本發(fā)明涉及一種基于sbbr污水高效處理裝置及方法，屬于污水技術領域。
背景技術：
在污水處理工藝研究方面，序批式生物膜反應器(sequencingbatchbiofilmreactor，簡稱sbbr)是當前一個研究熱點。它秉承了sbr工藝最成熟的可控制非穩(wěn)態(tài)技術特征，是sbr間歇技術的革新工藝之一。sbbr工藝通過在sbr中添加填料作為微生物附著生長載體，將間歇操作模式引入到生物膜反應器，一方面可提高系統(tǒng)的污泥濃度，增加微生物與污水的接觸面積，提高硝化菌、聚磷菌的固著量與抵御外界環(huán)境變化的能力，防止生物量隨懸浮污泥流失；另一方面，由于系統(tǒng)的間歇運行特征，其周期性的操作、充排式的運行是sbbr具備很強的可控性。sbbr工藝在20世紀的90年代初開始得到研究，它是在生物及反應力學原理基礎上，綜合考慮水力學機理而開發(fā)出來的一種具有占地面積小、運行靈活、穩(wěn)定性好等諸多特點的污水處理新工藝，尤其適合于水質水量波動大，含特殊難講解、易揮發(fā)的有毒有機污染物及要求脫氮除磷的廢水處理。
目前，應用較多的是固定填料式sbbr，內裝有陶粒、軟纖維填料、聚乙烯填料或其他固定性生物載體，工作原理和傳統(tǒng)滴濾池和接觸氧化池非常相似。其處理方法需經歷：進水期、反應期、沉淀期、排水排泥期、閑置期等5個階段。
研究表明，使用固定填料的sbbr能夠很好地繼承傳統(tǒng)活性污泥法sbr及接觸氧化法兩種工藝的優(yōu)點，污水處理效率高，效果好。特別是可以在一個反應器內通過厭氧、缺氧和好氧等不同工序的控制完成脫氮除磷過程，并取得良好的效果。但是，現(xiàn)有的sbbr工藝尚處于發(fā)展完善階段，工藝上仍有一些不足有待解決。例如，由于固定填料上的生物膜不斷新陳代謝，代謝物容易造成填料堵塞，導致污水處理效果下降。另外，污水水量水質波動較大，依靠經驗人為設置各階段的運行時間及供氧量等參數(shù)，往往會造成反應器的處理效率不佳及能耗浪費等問題。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種基于sbbr污水高效處理裝置；同時，本發(fā)明還提供了采用所述裝置進行基于sbbr污水高效處理方法，并且能有效的解決了處理效率及能耗問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為：一種基于sbbr污水高效處理裝置，包括污水原水箱、sbbr反應器、電控柜；所述污水原水箱包括水箱入水管、水箱排泥管、水箱出水管；所述污水原水箱的水箱出水管通過進水泵及止回閥與sbbr反應器的進水管相連接；所述污水原水箱的水箱出水管通過反沖洗泵及止回閥與sbbr反應器內的高壓噴水頭相連接；所述sbbr反應器還包括填料、曝氣頭、水位傳感器；所述填料通過u型網(wǎng)格固定在所述sbbr反應器內；所述填料上嵌入安裝orp傳感器、ph傳感器、do傳感器，所述orp傳感器、ph傳感器、do傳感器與電控柜相連接；所述曝氣頭與鼓風機連接；所述水位傳感器設置在sbbr反應器的進水端；所述sbbr反應器下端的循環(huán)出水管、循環(huán)泵、止回閥與所述sbbr反應器上端的循環(huán)進水管相連接；所述sbbr反應器的排水口組上安裝有排水閥組及流量傳感器；所述流量傳感器與所述電控柜相連接。
作為本發(fā)明所述的基于sbbr污水高效處理裝置的優(yōu)選實施方式，所述u型網(wǎng)格的開口方向朝向sbbr反應器的排水口組一側，所述填料緊貼所述排水口組安裝，所述填料與sbbr反應器的內壁，除排水口組一側外，均保持適當?shù)木嚯x以用作水流通道之用。
作為本發(fā)明所述的基于sbbr污水高效處理裝置的優(yōu)選實施方式，所述曝氣頭與鼓風機連接，所述鼓風機通過變頻控制。
另外，本發(fā)明還提供了一種使用上述裝置實施基于sbbr污水高效處理方法，包括以下步驟：
a.進水期
污水原水箱的污水通過水箱出水管由進水泵通過sbbr反應器進水管輸送至sbbr反應器內部，直至所述水位傳感器檢測到滿水信號，進水結束；
b.反應期
反應期分兩個階段，第一階段為好氧階段，控制柜變頻控制鼓風機，加大供氧量，令do傳感器檢測的數(shù)值在2-4mg/l之間；
第二階段為缺氧階段，控制柜變頻控制鼓風機，減少供氧量，令do傳感器檢測的數(shù)值在0.2-0.5mg/l之間；
所述第一階段和第二階段的開始及結束時間全部由控制柜內的智能控制器確定；第一階段的開始時間緊接進水期的結束時間，而其結束時間選取智能控制器判斷的硝化結束時間點，第二階段的開始時間緊接第一階段的結束時間，而其結束時間選取智能控制器斷定的反硝化結束時間點；
另外，反應期循環(huán)泵保持運行狀態(tài)。
c.排水期
反應期結束后，關停鼓風機及循環(huán)泵，反應器無需經過沉淀期而直接排水，填料充當過濾層，混合液通過填料過濾作用，分離出清液并在排水口組排走；同時，在排水管上的流量傳感器檢測流量值并傳送至控制柜，該流量值用來判斷填料是否處于堵塞狀態(tài)，若堵塞需要反沖洗，則在下一個運行周期的進水期先進行反沖洗，沖洗結束后，系統(tǒng)再啟動進水泵，繼續(xù)給反應器注水；
d.排泥期
當反應器的水位排至下限時，反應器進入排泥期，排掉一部分污泥，另一部分污泥作為種泥留在反應器內；
e.閑置期
留下的種泥靜置，使微生物通過內源呼吸作用恢復其活性，并起到一定的反硝化作用而進行脫氮，為下一個運行周期創(chuàng)造良好的初始條件。
作為本發(fā)明所述基于sbbr污水高效處理方法的優(yōu)選實施方式，所述智能控制器是通過在線檢測反應器內do、orp、hp實時值，判斷硝化結束時點和反硝化結束時點。
作為本發(fā)明所述基于sbbr污水高效處理方法的優(yōu)選實施方式，反沖洗的過程是：啟動沖洗泵從污水原水箱抽吸原水作為反沖洗水，水流經高壓噴頭噴射，從下往上對填料進行反沖洗，懸浮物隨著沖洗水流由填料的上表面離開填料，再由填料與反應器內壁之間的空隙流至反應器的底部。沖洗時長可在控制柜內設定。
與現(xiàn)有的技術相比，本發(fā)明的優(yōu)勢及有益效果是：
1.處理效率高。每個運行周期所需的時間更短。原因有兩點：第一，由于本發(fā)明反應器內的填料運用巧妙，填料不僅在反應期時給微生物提供賴以生存的附著載體，而且在排水期充當過濾層，通過過濾作用截留懸浮固體，用過濾時間替代沉淀時間，因而可不用設置沉淀期，大大地縮短了運行時間。第二，由于本發(fā)明采用污水原水箱待處理的原水作為反沖洗水，用后可直接留在反應器內不用排掉，緊接下來的進水期只需繼續(xù)向反應器內注滿水，即可進入反應期，因而也顯著地提高了運行效率。
2.處理效果好。由于采用實時監(jiān)控do、orp、ph等間接參數(shù)，有效掌握反應過程有機物降解、硝化和反硝化的狀態(tài)變化，從而可以實現(xiàn)反應時間的精確控制，既能在進水有機物濃度波動大的情況下，保證其處理水質，又能避免因過度曝氣而浪費電能和引起污泥膨脹。
3.運行費用低。采用變頻調控鼓風機，按反應器的實際需氧量供氣，節(jié)能降耗，減少污水的處理成本。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述一種基于sbbr污水高效處理裝置的實施例的結構示意圖。
圖中，1-污水原水箱；1.1-水箱入水管；1.2-水箱排泥管；1.3-水箱出水管；1.4-進水泵；1.5-止回閥；1.6-沖洗泵；1.7-止回閥；2-sbbr反應器；2.1-sbbr反應器進水管；2.2-循環(huán)進水管；2.3-水位傳感器；2.4-填料；2.5-u型網(wǎng)格；2.6-orp傳感器；2.7-ph傳感器；2.8-do傳感器；2.9-高壓噴頭；2.10-曝氣頭；2.11-反應器排泥管；2.12-排水閥組；2.13-流量傳感器；2.14-循環(huán)泵；2.15-止回閥；2.16-鼓風機；2.17-循環(huán)出水管；2.18-排水口組；3-電控柜。
具體實施方式
為更好的說明本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點，下面將結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1所示，一種基于sbbr污水高效處理裝置，包括污水原水箱1、sbbr反應器2、電控柜3；所述污水原水箱1包括水箱入水管1.1、水箱排泥管1.2、水箱出水管1.3；所述污水原水箱1的水箱出水管1.3通過進水泵1.4及止回閥1.5與sbbr反應器的進水管2.1相連接；所述污水原水箱的水箱出水管1.3通過反沖洗泵1.6及止回閥1.7與sbbr反應器內的高壓噴水頭2.9相連接；所述sbbr反應器2還包括填料2.4、曝氣頭2.10、水位傳感器2.3；所述填料2.4通過u型網(wǎng)格2.5固定在所述sbbr反應器2內；所述填料2.4上嵌入安裝orp傳感器2.6、ph傳感器2.7、do傳感器2.8，所述orp傳感器2.6、ph傳感器2.7、do傳感器2.8與電控柜相連接；所述曝氣頭2.10與鼓風機2.16連接；所述鼓風機2.16通過變頻控制；所述水位傳感器2.3設置在sbbr反應器2的上端；所述sbbr反應器2下端的循環(huán)出水管2.17、循環(huán)泵2.14、止回閥2.15與所述sbbr反應器上端的循環(huán)進水管2.2相連接；所述sbbr反應器的排水口組2.18上安裝有排水閥組2.12及流量傳感器2.13；所述流量傳感器2.13與所述電控柜相連接。
所述u型網(wǎng)格2.5的開口方向朝向sbbr反應器的排水口組2.18一側，所述填料2.4緊貼所述排水口組2.18安裝，所述填料2.4與sbbr反應器的內壁之間，除排水口組2.18一側外，均保持適當?shù)木嚯x以用作水流通道之用。
另外，本發(fā)明還提供了一種使用上述裝置實施基于sbbr污水高效處理方法，包括以下步驟：
a.進水期
污水原水箱1的污水通過水箱出水管1.3由進水泵1.4通過sbbr反應器進水管2.1輸送至sbbr反應器2內部，直至所述水位傳感器2.3檢測到滿水信號，進水結束；
b.反應期
反應期分兩個階段，第一階段為好氧階段，控制柜變頻控制鼓風機2.16，加大供氧量，令do傳感器2.8檢測的數(shù)值在2-4mg/l之間；
第二階段為缺氧階段，控制柜變頻控制鼓風機2.16，減少供氧量，令do傳感器2.8檢測的數(shù)值在0.2-0.5mg/l之間；
所述第一階段和第二階段的開始及結束時間全部由控制柜內的智能控制器確定；第一階段的開始時間緊接進水期的結束時間，而其結束時間選取智能控制器判斷的硝化結束時間點，第二階段的開始時間緊接第一階段的結束時間，而其結束時間選取智能控制器斷定的反硝化結束時間點；
另外，反應期循環(huán)泵保持運行狀態(tài)；
c.排水期
反應期結束后，關停鼓風機2.16及循環(huán)泵2.14，sbbr反應器無需經過沉淀期而直接排水，填料2.4充當過濾層，混合液通過填料2.4過濾作用，分離出清液并在排水口組2.18排走；同時，在排水管上的流量傳感器2.13檢測流量值并傳送至控制柜，該流量值用來判斷填料2.4是否處于堵塞狀態(tài)，若堵塞需要反沖洗，則在下一個運行周期的進水期先進行反沖洗，沖洗結束后，系統(tǒng)再啟動進水泵1.4，繼續(xù)給反應器注水；
d.排泥期
當sbbr反應器的水位排至下限時，反應器進入排泥期，排掉一部分污泥，另一部分污泥作為種泥留在sbbr反應器內；
e.閑置期
留下的種泥靜置，使微生物通過內源呼吸作用恢復其活性，并起到一定的反硝化作用而進行脫氮，為下一個運行周期創(chuàng)造良好的初始條件。
所述智能控制器是通過在線檢測反應器內do、orp、hp實時值，判斷硝化結束時點和反硝化結束時點。智能控制器是通過在線檢測反應器內do、orp、hp等實時值，并依據(jù)“sbr工藝反應過程中do、orp、hp常規(guī)變化規(guī)律曲線”理論來尋找硝化結束時點和反硝化結束時點。該sbr工藝反應過程中do、orp、hp常規(guī)變化規(guī)律曲線是國外學者通過對sbr工藝的長期研究與探索而發(fā)現(xiàn)。在這些曲線上，當硝化結束時，do值曲線會出現(xiàn)突然躍升“氨氮突躍點”，同時在ph值曲線會出現(xiàn)由下降轉上升的“氨氮谷點”；反硝化結束時，orp值曲線上會出現(xiàn)降速突然增快的“硝酸鹽膝”，同時在ph值曲線上會出現(xiàn)由上升轉下降的“硝酸鹽膝”。
反沖洗的過程是：啟動沖洗泵1.6從污水原水箱1抽吸原水作為反沖洗水，水流經高壓噴頭噴射，從下往上對填料2.4進行反沖洗，懸浮物隨著沖洗水流由填料2.4的上表面離開填料，再由填料與反應器內壁之間的空隙流至反應器的底部；沖洗時長可在控制柜內設定。
最后所應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質和范圍。