一种污水处理装置及高性能MBR组合工艺的制作方法

一种污水处理装置及高性能mbr组合工艺
技术领域
1.本发明涉及膜生物反应器技术领域，尤其是涉及一种污水处理装置及高性能mbr组合工艺。


背景技术：

2.常规生物脱氮除磷工艺呈厌氧(a)/缺氧(a)/好氧(o)的布置形式，步骤简单，在反应器内的停留时间短，脱氮除磷效率差，传统a2/o工艺是一种典型的脱氮除磷工艺，其生物反应池由anaerobic(厌氧)、anoxic(缺氧) 和oxic(好氧)三段组成。其特点是厌氧、缺氧、好氧三段功能明确，界线分明，可根据进水条件和出水要求，人为的创造和控制三段的时空比例和运转条件，只要碳源充足(tkn/cod≤0.08或bod/tkn≥4)便可根据需要达到比较高的脱氮率，但是涉及到的污水处理设备会三超(超长超宽超高)造成运输不便，生化区和膜区也会互相干涉影响处理效果。
3.对于大规模污水处理，紧急处理情况时，交通运输等条件限制往往会影响传统污水处理设备的运输和处理速度，目前没有设备加工艺可以在提高传统 a2/o的污水处理速度同时不受设备运输限制。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种污水处理装置及高性能mbr组合工艺，以解决现有技术中存在的污水处理时生化区和膜区会干涉，污水处理设备三超和运输不便以及污水处理速度难以更快的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
5.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
6.一种高性能mbr组合工艺，包括如下步骤：
7.s1：原水经管网收集后初步排渣处理进入调节池，调节池进行固定时间的水质水量调节和ph调节，调节池内潜水泵将污水提升至厌氧池；
8.s2：厌氧池、一段缺氧池对污水进行生物释磷后进入一段好氧池，
9.其中，污水中聚磷菌在厌氧和缺氧条件下受到压抑释放体内磷酸盐后快速降解有机物，磷酸盐转化为聚b羟丁酸，聚磷菌进入一段好氧池后降解体内储存的聚b羟丁酸产生能量，用于细胞的合成和过量吸收污水中溶解的磷，
10.一段缺氧池对污水进行反硝化脱tn；
11.s3：一段好氧池中污水进入二段缺氧池完成二级脱氮和cod去除；
12.s4：流入二段好氧池，二段好氧池依靠池底微孔曝气系统供出的氧气为好氧菌提供生存条件，二段好氧池与膜单元连通且二段好氧池与膜单元之间设有切断阀，以便于所述生化单元和所述膜单元分离；
13.s5：清水反洗、化学反洗及化学浸泡清洗程序对膜单元进行定时清洗，保证膜单元有良好的水通量，能持续、稳定地出水。
14.一种污水处理装置，包括：多个移动箱体，所述移动箱体内设有生化单元、膜单元和设备间，
15.生化单元，包括依次连通的厌氧池、一段缺氧池、一段好氧池、二段缺氧池和二段好氧池；
16.膜单元，所述二段好氧池与所述膜单元相连通，所述二段好氧池与所述膜单元之间设有切断阀，以便于生化区和膜区分离；
17.设备间，所述设备间内设有产水泵，所述产水泵的进水口通过第一管路连接至所述膜单元，所述产水泵的进水口连接紫外线杀菌器。
18.优选地，所述厌氧池、所述一段缺氧池和所述二段缺氧池内均安装搅拌器。
19.优选地，所述设备间内还设有鼓风曝气装置，所述一段好氧池、所述二段好氧池和所述膜单元的底部均通过第二管道连接至所述鼓风曝气装置。
20.优选地，所述二段缺氧池与所述膜单元之间还设有反洗加药泵。
21.优选地，所述膜单元的箱体末端通过污泥回流泵将泥水混合液回流至一段缺氧池，实现反硝化脱氮功能，同时经管路分支定期将剩余污泥排放至储泥池。
22.优选地，所述膜单元采用mbr膜组件，所述mbr膜组件的过滤膜采用外压式中空纤维帘式膜，所述mbr膜组件包括膜池管廊和推拉盖板。
23.优选地，所述厌氧池的入水端设置有格栅，所述格栅内设置有毛发过滤器。
24.优选地，所述搅拌器采用双曲面立式搅拌器，混合效果均匀，水力流动无死角，较传统潜水搅拌器运行效果更佳。
25.优选地，所述鼓风曝气装置采用回转式鼓风机，回转式鼓风机出风口分两路管路，分别接入膜区和曝气系统。
26.本发明提供的污水处理装置及高性能mbr组合工艺，出水水质好，运行成本低、系统抗冲击性强、污泥量少，自动化程度高；当水量较大时，占地面积小，便于集成和转运。
27.一方面能够将生化区与膜区相互分离而互不干涉，另一方面能够实现单套装置独立自动运行，处理的水量和停留时间进行配合达到出水水质、水量更好，也能多套并联自动运行，解决了设备三超(长宽高)和运输不便的问题，并能够适应市场上各水质、水量的需求。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是本发明所述高性能mbr组合工艺流程示意图；
30.图2是本发明所述具体实施的结构图。
31.图中：1、移动箱体；2、设备间；3、厌氧池；4、一段缺氧池；5、一段好氧池；6、二段缺氧池；7、二段好氧池；8、切断阀；9、鼓风曝气；10、产水泵；11、搅拌器；12、膜单元。
具体实施方式
32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
33.下面参照附图详细地说明本发明的具体实施方式。在各附图中，相同的附图标记表示相同或相应的技术特征。各附图仅作为示意图，并非一定按实际比例绘制的。
34.a2/o工艺在系统上是简单的同步除磷脱氮工艺，总水力停留时间小于其它同类工艺，在厌氧(缺氧)、好氧交替运行的条件下可抑制丝状菌繁殖，克服污泥膨胀，svi值一般小于100，有利于处理污水与污泥的分离，运行中在厌氧和缺氧段内只需轻缓搅拌，运行费用低，由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长脱氮除磷效果好。
35.一种高性能mbr组合工艺，包括如下步骤：
36.s1：原水经管网收集后初步排渣处理进入调节池，调节池进行固定时间的水质水量调节和ph调节，调节池内潜水泵将污水提升至厌氧池；
37.s2：厌氧池、一段缺氧池对污水进行生物释磷后进入一段好氧池，
38.其中，污水中聚磷菌在厌氧和缺氧条件下受到压抑释放体内磷酸盐后快速降解有机物，磷酸盐转化为聚b羟丁酸，聚磷菌进入一段好氧池后降解体内储存的聚b羟丁酸产生能量，用于细胞的合成和过量吸收污水中溶解的磷，
39.一段缺氧池对污水进行反硝化脱tn；
40.s3：一段好氧池中污水进入二段缺氧池完成二级脱氮和cod去除；
41.s4：流入二段好氧池，二段好氧池依靠池底微孔曝气系统供出的氧气为好氧菌提供生存条件，二段好氧池与膜单元连通且二段好氧池与膜单元之间设有切断阀，以便于所述生化单元和所述膜单元分离；
42.s5：清水反洗、化学反洗及化学浸泡清洗程序对膜单元进行定时清洗，保证膜单元有良好的水通量，能持续、稳定地出水。
43.一种污水处理装置，包括：多个移动箱体1，移动箱体内设有生化单元、膜单元和设备间，
44.生化单元，包括依次连通的厌氧池3、一段缺氧池4、一段好氧池5、二段缺氧池6和二段好氧池7；
45.膜单元，二段好氧池与膜单元相连通，二段好氧池与膜单元之间设有切断阀8，以便于生化区和膜单元分离；
46.设备间，设备间内设有产水泵10，产水泵的进水口通过第一管路连接至膜单元，产水泵的进水口连接紫外线杀菌器。
47.优选地，厌氧池、一段缺氧池和二段缺氧池内均安装搅拌器11。
48.优选地，设备间内还设有鼓风曝气装置9，一段好氧池、二段好氧池和膜单元的底部均通过第二管道连接至鼓风曝气装置。
49.优选地，二段缺氧池与膜单元之间还设有反洗加药泵。
50.优选地，所述膜单元的箱体末端通过污泥回流泵将泥水混合液回流至一段缺氧
池，实现反硝化脱氮功能，同时经管路分支定期将剩余污泥排放至储泥池。
51.优选地，膜单元采用mbr膜组件，mbr膜组件的过滤膜采用外压式中空纤维帘式膜，mbr膜组件包括膜池管廊和推拉盖板。
52.优选地，厌氧池的入水端设置有格栅，格栅内设置有毛发过滤器。
53.优选地，搅拌器采用双曲面立式搅拌器，混合效果均匀，水力流动无死角，较传统潜水搅拌器运行效果更佳。
54.优选地，鼓风曝气装置采用回转式鼓风机，回转式鼓风机出风口分两路管路，分别接入膜区和曝气系统。
55.如图1-2所示可知，一种污水处理装置包括有：移动箱体，箱体内部设置有生化单元、膜单元和设备间，其中，
56.生化单元包括按需排列并相邻连通的厌氧池、一段缺氧池、一段好氧池、二段缺氧池和二段好氧池，二段好氧池与膜单元相连通，厌氧池、一段缺氧池和二段缺氧池内均安装有搅拌器，一段好氧池、二段好氧池和膜单元的底部均通过管道连接设置在设备间的鼓风曝气，二段缺氧池和膜单元之间还设置有反洗加药泵；
57.设备间内还设置有产水泵，产水泵的进水口通过管路连接至膜单元，产水泵的出水口将收集到的高品质水输送至紫外消毒装置进行消毒处理。
58.在使用中，结合mbr膜组件充分利用膜的高效截留作用，能够有效地截留硝化菌，完全保留在生物反应器内，使硝化反应保证顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，并且可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解；
59.aao工艺后端增加ao段，进一步加强总tn的去除效果，在限定的停留时间内极大增加各工段的cod
cr
、bod5、nh
3-n、tn的去除；
60.主要污染物的去除率可显著提升，产水悬浮物和浊度几近于零，处理后的水质良好且稳定，可以直接回用，实现了污水资源化
61.在本实施中优选的，厌氧池、一段缺氧池和二段缺氧池内搅拌器采用双曲面立式搅拌器，混合效果均匀，水力流动无死角，较传统潜水搅拌器运行效果更佳。
62.设置上述结构，双曲面立式搅拌器，混合效果均匀，水力流动无死角，较传统潜水搅拌器运行效果更佳。
63.在本实施中优选的，膜单元采用mbr膜组件，所述mbr膜组件内包括膜池管廊和推拉盖板。
64.设置上述结构，膜池管廊和推拉盖板合理设置，方便手动阀门调整，膜架便于吊装检修。
65.在本实施中优选的，mbr膜组件的过滤膜采用外压式中空纤维帘式膜。
66.设置上述结构，膜材质为聚偏氟乙烯加强型pvdf帘式膜组件，膜的孔径小于0.1um，ph范围2-12，工作温度12-45℃；mbr膜组件的下部设置鼓风曝气，对膜组件的表面进行曝气吹扫，以去除附着在膜表面的污泥等污染物，减轻膜丝污染，保证膜的通量。
67.在本实施中优选的，产水泵的出水端连接有紫外线杀菌器。
68.设置上述结构，提高经过产水泵输出水的质量，防止二次污染。
69.在本实施中优选的，鼓风曝气采用回转式风机。
70.设置上述结构，离心式风机，节省占地，出风口温度低，夏季不会增加室内温度，影响电控散热。
71.在本实施中优选的，厌氧池的入水端设置有格栅，所述格栅内设置有毛发过滤器。
72.设置上述结构，采用毛发过滤器过滤纤维及毛发物质。
73.磷常以磷酸盐(h2po
4－
、hpo
42－
和po
43－
)、聚磷酸盐和有机磷的形式存在于废水中，生物除磷就是利用聚磷菌一类的细菌，在厌氧状态，能释放磷，在好氧状态能从外部摄取磷，并将其以聚合形态贮藏在体内，形成高磷污泥，排出系统，达到从废水中除磷的效果。
74.生物除磷主要是通过排出剩余污泥而去除磷的，因此，剩余污泥多少将对除磷效果产生影响，一般污泥泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效果。有报道称，当泥龄为30d时，除磷率为40％，泥龄为17d时，除磷率为50％，而当泥龄降至5d时，除磷率达87％。
75.大量的试验观测资料已经完全证实，在生物除磷工艺中，经过厌氧释放磷酸盐的活性污泥，在好氧状态下有很强的吸磷能力，也就是说，磷的厌氧释放是好氧吸磷和除磷的前提，但并非所有磷的厌氧释放都能增强污泥的好氧吸磷能力。磷的厌氧释放可以分为二部分：有效释放和无效释放，有效释放是指磷被释放的同时，有机物被吸收到细胞内，并在细胞内贮存，即磷的释放是有机物吸收转化这一耗能过程的偶联过程。无效释放则不伴随有机物的吸收和贮存，内源损耗，ph变化，毒物作用引起的磷的释放均属无效释放。
76.在除磷(脱氮)系统的厌氧区中，含聚磷菌的回流污泥与污水混合后，在初始阶段出现磷的有效释放，随着时间的延长，污水中的易降解有机物被耗完以后，虽然吸收和贮存有机物的过程基本上已经停止，但微生物为了维持基础生命活动，仍将不断分解聚磷，并把分解产物(磷)释放出来，虽然此时释磷总量不断提高，但单位释磷量所产生的吸磷能力将随无效释放量的加大而降低。一般来说，污水污泥混合液经过2hr的厌氧后，磷的有效释放已甚微。在有效释放过程中，磷的释放量与有机物的转化量之间存在着良好的相关性，在有效释放过程中，磷的厌氧释放可使污泥的好氧吸磷能力大大提高，每厌氧释放 1mgp，好氧条件下可吸收2.0～2.4mgp，厌氧时间加长，无效释放逐渐增加，平均厌氧释放1mgp所产生的好氧吸磷能力将降至1mgp以下，甚至达到0.5mgp。因此，生物除磷系统中并非厌氧时间越长越好，同时，在运行管理中要尽量避免低ph的冲击，否则除磷能力将大幅度下降，甚至完全丧失，这主要是由于 ph降低时，会导致细胞结构和功能损坏，细胞内聚磷在酸性条件下被水解，从而导致磷的快速释放。
77.一般情况下，厌氧区的水力停留时间1～1.5h即可满足要求。
78.厌氧反应池
79.厌氧池主要作用是生物释磷。生物释磷是利用污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，提高活性、产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为phb(聚b羟丁酸)储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件时就降解体内储存的phb产生能量，用于细胞的合成和过量吸收污水中溶解的磷，形成含磷量高的污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。
80.缺氧反应池
81.缺氧反应池的作用是将废水中的各种复杂有机物分解。其处理过程是一个复杂的微生物化学过程，有机物在缺氧菌的作用下逐步分解为甲烷和二氧化碳。在分解过程中含
氮有机物分解产生的nh3又可以提供微生物的养料。
82.具体实施例1，
83.未画出工艺设备、电控系统、仪表、阀门、管路等，与外围只需总进水管路、电源进线、自来水进水管路、排泥管路、放空管路对接即可。
84.原水经管网收集进入污水站,首先经机械格栅去除大颗粒悬浮物后,流入调节池内。经过固定时间的水质水量调节后,由池内潜水泵提升至一体化设备:先经毛发过滤器将水中残留的短纤维及毛发物质去除,避免缠绕在膜丝表面影响运行；一体化设备内依次流经厌氧池、缺氧池(一段)、好氧池(一段)、缺氧池(二段)、好氧池(二段)、膜池。
85.每个工艺段的流入均通过段间隔板的过流孔，依靠水重力流进流出。生化段aao ao中,厌、缺氧池内设双曲面搅拌器，使污水和污泥菌种悬浮池内充分接触,好氧池依靠池底微孔曝气系统供出的氧气为好氧菌提供生存条件。
86.膜分离区中,膜单元安装在膜区,主要作用是固液分离，使整个生化池保持较高污泥浓度,在膜单元上安装有穿孔管曝气,它主要完成两种功能,既进行膜的气水振荡清洗,保持膜表面的清洁,又为微生物提供氧气,混合液中的水和小分子物质在泵的抽吸作用下通过mbr膜,实现泥水分离。
87.滤过液经由mbr集水管汇集到清水/反洗池。通过膜的高效截留作用,全部细菌及悬浮物均被截留在膜区中,同时可以有效截留硝化菌,使硝化反应顺利进行,有效去除nh3-n；同时可以截留难于降解的大分子有机物,延长其在反应器中的停留时间,使之得到最大限度的降解；依托回流泵将硝化液充分回流至缺氧, 完成高效的反硝化反应,有效去除总氮。mbr膜单元安装在池内,膜下部设置有曝气装置,吹扫抖动膜丝,以缓解mbr膜组周边的污泥累积。
88.产水经产水泵抽出后送至紫外消毒器内,经紫外灯照射消除大肠杆菌及其他病毒后,流入产水池高液位溢流出水。系统内的污泥通过膜区底排阀门将剩余污泥排出至储泥池,可控制系统内活性污泥的浓度和活性。
89.同时为了保证mbr膜组件有良好的水通量,能持续、稳定地出水,系统设置清水反洗、化学反洗及化学浸泡清洗程序对膜进行定时清洗。
90.①
清洗系统包括清洗罐、反洗泵、计量泵、酸泵、碱泵以及和产水系统连接的固定管道、接头、自控阀等。
91.②
mbr装置按一定的周期(可根据运行情况调整),以组件为单位进行清洗, 以恢复膜的水通量。
92.清水反洗:按一定的周期(可根据运行情况调整),以组件为单位依次自动进行反洗,以恢复膜的水通量。在反洗过程中,由反洗泵将清水打入到中空纤维膜内进行反向清洗。
93.化学反洗：mbr运行一周后进行化学反洗,化学反洗的过程与清水反洗时类似,只是分别由柠檬酸/盐酸加药泵或次氯酸钠加药泵将清洗药液加入反洗水管内。柠檬酸有助于去除附在膜.上的无机结垢物、次氯酸钠有助于去除有机附着物。
94.化学浸渍清洗：是在mbr运行约3个月～半年(具体时间需根据进水水质以及设备运行情况确定)后对膜组件进行的彻底清洗。
95.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。