CN101798161B - 污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种污水处理系统，属污水处理领域。该系统包括：生物反应器、循环泵、多个阀门、管路、膜单元和净化水槽；所述生物反应器的出水口经管路、循环泵和第一阀门连接至所述膜单元的正向口，所述膜单元的反向口经管路和第三阀门及回水管连接至所述生物反应器的回水口；所述循环泵的出水口经管路和第二阀门连接至所述膜单元的反向口，所述膜单元的正向口经管路和第四阀门及回水管连接至所述生物反应器的回水口；所述膜单元的透过液出口经管路与净化水槽连接。该系统可实现生物反应器中的污泥以切换方向的方式进入膜单元，从而实现膜单元的自清洗，缓解膜污染，提高膜单元处理效率。

Description

污水处理系统

技术领域

本发明涉及污水处理领域，特别是涉及一种污水处理系统。

背景技术

目前，膜生物反应器(Membrane Bioreactor，简称MBR)是当今世界公认的先进的污水处理和污水资源化技术，它是将膜分离技术中的超滤、微滤或纳滤膜组件与污水生物处理中的生物反应器相互结合而形成的新型处理系统。这种集成式组合新工艺把生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离技术溶于一体。由于膜的高效分离作用使MBR具有多种传统生物处理工艺所不具备的许多突出优点：如出水水质优良稳定，可直接回用；容积负荷高，占地面积小，整个系统流程紧凑；剩余污泥产量少；运行管理方便等。但在MBR技术中，膜污染及膜清洗依然是制约这项技术工业应用的瓶颈。

基于MBR技术的缺点，目前有一种用在污水处理系统中的分置式膜生物反应器，是一种将生物反应器与膜单元分离设置的膜生物反应器，具有运行稳定可靠，易于膜的清洗、更换及增设等优点。目前使用分置式膜生物反应器的污水处理系统中，由于料液单向循环，会导致中空纤维膜进口处固含量高，易形成聚集体，堵塞中空纤维超滤膜入口或内腔，分置式膜生物反应器内的膜单元组件在此条件下运行时，由于料液不能进入这些被堵塞的纤维内，因而大大降低了膜单元组件的过滤效率，造成整个膜丝的污染并不平衡，使膜单元组件整体效率不高。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明实施例提供一种污水处理系统，可使进入分置式膜生物反应器的膜单元中的料液方向切换，通过切换料液在膜表面的流动方向，实现膜单元自清洗，缓解膜污染，提高膜系统效率。

上述发明目的通过下述技术方案实现：

本发明实施例提供一种污水处理系统，包括：

生物反应器、循环泵、多个阀门、管路、膜单元和净化水槽；

所述生物反应器的出水口经管路、循环泵和第一阀门连接至所述膜单元的正向口，所述膜单元的反向口经管路和第三阀门及回水管连接至所述生物反应器的回水口；

所述循环泵的出水口经管路和第二阀门连接至所述膜单元的反向口，所述膜单元的正向口经管路和第四阀门及回水管连接至所述生物反应器的回水口；

所述膜单元的透过液出口经管路与净化水槽连接。

所述膜单元采用内压式中空纤维膜组件。

所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门均采用电磁控制阀。

所述系统还包括：所述生物反应器的出水口所连接的管路经进气管路与供气设备连接；所述膜单元的透过液出口所连接的管路经另一进气管路与供气设备连接。

所述系统在生物反应器的出水口与循环泵之间的管路上还设有出水阀门。

所述系统在连接至生物反应器的回水口上的回水管上还设有回水阀门。

所述系统还包括：预滤器，设置在循环泵的出水口与所连接的第一、第三阀门之间的管路上。

所述系统还包括：流量计，设置在所述膜单元的透过液出口与净化水槽之间的连接管路上。

所述系统还包括：两个压力表，一个压力表设置在所述膜单元的正向口处的管路上，另一个压力表设置在所述膜单元的反向口处的管路上。

所述系统还包括：控制装置，分别与第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门连接，用于按设定时间间隔控制同时开启第一阀门和第三阀门，并关闭第二阀门和第四阀门；或按设定时间间隔控制同时开启第二阀门和第四阀门，并关闭第一阀门和第三阀门。

本发明实施例中，通过将生物反应器的出水口经循环泵、管路和第一阀门与第三阀门分别连接至膜单元的正向口和反向口，并将生物反应器的出水口经循环泵、管路和第二阀门与第四阀门分别连接至膜单元的反向口和正向口这种结构方式，实现了利用各阀门控制料液在分置式膜生物反应器中的膜单元中的流动方向，实现了料液在膜单元中可切换流动方向，利用料液自身的切向流动，将膜单元的膜面和膜进口处的污染物及时带走，有效缓解膜污染，提高了膜单元的整体效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的污水处理系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

本实施例提供一种污水处理系统，可用于以分置式膜生物反应器来对污水进行处理，如图1所示，该系统包括：

生物反应器7、循环泵8、多个阀门1、2、3、4、管路、膜单元9和净化水槽10；其中，分置式膜生物反应器中的膜单元9单独设置，可采用内压式中空纤维膜组件，这样可对该膜单元组件独立操作，以方便更换、清洗；

所述生物反应器7的出水口经管路、循环泵8和第一阀门1连接至所述膜单元9的正向口，所述膜单元9的反向口经管路、第三阀门3及回水管连接至所述生物反应器7的回水口；所述循环泵9的出水口同时经管路和第二阀门2连接至所述膜单元9的正向口，所述膜单元9的正向口经管路和第四阀门4及回水管连接至所述生物反应器7的回水口；所述膜单元9的透过液出口经管路与净化水槽10连接。

上述系统中的第一阀门1、第二阀门2、第三阀门3和第四阀门4均可采用电磁控制阀；

上述系统中，在生物反应器7的出水口与循环泵8之间的管路上还可以设置出水阀门5，方便控制生物反应器7内的料液流出；在回水管上还设有回水阀门6，方便控制浓缩液回流到生物反应器7内。

上述系统中还可以设置预滤器11，预滤器11设置在循环泵8的出水口与所连接的第一1、第二阀门2之间的管路上，通过预滤器11可对循环泵8的出水口输出的料液进行预过滤，可进一步降低对膜单元7内膜组件的污染。

上述系统中还可以设置流量计12，流量计12设置在所述膜单元9的透过液出口与净化水槽10之间的连接管路上，可对膜单元9的透过液进行计量。

上述系统中还可以设置两个压力表P1、P2，一个压力表P1设置在所述膜单元9的正向口处的管路上，另一个压力表P2设置在所述膜单元9的反向口处的管路上，方便对进入和流出膜单元9的料液、浓缩液的压力进行监测，以根据压力进行调整，减小膜单元内膜组件因压力过大而损坏。

下面参照图1，结合处理过程中料液流向切换过程，对上述处理系统作进一步说明：

上述系统使用时，若第一阀门1和第三阀门3开启，而控制第二阀门2和第四阀门4关闭，可实现从膜单元9下端的正向口进料液，而浓缩液从膜单元9上端的反向口流出，具体为：生物反应器7中的料液经出水阀门5，通过循环泵8提升后进入预滤器11，料液经第一阀门1从膜单元9(膜单元内的膜组件为中空纤维超滤组件)下端的正向口进入膜内腔，膜单元9排出的透过液经流量计12进入净化水槽10，浓缩液从膜单元9上端的反向口出料，经第三阀门3、回水管和回水阀门6返回到生物反应器7中继续循环浓缩；

若第二阀门2和第四阀门4开启，而控制第一阀门1和第三阀门3关闭，可实现从膜单元9上端的反向口进料，而浓缩液从膜单元9下端的正向口流出，具体为：生物反应器7中的料液经出水阀门5，通过循环泵8提升后进入预滤器11，料液经第二阀门2从膜单元9的上端进入膜内腔，膜单元9排出的透过液经流量计12进入净化水槽10，浓缩液则从膜单元9下端的反向口排出，经第四阀门4、回水管和回水阀门6返回到生物反应器7中继续循环浓缩。

为实现自动控制，在上述系统的基础上，还可以设置控制装置14，该控制装置14分别与第一阀门1、第二阀门2、第三阀门3和第四阀门4连接，用于按设定时间间隔控制同时开启第一阀门1和第三阀门3，并关闭第二阀门2和第四阀门4；或按设定时间间隔控制同时开启第二阀门2和第四阀门4，并关闭第一阀门1和第三阀门3。通过控制装置14可以实现自动定时控制系统内料液的流向切换，来实现对膜单元9内膜组件的自洁，自动控制提高了系统使用的便利性。

可以知道，实际中，根据工艺要求，上述系统中的膜单元可单独设计，如采用内压式中空纤维膜组件等，并可控制在设定时间间隔内在中空纤维膜组件内部自动切换料液走向，及在系统中引入压力显示控制报警调压等新功能的电气和自控软件，并将工艺设备和电气设备集成为一个整体，提高该系统的自动化程度。

本实施例提供的污水处理系统，由于通过控制各阀门可实现在分置式膜生物反应器中循环处理的料液的流向切换，即可使料液从膜单元的正向口或反向口的不同方向进入膜内腔，利用料液自身的切向流冲刷膜单元的膜进口处的堵塞物，同时使沿膜单元的膜组件的纤维轴向污染趋于均衡，提高透过液回收率和膜单元组件的中空纤维膜的运行效率，达到膜单元自清洗的目的。并且，避免了由于料液不能进入这些被堵塞的纤维内，大大降低膜单元组件过滤效率的问题；也避免了料液单一流向的污水处理系统中，膜单元组件因堵塞物污染，降低处理效率的问题。该处理系统结构简单，可有效提高膜单元的过滤效率和使用寿命。

实施例二

本发明实施例提供一种污水处理系统，该系统结构与实施例一给出的污水处理系统结构基本相同，不同的是，在该系统中，使生物反应器7的出水口所连接的管路经进气管路15与供气设备16连接；膜单元9的透过液出口所连接的管路经另一进气管路17与供气设备16连接，实现了在膜单元进水和反洗系统中增设双气冲手段。运行过程中，通过供气设备16经两个进气管路15、17引入进气，实现间歇气冲技术，在清洗过程中对膜单元内的膜组件实现气水混合反洗，可解决活性污泥成分非常复杂，造成膜的清洗困难，清洗频率较高的问题，有效缓解膜污染，提高反洗效率，进而提高膜单元的处理效率。

实际中，供气设备可采用空气压缩机，该空气压缩机也可由控制装置进行控制，定时间歇向连接的进气管路供气，以对膜单元进行气水混合冲洗，保证膜单元的清洁，提高膜单元效率。

根据本发明实施例建立的一套日处理能力为12m³的污水处理系统，该系统中设备本体占地3.0m²，能耗为0.75kW/h/m³，该系统运行稳定，出水水质达标，与传统MBR相比，在结构上较一体式MBR的膜污染大为减轻，到目前为止已稳定运行2年以上，膜单元组件一直未进行更换，未出现断丝、死角等问题。

综上所述，本发明实施例提供的污水处理系统，通过多个阀门的设置，在设有分置式膜生物反应器的污水处理系统中形成可切换料液流向的结构，使进入膜单元的料液的流向可切换，克服了目前分置式膜生物反应器在实际工程中应用时，膜单元组件的中空纤维易断丝的难题。通过控制阀门切换使料液流向切换倒向，从而利用料液自身的切向流冲刷膜进口堵塞物，同时使沿膜的纤维轴向污染趋于均衡，提高透过液回收率和膜单元组件的中空纤维膜的运行效率，实现了膜单元的自清洗。另外，通过在膜单元进水和反洗系统中增设双气冲手段，也进一步防治了膜污染，提高了膜清洗效率。

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。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种污水处理系统，其特征在于，包括：

生物反应器、循环泵、多个阀门、管路、膜单元和净化水槽；

所述生物反应器的出水口经管路、循环泵和第一阀门连接至所述膜单元的正向口，所述膜单元的反向口经管路和第三阀门及回水管连接至所述生物反应器的回水口；

所述循环泵的出水口经管路和第二阀门连接至所述膜单元的反向口，所述膜单元的正向口经管路和第四阀门及回水管连接至所述生物反应器的回水口；

所述膜单元的透过液出口经管路与净化水槽连接；

所述系统还包括：

所述生物反应器的出水口所连接的管路经进气管路与供气设备连接；所述膜单元的透过液出口所连接的管路经另一进气管路与供气设备连接。

2.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述膜单元采用内压式中空纤维膜组件。

3.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门均采用电磁控制阀。

4.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述系统在生物反应器的出水口与循环泵之间的管路上还设有出水阀门。

5.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述系统在连接至生物反应器的回水口上的回水管上还设有回水阀门。

6.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述系统还包括：

预滤器，设置在循环泵的出水口与所连接的第一、第三阀门之间的管路上。

7.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述系统还包括：

流量计，设置在所述膜单元的透过液出口与净化水槽之间的连接管路上。

8.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述系统还包括：

两个压力表，一个压力表设置在所述膜单元的正向口处的管路上，另一个压力表设置在所述膜单元的反向口处的管路上。

9.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述系统还包括：

控制装置，分别与第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门连接，用于按设定时间间隔控制同时开启第一阀门和第三阀门，并关闭第二阀门和第四阀门；或按设定时间间隔控制同时开启第二阀门和第四阀门，并关闭第一阀门和第三阀门。