CN104016474B - 污水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水处理装置，包括风机、水泵、罐体，所述罐体的上部设置污水进口、排气口，污水进口下方的罐体内部固定Z形隔板，Z形隔板包括上隔板、竖隔板、下隔板，Z形隔板将罐体内的空间分隔成四个区域；上隔板上开有多个回流孔，回流孔上安装有防逆流咀，防逆流咀防止上隔板上方的水流向上隔板下方；膜组件固定于上隔板的下方，挂膜填料组件固定于下隔板的上方；左曝气装置固定于膜组件的下方，左曝气装置与罐体外的风机通过供气管道连接；罐体外的水泵的进水口与膜组件的膜组件出水总管通过水管连接，供气管道、水管上安装阀件。本装置集成生物膜法与膜生物反应器两种污水处理工艺装备，占地面积小，投资和运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理设备，尤其涉及一种用膜处理的污水装置。
背景技术
由于水体富营养化问题日益严重，对于排放污水中的氮、磷指标要求开始越来越严格。我国2002年发布的GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级标准的A标准要求TP小于0.5mg/l，氨氮小于5mg/l，总氮小于15mg/l。因此，处理污水过程中，需要特别注重氮磷等营养物质的去除。
目前典型的污水处理工艺一般包括好氧、缺氧、厌氧、沉淀排泥等组合的处理单元。活性污泥中不同微生物通过有机物、氮、磷等去除使得自身得以增值，并通过沉淀排泥将固化到微生物的营养物质排出系统，从而将各种污染物进行去除，其机理即是应用了不同类型的微生物作用，通过排放部分污泥实现碳氮磷等营养物质从污水处理系统的去除。生物膜法是污水生物处理的主要工艺之一，微生物以膜状固着在某种载体的表面上呈附着生长状态，使得不同类型的微生物得以富集生长。采用生物膜法工艺，微生物种类多，生物的食物链长，微生物量大，处理能力高，可显著提高污水处理效果，而且污泥沉降性良好，易于固液分离，剩余污泥产量少，耐冲击负荷高，对水质水量变动具有较强的适应性，并能处理低浓度污水，可减少污泥膨胀问题发生。
传统的膜生物反应器工艺将曝气池和沉淀池集成在一起，通过膜截留作用大大提高了反应器内的微生物浓度，使得不同类型的微生物得以富集生长，特别是使硝化菌长期停留在好氧池内，在不增加池容的前提下，延长了污泥泥龄，满足了硝化菌的生长，减少了硝化菌的流失。因此，膜生物反应器对有机物、氨氮和悬浮物等去除具有明显的效果。目前，已经公开的膜生物反应器技术，大多数为综合处理装置，所涉及的处理装置均是独立分离式的结构，不仅主体设备体积过大，系统繁杂，而且制造成本也高，运行成本也高，显然不适合小型社区或农村村镇的生活污水处理工程。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种污水处理装置，集成生物膜法与膜生物反应器两种污水处理工艺装备，占地面积小，投资和运行成本低，能有效去除污水中的有机物、氮和磷等营养物质。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：污水处理装置，包括风机、水泵、罐体，所述罐体的上部设置污水进口、排气口，污水进口下方的罐体内部固定Z形隔板，Z形隔板包括上隔板、竖隔板、下隔板，上隔板、竖隔板、下隔板的前后端面均固定在罐体的前后侧壁上，水平设置的上隔板的左端固定于罐体左侧的内壁上，竖隔板的上端固定于上隔板的右端，竖隔板的下端固定于下隔板的左端，下隔板水平设置且其右端与罐体的右侧壁之间留有空隙，下隔板与罐体底面之间留有空隙；上隔板上开有多个回流孔，回流孔上安装有防逆流咀，防逆流咀防止上隔板上方的水流向上隔板下方；膜组件固定于上隔板的下方，挂膜填料组件固定于下隔板的上方；左曝气装置固定于膜组件的下方，左曝气装置与罐体外的风机通过供气管道连接；罐体外的水泵的进水口与膜组件的膜组件出水总管通过水管连接，供气管道、水管上安装阀件。
所述罐体内固定右曝气装置，右曝气装置固定于下隔板的上方、挂膜填料组件的下方，右曝气装置与罐体外的风机通过供气管道连接，供气管道上安装阀件。
所述污水进口位于罐体左侧壁的上部，上隔板固定于污水进口下方的罐体侧壁上。
所述上隔板上安装导流板，导流板安装方向与水流方向平行。
所述膜组件是平板膜组件或中空纤维膜组件，膜组件的膜片或膜管的安装方向与水流方向平行；所述挂膜填料组件包括挂膜填料和填料支架，挂膜填料为软性和半软性的生物组合填料，挂膜填料组件放置方向与水流方向垂直。
所述污水处理装置还包括清水箱，清水箱的上部设有溢水口，水泵的出水口通过水管与清水箱连接，水管上安装阀件。
所述水泵的进水口与清水箱之间另设一路水管，水泵的出水口与膜组件出水总管之间也另设一路水管，每路水管上均安装阀件。
所述污水处理装置还包括控制器，控制器设置于罐体的外部，控制器包括控制操作面板、控制线路，还包括可编程控制器或单片机控制器，控制器的控制线路分别与风机、水泵连接。
上述水管上的阀件均为电磁阀，电磁阀通过控制线路与控制器连接。
所述罐体上还安装液位计，液位计包括液位传感器，液位传感器通过控制线路与控制器连接。
本发明的优点在于：1、罐体内固定的Z形隔板将罐体内的空间分隔成四个区域，上隔板上设置回流孔、防逆流咀，向罐体内曝气时，污水会在四个区域内循环，利用下隔板上方的挂膜填料组件进行生物膜法处理污水，利用上隔板下方的膜组件进行膜生物法处理污水，处理后的水体由水泵抽出，这样利用一个罐体、风机、水泵等即可完成污水处理，处理污水的效果好，设备集成度高，结构紧凑，整体化程度高，占地面积小，适合标准化、规模化生产，尤其适用于小型社区或农村村镇的生活污水处理工程等污水处理水量小的场合。2、挂膜填料组件下方设置右曝气装置，在培菌阶段、培养污泥活性时可采用该装置曝气。3、水泵抽出的水体暂存于清水箱，经过澄清后由溢水口溢出，达到进一步处理的作用。4、水泵的进水口增加一路与清水箱连接的水管，出水口增加一路与膜组件出水总管连接的水管，可以实现对膜组件的反洗，防止膜组件堵塞。5、通过控制器控制风机、水泵、电磁阀、液位计等，自动化程度高。
附图说明
图1是本发明实施例罐体结构示意图。
图2是本发明实施例污水处理装置结构示意图。
图中：1、罐体，2、污水进口，3、排气口，4、人孔，5、排空口，6、液位计，7、上隔板，8竖隔板，9、下隔板，10、回流孔，11、防逆流咀，12、膜组件，13、左曝气装置，14、右曝气装置，15、挂膜填料组件，16、风机，17、控制器，18、水泵，19、第一电磁阀，20、清水箱，21、溢水口，22、导流板，23、膜组件出水总管，24、安装孔，25、第二电磁阀，26、第三电磁阀，27、第四电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图、实施例对本发明进一步说明。
如图1、图2所示的污水处理装置，包括罐体1、水泵18、风机16、控制器17等。
罐体1的结构如图1所示，罐体1为圆罐形，罐体1的左侧上部开有污水进口2，顶部开有排气口3、人孔4，右侧下部开有排空口5，右侧上部装有液位计6。污水进口2用于向罐体1内注入待处理的污水，排气口3用于排出罐体内的气体，人孔4用于进入罐体1安装其内部零件、装置，排空口5用于必要时排出罐体1内的污水或其它流体，液位计6包括液位传感器，用于监测罐体1内的水位。
罐体1内部固定Z形隔板，如图1所示，Z形隔板由三部分固定连接组成：上隔板7、竖隔板8、下隔板9。上隔板7、竖隔板8、下隔板9的前后端面均固定在罐体1的前后侧壁上。水平设置的上隔板7左端面固定于罐体1左侧的内壁上，并且位于污水进口2的下方，竖隔板8的上端固定于上隔板7的右端，竖隔板8的下端固定于下隔板9的左端，下隔板9水平设置且其右端与罐体1的右侧壁之间留有空隙，下隔板9与罐体底面之间留有空隙，使下隔板9的上方、下方相通。
上隔板7上开有多个回流孔10，回流孔10上安装有防逆流咀11，防逆流咀11允许上隔板7下方的水通过回流孔10流向上隔板7的上方，防止上隔板7上方的水流向上隔板7下方。
这样Z形隔板将罐体1的内部空间分割成四个空间，如图1所示的A、B、C、D四个区域，上隔板7上方的空间为A区，上隔板7下方的空间为B区，下隔板9上方的空间为C区，下隔板9下方的空间为D区。并且由于上隔板7上设置回流孔10、防逆流咀11，在外力作用下，罐体1内的液体可在罐体1内循环，循环方向为A区—C区—D区—B区—A区。
竖隔板8上开有安装孔24，安装孔24可开启或闭合，开启时，安装人员或设备可由此进入，以便在竖隔板8的左侧安装其它零部件，处理污水时关闭安装孔24。
罐体1内部安装有膜组件12，膜组件12位于上隔板7的下方（B区），膜组件12可以是平板膜组件或中空纤维膜组件，膜片或膜管的安装方向与水流方向平行，膜组件12处理后的水体由膜组件出水总管23排出。
罐体1内部还安装左曝气装置13，左曝气装置13位于上隔板7的下方（B区），并且位于膜组件12的下方。左曝气装置13与罐体1外的风机16通过供气管道连接，供气管道上设置阀件，风机16、左曝气装置13用于向罐体1内供气。
罐体1内部还安装右曝气装置14，右曝气装置14位于下隔板9的上方（C区），右曝气装置14也与罐体1外的风机16通过供气管道连接，供气管道上设置阀件。右曝气装置14只在该污水处理装置启动培菌阶段，培养活性污泥需要曝气时投入使用，进入正常污水处理阶段，不需要曝气供氧。
罐体1内部还安装挂膜填料组件15，挂膜填料组件15位于下隔板9的上方（C区），并且位于右曝气装置14的上方。挂膜填料组件15由挂膜填料和填料支架构成。挂膜填料为软性和半软性的生物组合填料，具有丰富的比表面积和良好的生物亲和性，并具有一定的强度，放置方向与水流方向垂直，用于吸附微生物和有机污染物。微生物以膜状固着在填料上富集生长，形成多层次的生物群落，主要培菌目标为反硝化菌群和释磷菌群，实现缺氧条件下的反硝化与释磷，达到同步高效除磷和脱氮的效果。
罐体1内部还安装导流板22，导流板22固定于上隔板7的上面(A区)，导流板22安装方向与水流方向平行。进入罐体1的污水经导流板22均布后，均匀地引入下隔板9的上方（C区），使进入的污水与C区的污泥和填料进行充分的混合和接触。
罐体1的顶面安装水泵18、清水箱20，水泵18的进水口通过水管与膜组件出水总管23连接，水泵18的出水口通过水管与清水箱20连接，清水箱20的侧壁上部开有溢水口21，这样处理后的水体通过水泵18送入清水箱20暂存，供反洗膜组件12用，多余的清水通过溢水口21溢出。
为了反洗膜组件12，水泵18进水口、出水口分别连接的水管有两路，两路进水管上均设有电磁阀，一路进水管连接膜组件出水总管23相连，管路上设置第四电磁阀27，水泵18的另一路进水管连接清水箱20，管路上设置第二电磁阀25。水泵18的两路出水管上也均设有电磁阀，一路出水管连接清水箱20，管路上设置第一电磁阀19，另一路出水管连接膜组件出水总管23，管路上设置第三电磁阀26。正常处理污水时，第四电磁阀27、第一电磁阀19都打开，第二电磁阀25、第三电磁阀26都关闭，处理后的水体经膜组件出水总管23、第四电磁阀27、水泵18、第一电磁阀19流向清水箱20；需要反洗膜组件12时，第四电磁阀27、第一电磁阀19都关闭，第二电磁阀25、第三电磁阀26都打开，清水箱20内的清水经第二电磁阀25、水泵18、第三电磁阀26、膜组件出水总管23流向膜组件12。
风机16设置于罐体1的外部，风机16通过供气管分别与左曝气装置13、右曝气装置14连接，用于向罐体1内输气供氧，供气管路上安装阀件。
控制器17设置与罐体1的外部，控制器17包括控制操作面板、控制线路，还包括可编程控制器（PLC）或单片机控制器。控制器17的控制线路分别连接液位计6的液位传感器、风机16、水泵18、第一电磁阀19、第二电磁阀25、第三电磁阀26、第四电磁阀27，控制整个污水处理装置。例如根据罐体1内的水位控制风机16的供气状态、电磁阀的启闭、水泵18的启闭，也可根据反洗膜组件12的需要，控制水泵18、电磁阀的启闭等。
上述风机16、水泵18、清水箱20、控制器17，可以根据需要确定安装位置。上述罐体1也可由箱体或其它形状的容器代替。
膜组件、挂膜填料组件已有现有技术公开，不再赘述。
该污水处理装置运行过程：
培菌阶段、培养活性污泥时，关闭连通左曝气装置13的阀件，开启连通右曝气装置14的阀件，通过控制器17，关闭水泵18、水管上的电磁阀，启动风机16，向挂膜填料组件15下方供气。
处理污水时，污水通过污水进口2进入罐体1中上隔板7上方（A区），通过导流板22均布后，流入生物膜反应区（C区），与该区域内的污泥和填料进行充分的混合和接触，为反硝化菌群和释磷菌群的生长提供碳源。
污水再流经下隔板9下方（D区），进入好氧膜生物反应区（B区），在该区域内，风机16通过左曝气装置13进行曝气，一方面为有机物的好氧快速分解、微生物好氧硝化与好氧吸磷提供生化反应条件，同时，通过对水体的剧烈搅动，冲刷膜组件12的膜体表面，防止膜体过滤通道堵塞；另一方面，在密度差的作用下气泡带动污泥混合液向上运动，穿过上隔板7上的回流孔10、防逆流咀11，流入A区。在A区，气泡从水面溢出，通过排气口3排出，而该股污泥混合液接着进入生物膜反应区，实现活性污泥的回流，为微生物缺氧条件下的反硝化与释磷提供生化反应条件，达到同步除磷和脱氮的目的。此后罐体1的水体不断在罐体1内的四个区域循环。
膜组件12在水泵18的抽吸作用下，截留水中的各种悬浮物（包括活性污泥和微生物），滤出清水，汇入膜组件出水总管23，通过水泵18输入清水箱20，经清水箱20暂存后，通过溢水口21溢流排出。
膜组件12在水泵18的作用下，通过控制器17切换水管上的四个电磁阀，进行过滤和反洗的交替运行。反洗水源由水泵18从清水箱20中抽取，从与过滤相反的方向反冲膜组件12的膜体过滤通道，防止堵塞。
Claims (10)
1.污水处理装置，包括风机、水泵、罐体，其特征在于：所述罐体的上部设置污水进口、排气口，污水进口下方的罐体内部固定Z形隔板，Z形隔板包括上隔板、竖隔板、下隔板，上隔板、竖隔板、下隔板的前后端面均固定在罐体的前后侧壁上，水平设置的上隔板的左端固定于罐体左侧的内壁上，竖隔板的上端固定于上隔板的右端，竖隔板的下端固定于下隔板的左端，下隔板水平设置且其右端与罐体的右侧壁之间留有空隙，下隔板与罐体底面之间留有空隙；上隔板上开有多个回流孔，回流孔上安装有防逆流咀，防逆流咀防止上隔板上方的水流向上隔板下方；膜组件固定于上隔板的下方，挂膜填料组件固定于下隔板的上方；左曝气装置固定于膜组件的下方，左曝气装置与罐体外的风机通过供气管道连接；罐体外的水泵的进水口与膜组件的膜组件出水总管通过水管连接，供气管道、水管上安装阀件。
2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于：所述罐体内固定右曝气装置，右曝气装置固定于下隔板的上方、挂膜填料组件的下方，右曝气装置与罐体外的风机通过供气管道连接，供气管道上安装阀件。
3.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于：所述污水进口位于罐体左侧壁的上部，上隔板固定于污水进口下方的罐体侧壁上。
4.根据权利要求3所述的污水处理装置，其特征在于：所述上隔板上安装导流板，导流板安装方向与水流方向平行。
5.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于：所述膜组件是平板膜组件或中空纤维膜组件，膜组件的膜片或膜管的安装方向与水流方向平行；所述挂膜填料组件包括挂膜填料和填料支架，挂膜填料为软性和半软性的生物组合填料，挂膜填料组件放置方向与水流方向垂直。
6.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于：所述污水处理装置还包括清水箱，清水箱的上部设有溢水口，水泵的出水口通过水管与清水箱连接，水管上安装阀件。
7.根据权利要求6所述的污水处理装置，其特征在于：所述水泵的进水口与清水箱之间另设一路水管，水泵的出水口与膜组件出水总管之间也另设一路水管，每路水管上均安装阀件。
8.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于：所述污水处理装置还包括控制器，控制器设置于罐体的外部，控制器包括控制操作面板、控制线路，还包括可编程控制器或单片机控制器，控制器的控制线路分别与风机、水泵连接。
9.根据权利要求8所述的污水处理装置，其特征在于：罐体外的水泵的进水口与膜组件的膜组件出水总管通过水管连接，水管上安装阀件；所述污水处理装置还包括清水箱，清水箱的上部设有溢水口，水泵的出水口通过水管与清水箱连接，水管上安装阀件；所述水泵的进水口与清水箱之间另设一路水管，水泵的出水口与膜组件出水总管之间也另设一路水管，每路水管上均安装阀件，四个阀件均为电磁阀，所述电磁阀通过控制线路与控制器连接。
10.根据权利要求8或9所述的污水处理装置，其特征在于：所述罐体上还安装液位计，液位计包括液位传感器，液位传感器通过控制线路与控制器连接。
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