CN103755027A - 复合循环生化式膜中水一体化处理设备及工艺 - Google Patents

Abstract

一种复合循环生化式膜中水一体化处理设备及工艺，涉及水处理设备及工艺，包括生化区、膜分离区、中水区、设备区，生化区和膜分离区设在同一生化反应器内，生化区内经支架设有上下敞口式好氧隔离筒，好氧隔离筒内装有生物填料，好氧隔离筒底部安装曝气装置；生化区的好氧区两边的厌氧区底部设有布水推进装置，布水推进装置进水口与污水进口相连；膜分离区经支架设有膜分离装置和空气提升泵，生化反应器上方设有设备区，设备区设有自吸泵、鼓风机和配电控制柜和中水箱，本发明结构简单、体积小，制造成本低廉，运行成本低，处理效果好，不产生污泥。

Description

复合循环生化式膜中水一体化处理设备及工艺

技术领域

    本发明涉及一种水处理设备及工艺，主要涉及一种用于处理有机废水，厌氧、好氧、兼氧复合循环生化式膜中水一体化设备及工艺技术领域。

背景技术

目前在污水处理领域，膜生物反应器技术受到了普遍重视。它一方面是由于微生物的作用，大多数溶解性有机污染物都可以被微生物吸附或降解而去除，另一方面微滤膜本身对混合液中难于生物降解的大分子有机物和悬浮胶体粒子也起到良好的截留作用，通过双重去除机理作用，保证了较高质量的出水水质。与传统生物处理技术相比，膜生物反应器技术具有污染物去除效率高、出水水质好、运行稳定、操作简便以及占地面积小等突出优点。因此，开发新型的膜生物反应器，高效处理城市和不能接入管网的城镇、乡村、边远单位的污水已成为趋势。一体化膜生物反应器，是目前院校、科研单位、环保行业都投入大量人力物力倾心研发的设备。

随着水体富营养化状况的出现以及排水标准的提高，污水处理不仅仅以去除COD、BOD、SS为目的，氨氮等的去除也已成为了重点，基于硝化--反硝化的AO技术和膜技术一起组合并被广泛应用。现有的生化膜中水处理设备的结构为：设有厌氧室、好氧室、膜分离室、回流泵、污泥回收池、中水池、配电控制柜和鼓风机，厌氧室底部设有进水口和潜水搅拌机，厌氧室上部与好氧室上部连通，好氧室内设有好氧填料，好氧填料下设有曝气管，一级回流泵吸入口与好氧室连通、出口与厌氧室连通；好氧室上部与膜分离室上部连通，膜分离室内设有生化膜分装置，生化膜分离装置经自吸泵与中水箱相连，二级回流泵吸入口与膜分离室底部连通，回流泵出口与厌氧室连通；膜分离室底壁上设有污泥出口，污泥出口经管路与污泥回收箱相连，鼓风机的出风口经管路与生化膜分离装置的冲刷器及好氧室内的曝气管相连，电控制柜分别与回流泵、潜水搅拌机、自吸泵和鼓风机相连。

这种生化膜中水处理设备的处理工艺包括如下步骤：1）、将污水经提升泵输入厌氧室下部，经潜水搅拌机与厌氧室内的含厌氧菌水搅拌均匀；2）、污水内的污染物在厌氧室内经厌氧菌处理后，由厌氧室上部溢入好氧室，在好氧室内与曝气管输入的空气混合，污染物被好氧室内好氧填料上的好氧菌进一步处理；3）、污水内的污染物在好氧室内经好氧菌处理后，一部分经一级回流泵返回厌氧室，另一部分由好氧室上部溢入膜分离室；4）、膜分离室内的污水一部分经膜分离室内的膜分离装置由自吸泵分离出中水，另一部分经底部的二级回流泵返回厌氧室；5）、膜分离室底部沉积的污泥经管路排放入污泥回收池；6）、污泥经脱水设备脱水后进入垃圾场。现有的这种生化膜中水处理工艺，实现的设备复杂，成本高，且处理效果差、污泥产量大。实现这种工艺的设备结构复杂，需要单独设置搅拌器，需要内回流和外回流来解决硝化反硝化问题，污泥产量大且需要污泥脱水设备，体积庞大，造价高、运行成本高，处理效果差、污泥产量大。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、体积小，制造成本低廉，运行成本低，处理效果好，不产生污泥的复合循环生化式膜中水处理设备及方法。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种复合循环生化式膜中水一体化处理设备，包括生化区、膜分离区、中水区、设备区，其特征在于生化区和膜分离区设在同一生化反应器内，生化区设在生化反应器前侧，膜分离区设在生化反应器后侧；污水进口设在生化反应器的生化区上部，生化区内经支架设有上下敞口式好氧隔离筒，好氧隔离筒内装有生物填料，好氧隔离筒底部安装曝气装置；好氧隔离筒内为好氧区，好氧隔离筒外为厌氧区，生化区的好氧区两边的厌氧区底部设有布水推进装置，布水推进装置进水口与污水进口相连；膜分离区经支架设有膜分离装置和空气提升泵，空气提升泵进口设在膜分离区的底部，空气提升泵返流出口设置在好氧隔离筒生物填料上方，返流出口设有均水装置；生化反应器上方设有设备平台，设备平台上面为设备区，设备区设有自吸泵、鼓风机和配电控制柜；设备平台上设有中水箱，膜分离装置经自吸泵与中水箱连通；空气提升泵、曝气装置与鼓风机的供气管路相连；自吸泵、鼓风机与配电控制柜电气连接。

本发明中所述的布水推进装置是：生化区的厌氧区底部设有布水推进管，布水推进管侧壁上钻有布水孔，布水推进管出口的末端为变径收口的锥形孔。利用进入水的动力起到了布水推进作用。

本发明中所述的空气提升泵的结构为：设有竖直的提水管，提水管中下部的管壁上设有进气口，提水管下进水口设置在膜分离装置的底部，鼓风机的进气管经空气阀门与进气口相连。进气流量用空气阀门控制，同好氧区和膜分离区同步工作。

本发明中所述的膜分离装置下侧设有曝气冲刷装置，曝气冲刷装置与鼓风机的供气管路相连。可以对膜分离装置的中空纤维膜冲洗防止膜污染，提高膜通量，所述的膜分离装置下部的曝气装置均为散气管。

本发明中所述的中水箱上设有进水管、出水管、药洗管，进水管经自吸泵与膜分离装置相连，出水管设在中水箱上部，药洗管设在中水箱下部，药洗管上设有控制阀，药洗管另一端与膜分离装置和自吸泵间的管路相连。当膜需要药物清洗时，关闭自吸泵阀，开启药洗阀，可以对膜分离装置进行反冲洗，操作简单、方便、省时省力。

上述的复合循环生化式膜中水一体化处理设备的处理工艺，包括如下步骤：

1）、将经提升泵进入厌氧区的有机废水，通过布水推进装置使其充分厌氧并均匀向生化膜分离装置区推进；

2）、生化膜分离后的高浓度混合液通过空气提升泵折返回流到好氧区；

3）、膜分离区的混合液经好氧隔离筒内充分好氧，与厌氧交替循环形成厌氧、好氧、兼氧交替往复循环的生化过程。

本发明是在复合循环生化式膜中水处理设备内，由膜分离区和生化区组成，膜分离装置区和好氧隔离筒内为好氧区，外围为厌氧区，两者结合部位形成兼氧区。有机废水的的循环流是靠原水的进水管设置的推进动力，自吸泵形成的吸力和膜分离区空气提升泵的回流形成。交替流是从膜分离区经空气提升泵返回好氧区后，和好氧筒内曝气装置混合，空气由下而上运动，回流混合液由上而下运动，二者形成了交错流的同时和厌氧区交错，提高了氧利用率，增加了好氧区溶解氧浓度，减少了动力消耗。厌氧、好氧、兼氧交替的生化过程均在一个反应器内完成。由于该发明的生化反应装置在高容积负荷、长泥龄下运行有效地去除了COD、BOD、氨氮等污染物，出水水质达到中水回用标准。厌氧好氧兼氧融为一体，彻底解决了硝化反硝化不能完全连续循环，动力消耗高等现存问题，实现了污泥零排放。本发明结构简单、体积小，制造成本低廉，运行成本低，处理效果好，不产生污泥。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明工作时水力循环路径示意图。

具体实施方式

如图所示的复合循环生化式膜中水一体化处理设备，包括生化区、膜分离区、中水区、设备区，生化区和膜分离区设在同一生化反应器11内，生化区设在生化反应器11前侧，膜分离区设在生化反应器11后侧；从图中可以看出，生化反应器11为一长形处理箱，膜分离区和生化区在箱体内是贯通的。污水进口10设在生化反应器的生化区上部，生化区内经支架设有上下敞口式好氧隔离筒13，好氧隔离筒13将生化区分隔为厌氧区和好氧区，根据水量设计大小数量，筒内为好氧，筒外为厌氧，从图1中可以看出，好氧区内呈一字型排列三个好氧隔离筒。好氧隔离筒13内装有生物填料16，生物填料16用于好氧菌的生长繁殖。好氧隔离筒底部安装曝气装置15，曝气装置为莲蓬状喷头；好氧隔离筒内为好氧区，好氧隔离筒外为厌氧区，生化区的好氧区两边的厌氧区底部（即好氧隔离筒下方两侧的生化反应器内的底部）设有布水推进装置12，布水推进装置12进水口与污水进管相连，所述的布水推进装置是：生化区的厌氧区底部设有布水推进管，布水推进管侧壁上钻有布水孔，进水出口的末端为变径收口的锥形孔。利用进水的动力起到了布水推进作用。膜分离区经支架设有膜分离装置18和空气提升泵，空气提升泵进口设在膜分离区的底部，空气提升泵的出口上设有返流管9，返流管9出口设置在好氧隔离筒生物填料上方，返流管出口设有均水装置14，从图中可以看出，均水装置14为水平设置的多出口水管；复合循环生化式膜中水一体化处理设备11上方设有设备平台8，设备平台8上面为设备区，设备区设有自吸泵3、鼓风机2和配电控制柜1；设备平台8上设有中水箱6，中水箱即为中水区，膜分离装置18经自吸泵3与中水箱6连通；空气提升泵、曝气装置15与鼓风机2的供气管路17相连；自吸泵、鼓风机与配电控制柜电气连接。所述的空气提升泵的结构为：设有竖直的提水管19，提水管19下部的管壁上设有进气口20，提水管19下端部的进水口设置在膜分离装置的底部，鼓风机的进气管经空气阀门与进气口相连。进气流量用空气阀门控制，同好氧区和膜分离区同步工作。膜分离装置下侧设有曝气冲刷装置，曝气冲刷装置与鼓风机的供气管路相连。可以对膜分离装置的中空纤维膜冲洗防止膜污染，提高膜通量，所述的膜分离装置下部的曝气装置均为散气管。本发明进一步改进，所述的中水箱上设有进水管4、出水管7、药洗管5，进水管4经自吸泵与膜分离装置相连，出水管7设在中水箱上部，用于中水箱水满外排，药洗管5设在中水箱下部，药洗管上设有控制阀，药洗管另一端与膜分离装置和自吸泵间的管路相连。当膜需要药物清洗时，关闭自吸泵阀，开启药洗阀，可以对膜分离装置进行在线药洗，操作简单、方便、省时省力。

本发明的处理工艺包括如下步骤：

1）、将经提升泵进入厌氧区的有机废水，通过布水推进装置使其充分厌氧并均匀向生化膜分离装置区推进；

2）、生化膜分离后的高浓度混合液通过空气提升泵折返回流到好氧区；

3）、膜分离区的混合液经好氧隔离筒内充分好氧，与厌氧交替循环形成厌氧、好氧、兼氧交替往复循环的生化过程。

本发明是在复合循环生化式膜中水处理设备内，由膜分离区和生化区组成，膜分离装置区和好氧隔离筒内为好氧区，外围为厌氧区，两者结合部位形成兼氧区。有机废水的的循环流是靠原水的进水管设置的推进动力，自吸泵形成的吸力和膜分离区空气提升泵的回流形成。交替流是从膜分离区经空气提升泵返回好氧区后，和好氧筒内曝气装置混合，空气由下而上运动，回流混合液由上而下运动，二者形成了交错流的同时和厌氧区交错，提高了氧利用率，增加了好氧区溶解氧浓度，减少了动力消耗。厌氧、好氧、兼氧交替的生化过程均在一个反应器内完成。由于该发明的生化反应装置在高容积负荷、长泥龄下运行有效地去除了COD、BOD、氨氮等污染物，出水水质达到中水回用标准。厌氧好氧兼氧融为一体，彻底解决了硝化反硝化不能完全连续循环，动力消耗高等现存问题，实现了污泥零排放。本发明结构简单、体积小，制造成本低廉，运行成本低，处理效果好，不产生污泥。

Claims (6)

1.一种复合循环生化式膜中水一体化处理设备，包括生化区、膜分离区、中水区、设备区，其特征在于生化区和膜分离区设在同一生化反应器内，生化区设在生化反应器前侧，膜分离区设在生化反应器后侧;污水进口设在生化反应器的生化区上部，生化区内经支架设有上下敞口式好氧隔离筒，好氧隔离筒内装有生物填料，好氧隔离筒底部安装曝气装置；好氧隔离筒内为好氧区，好氧隔离筒外为厌氧区，生化区的好氧区两边的厌氧区底部设有布水推进装置，布水推进装置进水口与污水进口相连；膜分离区经支架设有膜分离装置和空气提升泵，空气提升泵进口设在膜分离区的底部，空气提升泵返流出口设置在好氧隔离筒生物填料上方，返流出口设有均水装置；生化反应器上方设有设备平台，设备平台上面为设备区，设备区设有自吸泵、鼓风机和配电控制柜；设备平台上设有中水箱，膜分离装置经自吸泵与中水箱连通；空气提升泵、曝气装置与鼓风机的供气管路相连；自吸泵、鼓风机与配电控制柜电气连接。

2.根据权利要求1所述的复合循环生化式膜中水一体化处理设备，其特征在于所述的布水推进装置是：生化区的厌氧区底部设有布水推进管，布水推进管侧壁上钻有布水孔，布水推进管出口的末端为变径收口的锥形孔。

3.根据权利要求1或2所述的复合循环生化式膜中水一体化处理设备，其特征在于所述的空气提升泵的结构为：设有竖直的提水管，提水管中下部的管壁上设有进气口，提水管下端部的进水口设置在膜分离装置的底部，出水口设置在好氧筒上部，鼓风机的进气管经空气阀门与进气口相连。

4.根据权利要求3所述的复合循环生化式膜中水一体化处理设备，其特征在于本所述的膜分离装置下侧设有曝气冲刷装置，曝气冲刷装置与鼓风机的供气管路相连。

5.根据权利要求3所述的复合循环生化式膜中水一体化处理设备，其特征在于所述的中水箱上设有进水管、出水管、药洗管，进水管经自吸泵与膜分离装置相连，出水管设在中水箱上部，药洗管设在中水箱下部，药洗管上设有控制阀，药洗管另一端与膜分离装置和自吸泵间的管路相连。

6.根据权利要求1所述的复合循环生化式膜中水一体化处理设备的处理工艺，其特征在于包括如下步骤：

1）、将经提升泵进入厌氧区的有机废水，通过布水推进装置使其充分厌氧并均匀向生化膜分离装置区推进；

2）、生化膜分离后的高浓度混合液通过空气提升泵折返回流到好氧区；

3）、膜分离区的混合液经好氧隔离筒内充分好氧，与厌氧交替循环形成厌氧、好氧、兼氧交替往复循环的生化过程。

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