筛分区；所述污泥筛分区包括设置在沉淀池进水口上方的筛分填料，以及用于对筛分填料进行固定的筛分填料固定件。
11.根据权利要求9或10所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，所述清水区包括用于将水引流至清水出水口的出水槽，所述出水槽包括用于控制出水槽内部水流大小的溢流堰台，所述出水槽由溢流堰台与沉淀池侧表面围合而成。
12.权利要求1-11任一项所述的移动床生物膜反应器在污水处理中进行应用。
13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于，所述移动床生物膜反应器在农业源水污染处理中应用。
14.一种污水处理方法，其特征在于，使用权利要求1-11任一项所述的移动床生物膜反应器；所述污水处理方法包括以下步骤：
15.根据权利要求14所述的一种污水处理方法，其特征在于，步骤S1包括：
16.根据权利要求15所述的一种污水处理方法，其特征在于，步骤S1.3中，以反应池有效污水处理体积计算，所述MBBR载体的投加量为8％-15％。
17.根据权利要求14所述的一种污水处理方法，其特征在于，步骤S2中，所述引入污水包括以下步骤：
18.根据权利要求14所述的一种污水处理方法，其特征在于，步骤S2中，氧溶控制装置对污水中溶氧量进行调控的步骤包括：
19.根据权利要求18所述的一种污水处理方法，其特征在于，步骤S2.2还包括：
20.根据权利要求14所述的一种污水处理方法，其特征在于，步骤S2还包括：向反应...
【技术特征摘要】
1.一种移动床生物膜反应器，包括在处理污水流动方向上依次连通的反应池和沉淀池，其特征在于，所述反应池内部装载有mbbr载体，所述mbbr载体包括经聚乳酸改性的聚氨酯骨架，以及固定设置在聚氨酯骨架上的包覆层，所述包覆层还含有无机吸附粉末；所述移动床生物膜反应器还包括用于对反应池内污水的溶氧量进行调节的氧溶控制装置。
2.根据权利要求1所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，所述mbbr载体的制备包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，以质量份数计，s1中混合物中各组分的添加量为多元醇100-200份、异氰酸酯30-50份、聚乳酸10-40份。
4.根据权利要求2所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，s3中多元醇溶剂中还包含有催化剂、扩链剂中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，s3中无机吸附粉末包括沸石粉、活性炭或者电气石中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，所述反应池内还沿反应池进水时污水流动方向设置有将反应池分为进流区和回流区的引流板；并且，反应池进水口直接连通进流区的前端，所述进流区末端直接相通回流区的前端，所述回流区的末端与所述进流区的前端相通；所述反应池内还设有将进流区末端污水导向回流区前端的导向板；所述导向板将所述反应池分隔成具有mbbr载体和不具有mbbr载体的两个区域，且在所述不具有mbbr载体的区域设有与所述沉淀池相连通的反应池出水口；所述导向板上具有供水通过的过水孔。
7.根据权利要求6所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，所述进流区和回流区的任意一段区域沿污水流动方向上设有推动含有mbbr载体的污水和/或污泥流动的推流搅拌装置，所述推流搅拌装置包括搅拌器，以及用于调节所述搅拌器在污水中深度的滑轨，所述推流搅拌装置还包括带动搅拌器沿着滑轨移动的控制电机和驱动搅拌器工作的工作电机。
8.根据权利要求1所述的一种移动床生物膜反应器，其特征在于，所述氧溶控制装置包括用以测量反应池污水中溶氧量的溶氧传感器，以及用于接收溶氧传感器测量信息的plc控制器，所述plc控制器电连接有用以向反应池提供氧气的鼓风机；所述氧溶控制装置还包括全部或部分设置在反应池内部的曝气装置，所述曝气装置包括与鼓风机相接的曝气管道，以及与所述曝气管道相接的且将气体分散的多个曝气头，所述曝气头处于污水底部。
9.根据权利要求1所述的一种移动床生物膜反...
【专利技术属性】
技术研发人员：许超，胡立江，贾洪柏，刘军，闫晨煜，杨宇，任波源，陈升，杨云成，饶宾期，
申请(专利权)人：浙江国千环境技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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