CN104609678A - 一种智能污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能污水处理系统，在产水管上设置与自动控制系统连接的压力变送器，该自动控制系统在压力变送器的作用下或者根据智能污水处理系统的运行时间可自动控制进水阀、产水阀、反洗阀、排泥阀、吹扫阀以及加药阀的开关，以达到自动控制MBR反应系统原位在线清洗和原位离线清洗的目的，减少人为操作的误差，降低管理成本，保证MBR反应系统处于良好的运行状态，避免膜组件的频繁起吊，减少断丝率，延长MBR膜生物反应器的使用寿命，降低更换成本。此外，本发明的智能污水处理系统中增设了污泥回流系统，即污泥导流板及污泥斗，对辅助MBR膜生物反应器除磷效果显著。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种智能污水处理系统。
背景技术
随着国家节能减排要求的不断深化，污染物排放标准越来越严格，现行的生物处理技术已经较难达到新标准的要求，MBR反应系统以膜组件取代传统的生物处理技术末端二沉池，减少污水处理设施占地面积，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，截留水中的大分子有机物，提高生物处理效率，成为废水处理技术发展的趋势。
MBR反应系统虽然具有许多优势，但是其缺少污泥回流，厌氧释放磷的污泥没有回到系统中循环到好氧池吸收磷，使系统的除磷效果不理想。MBR反应系统长时间使用后需要进行清洗以恢复其工作能力，传统MBR反应系统膜需要起吊拆卸后再进行清洗，主要由人力操作，造成操作管理复杂，频繁的起吊清洗加剧了膜丝的断裂，存在堵塞、断丝等问题，更换维护成本高昂，而目前的运行管理大部分还属于粗放型管理，不正规的操作使MBR反应系统长期处于超负荷运转状态，更加速其老化，成为制约其推广应用的瓶颈。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能污水处理系统，无需人力操作即可自动控制MBR原位在线清洗和原位离线清洗。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种智能污水处理系统，包括通过管道依次连接的物化系统、厌氧池、缺氧池、好氧池，通过进水管与所述好氧池连接的MBR反应系统以及通过设置在所述MBR反应系统上部的产水管、反洗管与所述MBR反应系统连接的清水池；所述MBR反应系统下端连接有排泥管，所述MBR反应系统通过吹扫管与风机连接，所述MBR反应系统还通过加药管与配药池连接；所述进水管、所述产水管、所述排泥管、所述吹扫管、所述反洗管以及所述加药管分别设有进水阀、产水阀、排泥阀、吹扫阀、反洗阀、以及加药阀，所述进水阀、所述产水阀、所述排泥阀、所述吹扫阀、所述反洗阀以及所述加药阀分别与自动控制系统连接；所述产水管上设有与所述自动控制系统连接的压力变送器，所述自动控制系统在所述压力变送器的作用下或者根据智能污水处理系统的运行时间可自动控制所述智能污水处理系统进行原位在线清洗或者原位离线清洗。
其中，所述MBR反应系统包括MBR膜区、进水区以及位于所述MBR膜区以及所述进水区下端的污泥沉降区，所述MBR膜区与所述进水区通过隔板隔开，所述污泥沉降区包括污泥导流板和污泥斗，所述MBR膜区包括MBR膜生物反应器，所述MBR膜区下端设有用以支撑MBR膜生物反应器的第一支撑板，所述第一支撑板下方设有第二支撑板，所述第一支撑板与所述第二支撑板之间设有与所述MBR膜区宽度一致、用以截留污水中部分污泥的污泥导流板，所述污泥导流板下端设有与其配合的污泥斗，所述污泥斗下端通过所述排泥管与污泥池连接；所述厌氧池、所述缺氧池以及所述好氧池分别通过管道与所述排泥管连接。
其中，所述污泥导流板靠近所述污泥斗的一侧与水平面的夹角为锐角，所述锐角为50～60°。
其中，所述进水阀、所述产水阀、所述排泥阀、所述吹扫阀、所述反洗阀以及所述加药阀均为气动阀。
其中，所述好氧池还通过管道与所述吹扫管连接。
其中，所述加药管包括第一加药管以及第二加药管，所述第一加药管以及所述第二加药管上分别设有第一加药阀、第二加药阀；所述第一加药管以及所述第二加药管的一端分别与所述配药池连接，另一端与所述反洗管合并后再与所述MBR反应系统连接。
其中，所述好氧池通过管道与所述排泥管连接，在所述排泥管上形成一个连接点，所述连接点与所述MBR反应系统之间的排泥管之间设有泵，所述反洗管、所述加药管以及所述物化系统与所述厌氧池之间的管道也均设有泵，所述泵、所述风机均与所述自动控制系统连接。
其中，所述进水区还设有一个用以控制液位的液位计，所述液位计为投入式液位计。
其中，所述MBR反应系统四周通过固定架固定，所述MBR膜生物反应器内设有帘式膜片，所述帘式膜片的下端设有若干吹扫管分管。
其中，所述帘式膜片由PTFE微滤膜或者聚丙烯中空纤维膜组成。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：在产水管上设置与自动控制系统连接的压力变送器，该自动控制系统在压力变送器的作用下可自动控制进水阀、产水阀、反洗阀、排泥阀、吹扫阀以及加药阀的开关，以达到自动控制MBR反应系统原位在线清洗和原位离线清洗的目的，减少人为操作的误差，降低管理成本，保证MBR反应系统处于良好的运行状态，避免膜组件的频繁起吊，减少断丝率，延长MBR膜生物反应器的使用寿命，降低更换成本。此外，本发明的智能污水处理系统中增设了污泥回流系统，即污泥导流板及污泥斗，对辅助MBR膜生物反应器除磷效果显著。
附图说明
图1为本发明的智能污水处理系统的流程图。
图2为本发明的MBR反应系统的结构示意图。
图3为本发明的图1的A-A剖面图。
图4为本发明的图2的B向视图。
附图标记为：1-进水阀；2-产水阀；3-排泥阀；4-吹扫阀；5-反洗阀；6-第一加药阀；7-第二加药阀；8-压力变送器；9-液位计；10-固定架；11-MBR膜生物反应器；12-帘式膜片；13-隔板；14-第一支撑板；15-第二支撑板；16-污泥导流板；17-污泥斗；100-MBR膜区；200-进水区；300-污泥沉降区。
具体实施方式
下面结合图1～4并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种智能污水处理系统，包括通过管道依次连接的物化系统、厌氧池、缺氧池、好氧池，通过进水管与好氧池连接的MBR反应系统以及通过设置在MBR反应系统上部的产水管、反洗管与MBR反应系统连接的清水池；MBR反应系统下端连接有排泥管，MBR反应系统通过吹扫管与风机连接，MBR反应系统还通过加药管与配药池连接；进水管、产水管、排泥管、吹扫管、反洗管以及加药管分别设有进水阀1、产水阀2、排泥阀3、吹扫阀4、反洗阀5、以及加药阀，进水阀1、产水阀2、排泥阀3、吹扫阀4、反洗阀5以及加药阀分别与自动控制系统连接；产水管上设有与自动控制系统连接的压力变送器8，自动控制系统在压力变送器8的作用下或者根据智能污水处理系统的运行时间可自动控制智能污水处理系统进行原位在线清洗或者原位离线清洗。
本发明的智能污水处理系统的运行、停止、原位在线清洗以及原位离线清洗均通过自动控制系统进行自动控制。
正常运行时，自动控制系统控制进水阀1、产水阀2、排泥阀3、吹扫阀4以及产水管上的泵全开，污水通过进水管进入到MBR反应系统内部，MBR反应系统内部产生的清水在该泵的作用下通过产水管流向清水池；自动控制系统控制智能污水处理系统运行9分钟后停止1分钟，此时污泥沉淀下来通过排泥阀3排泥，吹扫阀4保持常开的状态。
当压力变送器8的压力显示达到0.03MPa或者智能污水处理系统运行时间累计达到3天时，自动控制系统自动启动原位在线清洗模式：进水阀1、反洗阀5、吹扫阀4、加药阀一级响应的泵全开，药剂连同反洗水一起通过反洗管进入MBR膜生物反应器11的膜丝内，洗出的污水通过进水管回到前端的厌氧池、缺氧池以及好氧池，吹扫阀4一直保持常开的状态，吹扫管在风机的作用下抖动MBR膜生物反应器11的膜丝，将附着在膜丝表面的污泥甩开，反洗30分钟，反洗时间可以通过运行情况相应调整。该原位在线清洗为MBR反应系统的日常清洗。
当压力变送器8的压力显示达到0.05MPa或者智能污水处理系统运行时间累计达到3个月时，自动控制系统自动启动原位离线清洗模式：先通过排泥管将MBR膜生物反应器11的污水排空，反洗水通过反洗管进入到MBR膜生物反应器11内，浸泡30分钟，循环1次后，再用配有混合药剂的反洗水浸泡12小时，分别用硫酸和次氯酸钠浸泡清洗，时间可以通过运行情况相应调整。本实施例中的原位离线清洗与原位在线清洗相比，其清洗更为彻底，是MBR膜反应系统的恢复性清洗。
本实施例中，MBR反应系统包括MBR膜区100、进水区200以及位于MBR膜区及进水区下端的污泥沉降区300，MBR膜区100与进水区200通过隔板13隔开，污泥沉降区300包括污泥导流板16和污泥斗17，MBR膜区100包括MBR膜生物反应器11，MBR膜区100下端设有用以支撑MBR膜生物反应器11的第一支撑板14，第一支撑板14下方设有第二支撑板15，第一支撑板14与第二支撑板15之间设有与MBR膜区100宽度一致、用以截留污水中部分污泥的污泥导流板16，污泥导流板16下端设有与其配合的污泥斗17，污泥斗17下端通过排泥管与污泥池连接；所述厌氧池、所述缺氧池以及所述好氧池分别通过管道与所述排泥管连接。从物化系统流出的污水通过厌氧池、缺氧池以及好氧池之后再通过进水管进入MBR反应系统的进水区，通过第一支撑板14、第二支撑板15后进入污泥沉降区300，MBR反应系统中的污水水量逐渐增至污泥导流板16的高度时，污水通过污泥导流板16之后截留部分污泥，落入污泥斗17中之后，在泵的作用下通过排泥管回流至厌氧池、缺氧池以及好氧池，再通过进水管进入MBR反应系统的进水区，如此循环，形成污泥回流系统。
作为本实施例优选的实施方式，污泥导流板16靠近污泥斗17的一侧与水平面的夹角为锐角，锐角为50～60°，以更有效地截留污水中的污泥。
本实施例的智能污水处理系统是通过自动控制系统进行控制，而自动控制系统是通过压力变送器的压力值或者系统累计运行时间进行控制，因此，将进水阀1、产水阀2、排泥阀3、吹扫阀4、反洗阀5以及加药阀均设置为气动阀。
本实施例中，为了不断为好氧池提供氧气，还通过管道与吹扫管连接，吹扫管在风机的作用下将氧气输入好氧池。
本实施例中，加药管包括第一加药管以及第二加药管，第一加药管以及第二加药管上分别设有第一加药阀6、第二加药阀7；第一加药管以及第二加药管的一端分别与配药池连接，另一端与反洗管合并后再与MBR反应系统连接；其中第一加药管与配药池中的硫酸罐连接，第二加药管与配药池中的次氯酸钠罐连接，进行原位在线清洗或者原位离线清洗时，第一加药管与第二加药管上的第一加药阀、第二加药阀均分别打开，硫酸和次氯酸钠分别通过第一加药管、第二加药管流出之后与反洗管中的清水混合，再进入MBR膜生物反应器的膜丝内。
本实施例中，好氧池通过管道与排泥管连接，在排泥管上形成一个连接点，该连接点与MBR反应系统之间的排泥管之间设有泵，反洗管、加药管以及物化系统与厌氧池之间的管道也均设有泵，所有的泵、风机均与自动控制系统连接；自动控制系统将根据智能污水处理系统不同的运行状态自动控各个泵及风机的开合。
本实施例中，进水区还设有一个用以检测设备液位高低的液位计9，液位计9为投入式液位计；投入式液位计是基于所测液体静压与该液体高度成正比的原理，采用扩散硅或陶瓷敏感元件的压阻效应，将静压转成电信号，经过温度补偿和线性校正，转换成DC4-20mA标准电流信号输出。液位信号接到智能控制系统，通过控制系统来控制进水区的液位，从而实现液位的显示、控制、报警和与其它设备的联锁保护。
MBR反应系统四周通过固定架10固定，MBR膜生物反应器11内设有帘式膜片12，帘式膜片12的下端设有若干吹扫管分管，吹扫管分管在风机作用下将气体输入MBR膜生物反应器11内，所产生的气压将抖动帘式膜片12内的膜丝，将粘附在膜丝表面的污泥甩开。
帘式膜片12由PTFE微滤膜或者聚丙烯中空纤维膜组成，其中PTFE微滤膜即聚四氟乙烯微滤膜，其耐温性好，可抗强酸、碱、有机溶剂和氧化剂，具有高微利截留率；聚丙烯中空纤维膜是国际上新一代膜分离材料，具有强度高、耐强酸强碱、耐细菌腐蚀、耐温性能好、表面非极性、抗污染能力强、微孔均匀、单位表面积通量大等优点，其膜分离孔径为0.1～0.3微米，孔隙率50～55％，截留分子量9万，可实现精密无菌过滤。
以某电镀污泥处理工程为例，其项目规模的设计能力为13200m3/d，实际运行能力为11000m3/d；采用本发明的智能污水处理系统进行污水处理，根据《电镀污染物排放标准GB21900-2008》标准检测该电镀污水处理前后的重金属和有机物污染物的含量，所实现的污染物减排情况见表1。
表1
| 污染物指标 | 年减排(t/a) |
| COD | 1485.55 |
| 氰化物 | 240.5788 |
| 总铬 | 220.022 |
| 总铜 | 332.7632 |
| 总镍 | 112.2594 |
| 总锌 | 134.904 |
| 氨氮 | 95.557 |
| 总氮 | 68.255 |
| 总磷 | 123.662 |
表1中各种污染物的减排情况与采用传统的污水处理系统相比，减排量大幅增加。
采用本发明的智能污水处理系统，MBR膜生物反应器的使用寿命延长1.3～1.5倍；原位在线清洗和离线清洗，避免膜组件的频繁起吊，减少断丝率，减少了传统MBR膜生物反应器使用和清洗方式对膜的损耗；增设污泥回流系统，实现了同步混合液回流和污泥回流，具备生物脱氮除磷完整的功能，工艺参数和清洗方式均采用全自动化控制，工艺稳定性和应急性能大大提高，人员劳动强度大幅度降低。
以上实施例仅用来说明本发明智能污水处理系统的工作原理，本发明并不局限于上述实施方式，即不意味着本发明必须依赖上述实施方式才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种智能污水处理系统，其特征在于，包括通过管道依次连接的物化系统、厌氧池、缺氧池、好氧池，通过进水管与所述好氧池连接的MBR反应系统以及通过设置在所述MBR反应系统上部的产水管、反洗管与所述MBR反应系统连接的清水池；所述MBR反应系统下端连接有排泥管，所述MBR反应系统通过吹扫管与风机连接，所述MBR反应系统还通过加药管与配药池连接；所述进水管、所述产水管、所述排泥管、所述吹扫管、所述反洗管以及所述加药管分别设有进水阀(1)、产水阀(2)、排泥阀(3)、吹扫阀(4)、反洗阀(5)、以及加药阀，所述进水阀(1)、所述产水阀(2)、所述排泥阀(3)、所述吹扫阀(4)、所述反洗阀(5)以及所述加药阀分别与自动控制系统连接；所述产水管上设有与所述自动控制系统连接的压力变送器(8)，所述自动控制系统在所述压力变送器(8)的作用下或者根据智能污水处理系统的运行时间可自动控制所述智能污水处理系统进行原位在线清洗或者原位离线清洗。
2.根据权利要求1所述的智能污水处理系统，其特征在于，所述MBR反应系统包括MBR膜区(100)、进水区(200)以及位于所述MBR膜区(100)及所述进水区(200)下端的污泥沉降区(300)，所述MBR膜区(100)与所述进水区(200)通过隔板(13)隔开，所述污泥沉降区(300)包括污泥导流板(16)和污泥斗(17)，所述MBR膜区(100)包括MBR膜生物反应器(11)，所述MBR膜区(100)下端设有用以支撑MBR膜生物反应器(11)的第一支撑板(14)，所述第一支撑板(14)下方设有第二支撑板(15)，所述第一支撑板(14)与所述第二支撑板(15)之间设有与所述MBR膜区(100)宽度一致、用以截留污水中部分污泥的污泥导流板(16)，所述污泥导流板(16)下端设有与其配合的污泥斗(17)，所述污泥斗(17)下端通过所述排泥管与污泥池连接；所述厌氧池、所述缺氧池以及所述好氧池分别通过管道与所述排泥管连接。
3.根据权利要求2所述的智能污水处理系统，其特征在于，所述污泥导流板(16)靠近所述污泥斗(17)的一侧与水平面的夹角为锐角，所述锐角为50～60°。
4.根据权利要求1所述的智能污水处理系统，其特征在于，所述进水阀(1)、所述产水阀(2)、所述排泥阀(3)、所述吹扫阀(4)、所述反洗阀(5)以及所述加药阀均为气动阀。
5.根据权利要求1所述的智能污水处理系统，其特征在于，所述好氧池还通过管道与所述吹扫管连接。
6.根据权利要求1所述的智能污水处理系统，其特征在于，所述加药管包括第一加药管以及第二加药管，所述第一加药管以及所述第二加药管上分别设有第一加药阀(6)、第二加药阀(7)；所述第一加药管以及所述第二加药管的一端分别与所述配药池连接，另一端与所述反洗管合并后再与所述MBR反应系统连接。
7.根据权利要求1至6任一项所述的智能污水处理系统，其特征在于，所述好氧池通过管道与所述排泥管连接，在所述排泥管上形成一个连接点，所述连接点与所述MBR反应系统之间的排泥管之间设有泵，所述反洗管、所述加药管以及所述物化系统与所述厌氧池之间的管道也均设有泵，所述泵、所述风机均与所述自动控制系统连接。
8.根据权利要求2至6任一项所述的智能污水处理系统，其特征在于，所述进水区还设有一个用以控制液位的液位计(9)，所述液位计(9)为投入式液位计。
9.根据权利要求2或3所述的智能污水处理系统，其特征在于，所述MBR反应系统四周通过固定架(10)固定，所述MBR膜生物反应器(11)内设有帘式膜片(12)，所述帘式膜片(12)的下端设有若干吹扫管分管。
10.根据权利要求9所述的智能污水处理系统，其特征在于，所述帘式膜片(12)由PTFE微滤膜或者聚丙烯中空纤维膜组成。
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