CN106698653A - 一种复合型节能降耗mbr污水处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合型节能降耗MBR污水处理系统。本发明生化池和膜池之间设置斜管沉淀池，在斜管沉淀池进水口侧壁设置导流板，导流板的后面放置斜管；膜池内设置MBR系统，斜管沉淀池底部设置有沉淀池污泥回流口和沉淀池污泥排放口，膜池底部设有膜池污泥回流口和膜池污泥排放口；MBR系统的产水口通过依次设置产水前阀、产水反洗泵和产水后阀的产水总管进入产水箱，所述产水反洗泵分别连接反洗前阀和反洗后阀，所述反洗前阀连接产水箱出水口，所述反洗后阀连接MBR系统的产水口。本发明确保生化系统污泥浓度稳定的前提下，减小膜池的污泥负荷，降低曝气量，增大膜通量，清洗操作方便，运行费用低，为以后市政污水提标改造和再生水回用提供好的技术储备。

Description

一种复合型节能降耗MBR污水处理系统
技术领域
本发明涉及污水处理领域，更具体地说，是涉及一种复合型节能降耗MBR污水处理系统。
背景技术
膜生物反应器（MBR）技术近年来发展迅速，尤其是在市政污水提标改造，再生水回用领域得到广泛应用。MBR是将膜组件的高效固液分离作用和传统生物反应器内微生物降解作用有机结合的一种污水处理技术。该工艺采用膜分离技术代替传统的二沉池进行泥水分离，与传统的活性污泥法相比，具有占地面积小，出水水质好，抗冲击负荷能力强，高的容积负荷等优点；但是存在能耗高，膜污染严重，曝气量太大时，断丝严重，投资费用和运行费用高等缺点，限制了MBR技术进一步发展。
MBR按照膜组件和生物反应器的相对位置可分为一体式MBR和分置式MBR，一体式MBR直接将膜组件置于生物反应器中，通过抽吸得到过滤液。为了减少膜面污染，延长运行周期，泵采用间歇抽吸运行。曝气量必须保证膜面最低的错流速度，曝气量是传统活性污泥工艺的3倍以上，曝气方式的氧气传质效率低、膜面冲刷的曝气能耗的有效利用率不到30%，导致曝气能耗巨大。一体式MBR存在的高能耗问题一直未找到有效的解决办法。
分置式MBR是指膜组件单元与生物反应池单独分开设计，它们之间的混合液的交换采用循环泵或者H循环管来完成。分置式MBR的膜组件过滤池置于生物反应池外，清洗维护比较方便，但是为了获得适当的膜面错流速度，必须增大泵功率，从而增大了能耗，且能耗一般大于一体式MBR。同时在脱氮除磷方面效果不好，只能通过前置的厌氧池、缺氧池来解决。为了MBR的发展和应用，研发一个新型MBR系统是迫不及待的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种复合型节能降耗MBR污水处理系统。
本发明一种复合型节能降耗MBR污水处理系统，通过下述技术方案予以实现，包括污泥缓冲区和MBR系统，生化池和膜池之间设置斜管沉淀池，所述污泥缓冲区通过设置斜管沉淀池实现，在斜管沉淀池进水口侧壁设置导流板，导流板的后面放置斜管；生化池的生化液溢流通过斜管沉淀池进水口进入斜管沉淀池；通过导流板实现污泥缓冲区的逆向沉淀方式；膜池内设置MBR系统，斜管沉淀池底部设置有沉淀池污泥回流口和沉淀池污泥排放口，沉淀池污泥回流口通过设置沉淀池回流泵、污泥回流流量计和污泥回流阀门的管路连接生化池底部，膜池底部设有膜池污泥回流口和膜池污泥排放口，膜池污泥回流口通过依次设置膜池回流泵、膜池回流阀门和膜池回流流量计的管路连接斜管沉淀池底部；MBR系统的产水口通过依次设置产水前阀、产水反洗泵和产水后阀的产水总管进入产水箱，所述产水反洗泵分别连接反洗前阀和反洗后阀，所述反洗前阀连接产水箱出水口，所述反洗后阀连接MBR系统的产水口。
所述污泥缓冲区中斜管的长度为1.0m-1.5m，斜管孔径为60mm-100mm，斜管的倾斜角为60°，导流板的底部高于池底300mm-500mm，导流板距池壁150mm-250mm，该空隙是泥水混合液进入斜管区域的唯一通道。
所述斜管上部清水区水深设计为500mm-700mm，清水区的深度为斜管顶端与膜池进水口之间的距离；斜管与沉淀池斜管底部之间的高度为1.2m。
所述的MBR系统正下方设有曝气装置，由曝气风机进行供氧，曝气装置设置电磁阀和流量计。
所述的MBR系统采用中空纤维帘式膜，每个膜组件的集水管通过活接和阀门与集水总管相连接，每个膜组件可形成一个独立的水处理单元，便于后期检修和维护。
所述的曝气装置安装于膜池底部，两片中空纤维帘式膜组件中间，曝气装置距膜组件底部200mm-300mm，曝气装置采用微孔曝气盘、微孔曝气管或者微孔曝气盘和微孔曝气管相结合。
所述的MBR系统曝气方式采用间歇脉冲曝气，单片膜的曝气量为4Nm3/h-10Nm3/h ，曝气时间0.5min-2min，产水时间4min-10min。
所述的MBR系统曝气方式为停8min开2min，停5min开1min或停4min开1min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明复合型节能降耗MBR系统由污泥缓冲区和MBR系统组成；确保生化系统污泥浓度稳定的前提下，减小膜池的污泥负荷，降低曝气量，增大膜通量，清洗操作方便，运行费用低，为以后市政污水提标改造和再生水回用提供好的技术储备。
本发明包括污泥缓冲区和MBR系统，污泥缓冲区采用斜管沉淀，上清液溢流进入MBR系统，降低MBR系统的污泥负荷。对污泥缓冲区和MBR系统曝气、回流等进行优化设计，工序改善，细节调整，不仅保证MBR反应器的脱氮除磷能力，也可以将曝气量降低至原来的30%以下。采用自动控制曝气量技术，提高充氧效率和氧的利用率，降低曝气能耗；低污泥回流比降低了污泥回流泵的能耗，综上技术特点，降低了本系统的能耗和运行费用。
通过试验证明，本发明的MBR系统在污水处理中试中取得了好的效果，出水基本达到CODCr<30mg/L，TN<10mg/L，TP<0.3mg/L，NH3-N<1.5mg/L的处理要求。
污泥缓冲区采用斜管沉淀是本发明的创新之一，经过污泥缓冲沉淀，进入MBR系统的混合液浓度低，膜池的污泥负荷小，可以减缓膜的污染程度，延长膜的清洗周期，减少药耗、能耗，进而可以增长膜的使用寿命，减少运行维护费用。
污泥缓冲区经过污泥浓缩，污泥浓度较大，将污泥缓冲区的污泥进行回流，补充前面的污泥浓度，较小的污泥回流比即可满足需要，从而降低了污泥回流泵的能耗。
膜池采用自动控制曝气量技术，通过自动调频设计，鼓风机的频率可根据膜池的跨膜压差进行自行调节曝气量，提高充氧效率和氧的利用率，降低曝气能耗。
将MBR系统中的膜组件分成两组，采用分流阀将鼓风机的供气量分配给两组曝气装置，运行过程中，将膜组件原来的连续曝气改为两组间歇曝气，从而也降低了曝气能耗。
膜池的曝气方式采用间歇曝气，而是产水-曝气-产水-曝气间歇进行，间歇曝气也在一定程度上减少了鼓风机的能耗。
上述三种技术结合，曝气量可降低至原来的75%-90%，实现了本发明MBR系统低能耗的设计目的。
膜组件框架的设计，不仅大大提高了操作的简便性，每个膜组件可单独取出和插入，安装和拆卸非常方便，膜与膜之间互不影响，大大降低了操作的复杂性和劳动强度。同时，膜组件离线清洗时可以分批清洗，每个膜组件清洗时不影响整个系统的正常稳定运行，满足工程不停产、连续运行的实际需求。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是MBR系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明一种复合型节能降耗MBR污水处理系统，通过下述技术方案予以实现，包括污泥缓冲区4和MBR系统6，所述污泥缓冲区4通过设置斜管沉淀池实现，在斜管沉淀池进水口2侧壁设置导流板，导流板的后面放置斜管3；生化池1的生化液通过斜管沉淀池进水口2溢流进入斜管沉淀池；通过导流板实现污泥缓冲区的逆向沉淀方式；膜池内设置MBR系统，斜管沉淀池的水通过膜池进水口5溢流进入膜池；MBR系统下部装有曝气装置；斜管沉淀池底部设置有沉淀池污泥回流口和沉淀池污泥排放口，污泥回流口通过设置沉淀池的污泥回流泵7、沉淀池回流阀门9和沉淀池的污泥流量计8的回流管路将污泥回流至前段的生化池底部；膜池底部也设有污泥回流口和污泥排放口，膜池污泥回流口通过依次设置的膜池污泥回流泵13、膜池回流阀门15和膜池污泥回流流量计14的管路连接污泥缓冲区底部；MBR系统的产水口通过依次设置产水前阀16、产水反洗泵20和产水后阀18的产水总管进入产水箱21，所述产水反洗泵分别连接反洗前阀19和反洗后阀17，所述反洗前阀连接产水箱出水口，所述反洗后阀连接MBR系统的产水口。
所述污泥缓冲区中斜管的长度为1.0m-1.5m，斜管孔径为60mm-100mm，斜管的倾斜角为60°，导流板的底部高于池底300mm-500mm，导流板距池壁150mm-250mm，该空隙是泥水混合液进入斜管区域的唯一通道。
所述斜管上部清水区水深设计为500mm-700mm，清水区的深度为斜管顶端与膜池进水口之间的距离；底部配水区和缓冲区高度为1.2m。
如图2所示，所述的MBR系统正下方设有曝气装置，由曝气风机12进行供氧，曝气装置设置电磁阀11和流量计10。设置电磁阀11和流量计10的曝气总管26分别连接微孔曝气管25；每片帘式膜组件24分别连接设置膜组件产水阀23的产水管，每根产水管分别连接产水总管22，产水总管22设置产水前阀16和产水反洗泵20。
所述的MBR系统采用中空纤维帘式膜，每个膜组件的集水管通过活接和阀门与集水总管相连接，每个膜组件可形成一个独立的水处理单元，便于后期检修和维护。
所述的曝气装置安装于膜池底部，两片中空纤维帘式膜组件中间，曝气装置距膜组件底部200mm-300mm，曝气装置采用微孔曝气盘、微孔曝气管或者微孔曝气盘和微孔曝气管相结合。
所述的MBR系统曝气方式采用间歇脉冲曝气，单片膜的曝气量为4Nm3/h-10Nm3/h ，曝气时间0.5min-2min，产水时间4min-10min。
所述的MBR系统曝气方式为停8min开2min，停5min开1min或停4min开1min。
具体实施例如下：
在污泥缓冲区4放置合适大小的斜管3，使其左右与池壁接触，填满池子，斜管的倾斜角度为60°，斜管与池底的距离1.2m；在MBR系统6中距池底200mm-300mm处安装曝气装置，曝气盘分为两组安装，每组相互连通由同一管道供气，两组曝气装置供气管由与曝气风机12连接的一供气总管分支出去。在曝气装置的上方200mm处组装膜组件框架，每片膜产水管道均安装有阀门，最后汇入膜池上方的产水总管，通过产水前阀16、产水反洗泵20、产水后阀18及产水电磁流量计进入产水箱21。从产水箱21底部连接一管道，通过反洗前阀19、产水反洗泵20、反洗后阀17与产水总管连接，可对膜进行反冲洗。MBR系统和污泥缓冲区均安装有污泥回流管路和污泥排放管路。
在本发明中，污水从前端的好氧池进入污泥缓冲区，对污水中的污泥进行沉降，其停留时间为1.5h-3h，设计斜管区的表面负荷为4m3/m2*d-8m3/m2*d，设计固体负荷150kg/m2*d-300kg/m2*d。正常运行后，斜管沉淀池的污泥回流比为50%-150%，运行一段时间后，开始对其排泥，确保适宜的污泥浓度，生化处理效果，同时提高污泥缓冲区的效率。
本发明中膜池的曝气方式采用间歇脉冲曝气，单片膜的曝气量为4Nm3/h-10Nm3/h，曝气时间0.5min-2min，产水时间4min-10min。曝气方式为停8min开2min，停5min开1min，或停4min开1min，具体方式有进水情况而定。在停止产水进行曝气的期间，进行反冲洗。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1. 一种复合型节能降耗MBR污水处理系统，包括污泥缓冲区和MBR系统，其特征在于：生化池和膜池之间设置斜管沉淀池，所述污泥缓冲区通过设置斜管沉淀池实现，在斜管沉淀池进水口侧壁设置导流板，导流板的后面放置斜管；生化池的生化液溢流通过斜管沉淀池进水口进入斜管沉淀池；通过导流板实现污泥缓冲区的逆向沉淀方式；膜池内设置MBR系统，斜管沉淀池底部设置有沉淀池污泥回流口和沉淀池污泥排放口，沉淀池污泥回流口通过设置沉淀池回流泵、污泥回流流量计和污泥回流阀门的管路连接生化池底部， 膜池底部设有膜池污泥回流口和膜池污泥排放口，膜池污泥回流口通过依次设置膜池回流泵、膜池回流阀门和膜池回流流量计的管路连接斜管沉淀池底部；MBR系统的产水口通过依次设置产水前阀、产水反洗泵和产水后阀的产水总管进入产水箱，所述产水反洗泵分别连接反洗前阀和反洗后阀，所述反洗前阀连接产水箱出水口，所述反洗后阀连接MBR系统的产水口。
2.根据权利要求1所述的复合型节能降耗MBR污水处理系统，其特征是，所述污泥缓冲区中斜管的长度为1.0m-1.5m，斜管孔径为60mm-100mm，斜管的倾斜角为60°，导流板的底部高于池底300mm-500mm，导流板距池壁150mm-250mm，该空隙是泥水混合液进入斜管区域的唯一通道。
3.根据权利要求1或2所述的复合型节能降耗MBR污水处理系统，其特征是，所述斜管上部清水区水深设计为500mm-700mm，清水区的深度为斜管顶端与膜池进水口之间的距离；斜管沉淀池底部与斜管底部之间的高度为1.2m。
4.根据权利要求1所述的复合型节能降耗MBR污水处理系统，其特征是，所述的MBR系统正下方设有曝气装置，由曝气风机进行供氧，曝气装置分别设置电磁阀和流量计。
5.根据权利要求1所述的复合型节能降耗MBR污水处理系统，其特征是，所述的MBR系统采用中空纤维帘式膜，每个膜组件的集水管通过阀门与集水总管相连接，每个膜组件可形成一个独立的水处理单元。
6.根据权利要求1所述的复合型节能降耗MBR污水处理系统，其特征是，所述的曝气装置安装于膜池底部的两片中空纤维帘式膜中间，曝气装置距膜组件底部200mm-300mm，曝气装置采用微孔曝气盘、微孔曝气管或者微孔曝气盘和微孔曝气管相结合。
7.根据权利要求1所述的复合型节能降耗MBR污水处理系统，其特征是，所述的MBR系统曝气方式采用间歇脉冲曝气，单片膜的曝气量为4Nm3/h-10Nm3/h ，曝气时间0.5min-2min，产水时间4min-10min。
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