CN107651811A

CN107651811A - 一种市政污水处理工艺及装置

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Publication number: CN107651811A
Application number: CN201710925938.8A
Authority: CN
Inventors: 毛强平
Original assignee: 毛强平
Current assignee: HYNAR WATER Group Corp.
Priority date: 2017-10-05
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2018-02-02
Anticipated expiration: 2037-10-05
Also published as: CN107651811B

Abstract

本发明涉及一种市政污水处理工艺及装置，属于市政环保技术领域。本发明针对市政生活污水，采用了预过滤、生化处理、藻类光反应处理、超滤处理、反渗透处理、浓水絮凝、反渗透浓缩、电渗析、蒸发结晶等步骤，实现了生活污水的零排放。该工艺能够将生活污水进行集成处理步骤之后，实现纯水的回用、污染物的降解、废盐的回收。

Description

一种市政污水处理工艺及装置

技术领域

本发明涉及一种市政污水处理工艺及装置，属于市政环保技术领域。

背景技术

随着城市化进程的加快和人口的增加，许多城市面临着水资源危机。目前解决水资源短缺和供需矛盾的主要措施有跨流域调水、节制用水、污水回用和雨水蓄用等。城市污水回用是指将污水化为水资源予以科学利用，它是将城市污水加以处理再生后回用于可用再生水的地方去，从而取代干净的优质原水，以污代清，节约优质水，使好水得以养息。城市污水具有水量巨大、水质稳定，而且就近可得，易于收集、易于处理等特点，城市污水回用可以节约大量新水，减少污水排放量，能同时达到节水和减污的效果，是解决水资源短缺和改善城市水环境的有效途径，因此，城市污水回用作为一种可靠的非常规水资源受到人们的普遍关注。

城市污水是排人城镇污水系统的污水的统称。载合流制排水系统中．还包括生产废水和截留的雨水。城市城水主要包括生活污水和工业污水，由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。生活污水是指城市机关、学校和居民在日常生活中产生的废水，包括厕所粪尿、洗衣洗澡水、厨房等家庭排水以及商业、医院和游乐场所的排水等。工业废水包括生产废水和生产污水，是指工业生产过程中产生的废水和废液．其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物水厂建设一般是用来处理城市污水，城市污水中含有大量的有机物，如脂肪蛋白质、糖类、纤维素和淀粉等，也常含有病毒、病原菌和寄生虫卵，无机盐类的硫酸盐、氯化物、碳酸氢盐、磷酸盐和钠钾钙镁等。城市污水具有：高含量的氮、硫、磷；在厌氧细菌作用下，易生恶臭物质。目前，城市建设的污水处理厂的处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理的工艺已经成熟，主要采用物理方法，废水中砂粒和大块悬浮物等物质可以通过沉淀、格栅拦截等手段来去除。二级处理主要采用生化方法．废水中的氮磷等营养盐以及悬浮性溶解性有机物可以通过微生物的生命活动等手段来去

发明内容

本发明的目的是：提供一种市政污水的零排放处理工艺，该工艺能够将生活污水进行集成处理步骤之后，实现纯水的回用、污染物的降解、废盐的回收。

技术方案是：

一种市政污水处理工艺，包括如下步骤：

第1步，将生活污水经过格栅进行过滤处理；

第2步，对第1步得到的污水中加入第一絮凝剂和碱沉淀剂，进行沉淀反应；

第3步，对第2步得到的上清液送入石英砂过滤器中进行快速过滤，去除上清液中的颗粒物杂质；

第4步，对第3步得到的滤液依次采用厌氧、缺氧生化处理；

第5步，对第4步得到的污水采用活性污泥法（SBR）处理；

第6步，对第5步得到的污水采用藻类光反应处理，消除水中残余的氮和磷；

第7步，对第6步得到的废水采用管式陶瓷微滤膜过滤器进行浓缩，获得含有藻类的浓缩废水，将浓缩废水送入板框压滤机中对藻类进行分离，其中一部分藻类回送入藻类光反应处理步骤，另一部分藻类送入发酵罐中进行发酵处理；板框压滤机的滤液返回至藻类光反应处理步骤；

第8步，对第7步得到的管式陶瓷微滤膜过滤器的滤液送入有机超滤膜中进行处理；

第9步，对第8步得到的有机超滤膜的滤液送入第一反渗透膜中处理，反渗透膜的透过液是回用纯水，反渗透膜的浓缩液返回第2步中的沉淀反应处理；

第10步，在第8步得到的有机超滤膜的浓缩液中加入第二絮凝剂，进行絮凝沉降反应，再对沉降反应后的上清液进行臭氧氧化处理；

第11步，对第10步得到的污水送入第二反渗透膜进行处理，反渗透膜的透过液是回用纯水，反渗透膜的浓缩液送入电渗析器中作一步地浓缩处理，电渗析器的淡水返回第二反渗透膜再次进行过滤，电渗析器的浓水送入蒸发工序进行蒸发处理，得到盐泥。

所述的第1步中，格栅是由粗格栅和细格栅依次排列而成，粗格栅栅间距为25mm，细格栅栅间距为5mm。

所述的第2步中，第一絮凝剂是由无机絮凝剂和有机絮凝剂复配而成；所述的无机絮凝剂选自聚合硫酸铁或三氯化铁，投加量为40～60mg/L；所述的有机絮凝剂选自聚丙烯酰胺，投加量为4～8mg/L；所述的碱沉淀剂选自NaOH和Na₂CO₃，NaOH的用量是根据完全沉淀水中的Mg²⁺的量来计算，Na₂CO₃的用量是根据完全沉淀水中的Ca²⁺的量来计算。

所述的第4步中，厌氧处理过程中，废水温度35～40℃，pH值7～7.5，停留时间15～40小时；缺氧处理过程中，废水温度35～40℃，pH值6.5～7.5，DO值0～0.5mg/L，停留时间10～15小时。

所述的第5步中，活性污泥为经过SBR系统运行1～3个月驯化成熟的活性污泥，污泥的SVI₃₀为30～40mL/g，MLSS为4.0～4.5g/L，好氧曝气阶段控制溶氧在3～5mg/L。

所述的第6步中，采用的藻类光反应是将废水与藻类混合于透光容器中，并在有光照的条件下使藻类进行生化反应，消除掉水中的氮、磷污染物；光照强度为4000～8000lx，波长范围为400～700nm；藻类选自绿藻或者硅藻。

所述的第7步中，管式陶瓷微滤膜过滤器中的陶瓷膜平均孔径范围是500～800m，过滤过程膜面流速是1～8m/s，过滤压力是0.1～0.4Mpa。

所述的第8步中，有机超滤膜的截留分子量是5万～20万，过滤压力是0.4～0.8Mpa。

所述的第9步中，第一反渗透膜的过滤压力是1.5～2.5Mpa，过滤温度是25～35℃。

所述的第10步中，第二絮凝剂是由聚合氯化铝钙、氯化铁、聚丙烯酰胺混合而成，重量配比是1： 1～2：1～4，第二絮凝剂的投加量是40～70mg/L；臭氧反应过程的温度是40～50℃，臭氧的加入量是300～500ppm。

所述的第11步中，第二反渗透膜的过滤压力是2.0～3.0Mpa，过滤温度是25～35℃。

一种市政污水处理装置，包括：

过滤格栅，用于对污水进行过滤处理；

第一沉淀池，用于对过滤格栅过滤后的污水进行絮凝和沉淀反应，在第一沉淀池上还连接有第一絮凝剂投加罐和碱投加罐；

石英砂过滤器，连接于第一沉淀池，用于对第一沉淀池的上清液进行过滤处理；

厌氧池，连接于石英砂过滤器，用于对石英砂过滤器的滤液进行厌氧生化处理；

缺氧池，连接于厌氧池，用于对厌氧池的产水进行缺氧生化处理；

SBR反应器，连接于缺氧池，用于对缺氧池的产水进行活性污泥法处理；

藻类光反应管阵列，连接于SBR反应器，用于对SBR反应器的产水采用藻类进行反应去除氮、磷污染物；

管式陶瓷微滤膜过滤器，连接于藻类光反应管阵列，用于对藻类光反应管阵列的产水进行过滤处理，获得含有藻类的浓缩液；

板框压滤机，连接于管式陶瓷微滤膜过滤器的浓缩液侧，用于对含有藻类的浓缩液进行固液分离处理，板框压滤机的滤液侧连接于SBR反应器的废水进口，板框压滤机的滤饼侧既连接于藻类光反应管阵列的废水进口，板框压滤机的滤饼侧又连接于发酵罐；

有机超滤膜，连接于管式陶瓷微滤膜过滤器的滤液侧，用于对管式陶瓷微滤膜过滤器的滤液进行过滤处理；

第一反渗透膜，连接于有机超滤膜的滤液侧，用于对有机超滤膜的滤液进行过滤处理，第一反渗透膜的截留侧连接于第一沉淀池；

第二沉淀池，连接于有机超滤膜，用于对有机超滤膜的浓缩液进行絮凝沉淀反应，第二沉淀池上连接有第二絮凝剂投加罐；

臭氧反应罐，连接于第二沉淀池，用于对第二沉淀池的上清液进行臭氧分解处理；

第二反渗透膜，连接于臭氧反应罐，用于对臭氧分解的污水进行过滤处理；

电渗析器，连接于第二反渗透膜的浓缩液侧，用于对第二反渗透膜的浓缩液作进一步浓缩处理；电渗析器的淡水侧与第二反渗透膜的废水进口连接，电渗析器的浓缩液侧与蒸发装置连接，蒸发装置用于对电渗析器的浓缩液作蒸发处理。

第一絮凝剂投加罐中装填的是无机絮凝剂和有机絮凝剂复配物；所述的无机絮凝剂选自聚合硫酸铁或三氯化铁；所述的有机絮凝剂选自聚丙烯酰胺。

第二絮凝剂投加罐中装填的是由聚合氯化铝钙、氯化铁、聚丙烯酰胺混合而成的絮凝剂。

管式陶瓷微滤膜过滤器的结构包括：组件壳体，在组件壳体的两端分别设有封头，封头上分别设有原料进口和原料出口，在组件壳体安装有管式陶瓷膜；组件壳体内部的两端设有花盘，在封头内设有压板，管式陶瓷膜的两端分别套在花盘和压板上的开孔中，压板将花盘压紧后实现管式陶瓷膜的密封，管式陶瓷膜中的管道与封头连通；在组件壳体还设有渗透液出口；

在设有原料出口的封头的内部还设有防堵塞结构，用于防止管式陶瓷膜的管道被滤饼堵塞；防堵塞结构包括：

第一固定板，固定于封头内部；

第一固定件朝向管式陶瓷膜的管道的一侧通过第一弹簧连接有阻流板，阻流板朝向管式陶瓷膜的管道的一侧设有杆体，杆体伸入管式陶瓷膜的管道的内部；

第二固定板，固定于封头内部，第二固定板朝向管式陶瓷膜的管道的一侧通过第二弹簧连接于阻流板，阻流板朝向管式陶瓷膜的管道的一侧还设有弹性片，弹性片的一侧设有凸出部；在封头中还设有限位卡，限位卡用于限制凸出部的运动；

当第一弹簧34处于正常状态时，第二弹簧35处于压紧状态。

有益效果

本发明提供的市政污水的零排放处理工艺，能够将生活污水进行集成处理步骤之后，实现纯水的回用、污染物的降解、废盐的回收。

附图说明

图1是本发明采用的处理装置图；

图2是本发明采用的工艺流程图；

图3是管式陶瓷膜在运行过程上颗粒形成滤饼过程的机理图；

图4是管式陶瓷膜的进口端和出口端的不同滤饼厚度的示意图；

图5是管式陶瓷膜过滤器的结构图；

图6是图5中防阻塞结构的放大图；

图7是图6的下一过滤时刻的结构图。

其中，1、过滤格栅；2、第一絮凝剂投加罐；3、碱投加罐；4、第一沉淀池；5、石英砂过滤器；6、厌氧池；7、缺氧池；8、SBR反应器；9、藻类光反应管阵列；10、管式陶瓷微滤膜过滤器；11、板框压滤机；12、发酵罐；13、有机超滤膜；14、第一反渗透膜；15、第二絮凝剂投加罐；16、第二沉淀池；17、臭氧反应罐；18、第二反渗透膜；19、电渗析器；20、蒸发装置；21、组件壳体；22、封头；23、渗透液出口；24、管式陶瓷膜；25、原料进口；26、原料出口；27、压板；28、花盘；29、法兰；30、密封圈；31、防堵塞结构；32、第一固定板；33、阻流板；34、第一弹簧；35、第二弹簧；36、杆体；37、毛刷；38；弹性片；39、凸出部；40、限位卡；41、第二固定板。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件(例如参考徐南平等著的《无机膜分离技术与应用》，化学工业出版社，2003) 或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

本文使用的近似语在整个说明书和权利要求书中可用于修饰任何数量表述，其可在不导致其相关的基本功能发生变化的条件下准许进行改变。因此，由诸如“约”的术语修饰的值并不局限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语可与用于测量该值的仪器的精度相对应。除非上下文或语句中另有指出，否则范围界限可以进行组合和/或互换，并且这种范围被确定为且包括本文中所包括的所有子范围。除了在操作实施例中或其他地方中指明之外，说明书和权利要求书中所使用的所有表示成分的量、反应条件等等的数字或表达在所有情况下都应被理解为受到词语“约”的修饰。

以范围形式表达的值应当以灵活的方式理解为不仅包括明确列举出的作为范围限值的数值，而且还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子区间，犹如每个数值和子区间被明确列举出。例如，“大约0.1%至约5%”的浓度范围应当理解为不仅包括明确列举出的约0.1%至约5%的浓度，还包括有所指范围内的单个浓度（如，1%、2%、3%和4%）和子区间（例如，0.1%至0.5%、1%至2.2%、3.3%至4.4%）。

本说明书中的“去除”，不仅包括完全去除目标物质的情况，还包括部分去除(减少该物质的量)的情况。本说明书中的“提纯”，包括去除任意的或特定的杂质。

本文使用的词语“包括”、“包含”、“具有”或其任何其他变体意欲涵盖非排它性的包括。例如，包括列出要素的工艺、方法、物品或设备不必受限于那些要素，而是可以包括其他没有明确列出或属于这种工艺、方法、物品或设备固有的要素。应理解的是，当一个元件被提及与另一个元件“连接”时，它可以与其他元件直接相连或者与其他元件间接相连，而它们之间插入有元件。

本发明所所述的百分比在无特别说明的情况下是指质量百分比。

本发明所要处理的废水是市政废水，特别可以是指市政工程中的生活污水。

以下实施例中所采用的生活污水来源于南京工业大学丁家桥校区的居民生活污水，水质是：pH6.5～7.5，COD 350～460mg/L，SS 300～450 mg/L，总氮 60～70mg/L，总磷110～190 mg/L，总硬度（以CaCO₃计）1900～2400mg/L。

本发明所采用的工艺详述如下：

市政污水处理工艺，包括如下步骤：

第1步，将生活污水经过格栅进行过滤处理；

第4步，对第3步得到的滤液依次采用厌氧、缺氧生化处理；

第5步，对第4步得到的污水采用活性污泥法（SBR）处理；

所述的第2步中，第一絮凝剂是由无机絮凝剂和有机絮凝剂复配而成；所述的无机絮凝剂选自聚合硫酸铁或三氯化铁，投加量为40～60mg/L；所述的有机絮凝剂选自聚丙烯酰胺，投加量为4～8mg/L；所述的碱沉淀剂选自NaOH和Na₂CO₃，NaOH的用量是根据完全沉淀水中的Mg²⁺的量来计算，Na₂CO₃的用量是根据完全沉淀水中的Ca²⁺的量来计算。由于在投加碱反应剂时生成的钙镁沉淀过程中，同时有絮凝剂的存在，絮凝剂可以同时提高钙镁沉淀的颗粒大小，提高钙镁沉淀的去除率。

所述的第4步中，厌氧处理过程中，废水温度35～40℃，pH值7～7.5，停留时间15～40小时；缺氧处理过程中，废水温度35～40℃，pH值6.5～7.5，DO值0～0.5mg/L，停留时间10～15小时。厌氧和缺氧处理的目的是分解掉一些好氧条件下不容易分解的有机物，并将一些有机污染物分解为小分子，更适合于后续的活性污泥的曝气条件下的生化分解。

所述的第6步中，采用的藻类光反应是将废水与藻类混合于透光容器中，并在有光照的条件下使藻类进行生化反应，消除掉水中的氮、磷污染物；光照强度为4000～8000lx，波长范围为400～700nm；藻类选自绿藻或者硅藻；废水的停留时间是10～15h，藻类光反应的温度是30～35℃。由于需要将生活污水进行零排放处理，而后续的微滤膜和超滤膜无法去除掉生化过程中未能完全去除的氮磷污染物，因此，采用藻类生物处理的方法可以有效地降低氮磷含量，减轻后续的反渗透制纯水过程的负荷，提高反渗透膜的水通量。

所述的第7步中，管式陶瓷微滤膜过滤器中的陶瓷膜平均孔径范围是500～800m，过滤过程膜面流速是1～8m/s，过滤压力是0.1～0.4Mpa。管式陶瓷微滤膜的作用主要是去除掉藻类，将藻类截留在浓缩液中后，可以进一步地通过板框压滤机将其固液分离出，一部分可以用于藻类光反应的回用，另一部分可以用于发酵处理，能够获得沼气等生物质能。

所述的第8步中，有机超滤膜的截留分子量是5万～20万，过滤压力是0.4～0.8Mpa。有机超滤膜的作用主要是去除水中的大分子污染物、胶体等杂质。

所述的第9步中，第一反渗透膜的过滤压力是1.5～2.5Mpa，过滤温度是25～35℃。反渗透膜可以直接获得纯水，而反渗透膜的浓缩液中主要是含有无机盐，可以将反渗透的浓液再送至第2步进行沉淀反应，进一步去除无机盐，并回用。

所述的第10步中，第二絮凝剂是由聚合氯化铝钙、氯化铁、聚丙烯酰胺混合而成，重量配比是1： 1～2：1～4，第二絮凝剂的投加量是40～70mg/L；臭氧反应过程的温度是40～50℃，臭氧的加入量是300～500ppm。本步骤中主要是用于处理超滤膜的浓缩液，由于浓缩液中主要会含有大分子有机物杂质、胶体等，浓度较大，因此比较适合采用絮凝的方法将其去除；在絮凝处理之后，剩余的少量有机污染物可以通过臭氧将其进一步地分解处理，以降低后续反渗透膜的负荷。

所述的第11步中，第二反渗透膜的过滤压力是2.0～3.0Mpa，过滤温度是25～35℃。反渗透膜可以直接获得纯水，而反渗透膜的浓缩液中主要是含有无机盐，通过电渗析膜可以进一步地将反渗透膜的浓缩液进一步地提浓，电渗析的浓液送入蒸发器中进行蒸发处理后，可以获得盐泥，盐泥可以作工业盐用途，也可以进一步地提纯获得相关的产物。

基于上述的方法，本发明所采用的装置1所示：

过滤格栅1，用于对污水进行过滤处理；

第一沉淀池4，用于对过滤格栅1过滤后的污水进行絮凝和沉淀反应，在第一沉淀池4上还连接有第一絮凝剂投加罐2和碱投加罐；

石英砂过滤器5，连接于第一沉淀池4，用于对第一沉淀池4的上清液进行过滤处理；

厌氧池6，连接于石英砂过滤器5，用于对石英砂过滤器5的滤液进行厌氧生化处理；

缺氧池7，连接于厌氧池6，用于对厌氧池6的产水进行缺氧生化处理；

SBR反应器8，连接于缺氧池7，用于对缺氧池7的产水进行活性污泥法处理；

藻类光反应管阵列9，连接于SBR反应器8，用于对SBR反应器8的产水采用藻类进行反应去除氮、磷污染物；

管式陶瓷微滤膜过滤器10，连接于藻类光反应管阵列9，用于对藻类光反应管阵列9的产水进行过滤处理，获得含有藻类的浓缩液；

板框压滤机11，连接于管式陶瓷微滤膜过滤器10的浓缩液侧，用于对含有藻类的浓缩液进行固液分离处理，板框压滤机11的滤液侧连接于SBR反应器8的废水进口，板框压滤机11的滤饼侧既连接于藻类光反应管阵列9的废水进口，板框压滤机11的滤饼侧又连接于发酵罐；

有机超滤膜13，连接于管式陶瓷微滤膜过滤器10的滤液侧，用于对管式陶瓷微滤膜过滤器10的滤液进行过滤处理；

第一反渗透膜14，连接于有机超滤膜13的滤液侧，用于对有机超滤膜13的滤液进行过滤处理，第一反渗透膜14的截留侧连接于第一沉淀池4；

第二沉淀池16，连接于有机超滤膜13，用于对有机超滤膜13的浓缩液进行絮凝沉淀反应，第二沉淀池16上连接有第二絮凝剂投加罐15；

臭氧反应罐17，连接于第二沉淀池16，用于对第二沉淀池16的上清液进行臭氧分解处理；

第二反渗透膜18，连接于臭氧反应罐17，用于对臭氧分解的污水进行过滤处理；

电渗析器19，连接于第二反渗透膜18的浓缩液侧，用于对第二反渗透膜18的浓缩液作进一步浓缩处理；电渗析器19的淡水侧与第二反渗透膜18的废水进口连接，电渗析器19的浓缩液侧与蒸发装置20连接，蒸发装置20用于对电渗析器19的浓缩液作蒸发处理。

第一絮凝剂投加罐2中装填的是无机絮凝剂和有机絮凝剂复配物；所述的无机絮凝剂选自聚合硫酸铁或三氯化铁；所述的有机絮凝剂选自聚丙烯酰胺。

第二絮凝剂投加罐15中装填的是由聚合氯化铝钙、氯化铁、聚丙烯酰胺混合而成的絮凝剂。

采用管式陶瓷微滤膜在对含有藻类的SBR处理废水进行过滤时，在膜管的进口端和出口端的含有藻类滤饼层厚度是不同的，滤饼层的厚度计算模式如式（1）所示，参见图3（错流过滤中由颗粒沉积模型对滤饼厚度的分析杨泽志、奚旦立、毛艳梅，东华大学学报（自然科学版）第34卷第6期）：

（1）；

式中，ΔL是滤饼层厚度；f1是由渗透引起的垂直于膜表面的力；f2是由错流速度引起的平行于膜表面的力；f3是由粘附和摩擦引起的向后的力；S是颗粒的比表面积；C是颗粒质量浓度；Δt是过滤时间。

在过滤过程中，在原料进口端会具有较大的流量，因此流速f2较大，形成的含有藻类滤饼层容易被错流作用去除，因此，在进口端形成的含有藻类的滤饼层厚度不会较厚；而随着过滤的进行，渗透液不断从陶瓷膜的表面进入渗透侧，在膜管内的流量就会相应地减小，导致式（1）中的K3·F2项相应地减小，就导致了滤饼厚度ΔL的增大，会导致滤饼层在出口端容易形成较厚的藻类滤饼结构，如图4所示，进口端和出口端的滤饼厚度不同；有一些极端的情况下，出口端的藻类滤饼层会有时出现藻类相互粘结、增长，直至导致通道被藻类阻塞的情况，而藻类又源源不断地进入，会导致藻类滤饼不断增长，使整只膜管通道全部被堵塞而报废。因此，如何避免高藻类含量的料液在管式膜过滤过程中不会出现通道堵塞是工程上亟待解决的问题。

在一个实施例中，本发明中所采用的管式陶瓷微滤膜过滤器的结构如图5所示，包括：组件壳体21，在组件壳体21的两端分别设有封头22，封头22上分别设有原料进口25和原料出口26，在组件壳体21安装有管式陶瓷膜24；组件壳体21内部的两端设有花盘28，在封头22内设有压板27，管式陶瓷膜24的两端分别套在花盘28和压板27上的开孔中，压板27将花盘28压紧后实现管式陶瓷膜24的密封，管式陶瓷膜24中的管道与封头22连通；在组件壳体21还设有渗透液出口23；

在设有原料出口26的封头的内部还设有防堵塞结构31，用于防止管式陶瓷膜24的管道被滤饼堵塞；

防堵塞结构31的放大图如图6所示，包括：

第一固定板32，固定于封头22内部；

第一固定件32朝向管式陶瓷膜24的管道的一侧通过第一弹簧34连接有阻流板33，阻流板33朝向管式陶瓷膜24的管道的一侧设有杆体36，杆体36伸入管式陶瓷膜24的管道的内部；

第二固定板41，固定于封头22内部，第二固定板41朝向管式陶瓷膜24的管道的一侧通过第二弹簧35连接于阻流板33，阻流板33朝向管式陶瓷膜24的管道的一侧还设有弹性片38，弹性片38的一侧设有凸出部39；在封头22中还设有限位卡40，限位卡40用于限制凸出部39的运动；

当第一弹簧34处于正常状态时，第二弹簧35处于压紧状态。

在过滤过程中，上述的防堵塞结构31的运行过程如下：当开始过滤时，由于管式陶瓷膜24中管道的流体具有较大的流速和冲击力，如图6中所示的状态下时，会冲击阻流板33，当阻流板33受力后，会向靠近原料出口26的方向运动，使得第二弹簧35被压缩于第二固定板41上，并且由于凸出部39是连接于弹性片38上，因此，凸出部38位于限位卡40的靠近原料出口26的一侧；当第一弹簧34处于正常状态（既不被拉伸，也不被压紧的状态）下，第二弹簧35被压紧且使凸出部38位于限位卡40的靠近原料出口26的一侧。当过滤过程中，管式陶瓷膜24中管道出口侧即将发生藻类的聚集、堵塞时，会导致管道中的流量减小，因此，流体对阻流板33的冲击力也会减小，第二弹簧35会有恢复形变的趋势，随着管道中流出液体的进一步减小，第二弹簧35将凸出部39越来越紧地压在限位卡40上，由于凸出部39是安装于弹性片38上，当第二弹簧35的恢复形变的趋势更大时，会使弹性片38向上弹起，限位卡40不能再阻拦弹性片38，此时第二弹簧35会突然向管式陶瓷膜24的管道中弹出，使杆体36突然向管道内伸入，破坏了形成的藻类滤饼结构，使滤饼变得疏松，当滤饼层中的淤积被排出之后，由于水压作用，会有更多的料液从开孔中流出，提高了藻类滤饼淤积的清除率；同时由于第二弹簧35是从压紧状态被弹出的，而第二弹簧35处于压紧状态时第一弹簧34是处于正常状态，那么当阻流板33向管道运动后，第一弹簧34被突然拉伸，因此，第一弹簧34被拉伸后也会有一个回复形变的过程，使得杆体36也会产生了一个朝向原料出口26方向的震动，也就是说第一弹簧35和第二弹簧35的相互联动，产生了在图6中的阻流板33的“向右”-“向左”的连贯运动，这样的一个动作进一步地可以使藻类滤饼层更加疏松，也就更容易被水流冲走。当水流将滤饼冲开后，管式陶瓷膜24管道内部水流又会突然增大，使得阻流板33受力之后向原料出口26一侧运动，由于水流压力较大，使得第二弹簧35再次被压紧，弹性片38向上弹起之后，使凸出部38再次回复至限位卡40的朝向原料出口26的一侧，使得图7的状态再次回复至如图6所示的状态。如此循环往复，使得在过滤过程中，过滤器的末端就循环如图6-图7这样的“堵塞”、“松动”、“少量排出”、“冲开淤积”进行往复运动，解决了藻类堵塞过滤通道的问题。在一个实施方式中，杆体36上还设有毛刷37，毛刷37用于打散滤饼层；可以进一步提高对藻类松动的作用。

实施例1

采用如图1、3-6中的装置，进行如下操作：

第1步，将生活污水经过格栅进行过滤处理，格栅是由粗格栅和细格栅依次排列而成，粗格栅栅间距为25mm，细格栅栅间距为5mm。；

第2步，对第1步得到的污水中加入第一絮凝剂和碱沉淀剂，进行沉淀反应，第一絮凝剂是由无机絮凝剂(聚合硫酸铁或三氯化铁)和有机絮凝剂(聚丙烯酰胺)复配而成；无机絮凝剂投加量为40mg/L；有机絮凝剂投加量为4mg/L；碱沉淀剂选自NaOH和Na₂CO₃，用量是根据完全沉淀水中的Mg²⁺和Ca²⁺的量来计算；

第4步，对第3步得到的滤液依次采用厌氧、缺氧生化处理，厌氧处理过程中，废水温度35℃，pH值7～7.5，停留时间15小时；缺氧处理过程中，废水温度35℃，pH值6.5～7.5，DO值0.1mg/L，停留时间10小时；

第5步，对第4步得到的污水采用活性污泥法（SBR）处理，活性污泥为经过SBR系统运行2个月驯化成熟的活性污泥，污泥的SVI₃₀为40mL/g，MLSS为4.5g/L，好氧曝气阶段控制溶氧在3mg/L；

第6步，对第5步得到的污水采用藻类光反应处理，消除水中残余的氮和磷，采用的藻类光反应是将废水与藻类混合于透光容器中，并在有光照的条件下使藻类进行生化反应，消除掉水中的氮、磷污染物；光照强度为4000lx，波长范围为400nm；藻类选自绿藻；废水的停留时间是10h，藻类光反应的温度是30℃；

第7步，对第6步得到的废水采用管式陶瓷微滤膜过滤器进行浓缩，管式陶瓷微滤膜过滤器中的陶瓷膜平均孔径范围是5000m，过滤过程膜面流速是1m/s，过滤压力是0.1Mpa，获得含有藻类的浓缩废水，将浓缩废水送入板框压滤机中对藻类进行分离，其中一部分藻类回送入藻类光反应处理步骤，另一部分藻类送入发酵罐中进行发酵处理；板框压滤机的滤液返回至藻类光反应处理步骤；

第8步，对第7步得到的管式陶瓷微滤膜过滤器的滤液送入有机超滤膜中进行处理，有机超滤膜的截留分子量是5万，过滤压力是0.4Mpa；

第9步，对第8步得到的有机超滤膜的滤液送入第一反渗透膜中处理，第一反渗透膜的过滤压力是1.5Mpa，过滤温度是25℃，反渗透膜的透过液是回用纯水，反渗透膜的浓缩液返回第2步中的沉淀反应处理；

第10步，在第8步得到的有机超滤膜的浓缩液中加入第二絮凝剂，进行絮凝沉降反应，第二絮凝剂是由聚合氯化铝钙、氯化铁、聚丙烯酰胺混合而成，重量配比是1： 1：1，第二絮凝剂的投加量是40mg/L，再对沉降反应后的上清液进行臭氧氧化处理，臭氧反应过程的温度是40℃，臭氧的加入量是300ppm；

第11步，对第10步得到的污水送入第二反渗透膜进行处理，第二反渗透膜的过滤压力是2.0Mpa，过滤温度是25℃，反渗透膜的透过液是回用纯水，反渗透膜的浓缩液送入电渗析器中作一步地浓缩处理，电渗析器的淡水返回第二反渗透膜再次进行过滤，电渗析器的浓水送入蒸发工序进行蒸发处理，得到盐泥。

实施例2

采用如图1、3-6中的装置，进行如下操作：

第2步，对第1步得到的污水中加入第一絮凝剂和碱沉淀剂，进行沉淀反应，第一絮凝剂是由无机絮凝剂(聚合硫酸铁或三氯化铁)和有机絮凝剂(聚丙烯酰胺)复配而成；无机絮凝剂投加量为60mg/L；有机絮凝剂投加量为8mg/L；碱沉淀剂选自NaOH和Na₂CO₃，用量是根据完全沉淀水中的Mg²⁺和Ca²⁺的量来计算；

第4步，对第3步得到的滤液依次采用厌氧、缺氧生化处理，厌氧处理过程中，废水温度40℃，pH值7～7.5，停留时间40小时；缺氧处理过程中，废水温度40℃，pH值6.5～7.5，DO值0.5mg/L，停留时间15小时；

第5步，对第4步得到的污水采用活性污泥法（SBR）处理，活性污泥为经过SBR系统运行2个月驯化成熟的活性污泥，污泥的SVI₃₀为40mL/g，MLSS为4.5g/L，好氧曝气阶段控制溶氧在5mg/L；

第6步，对第5步得到的污水采用藻类光反应处理，消除水中残余的氮和磷，采用的藻类光反应是将废水与藻类混合于透光容器中，并在有光照的条件下使藻类进行生化反应，消除掉水中的氮、磷污染物；光照强度为8000lx，波长范围为700nm；藻类选自绿藻；废水的停留时间是15h，藻类光反应的温度是35℃；

第7步，对第6步得到的废水采用管式陶瓷微滤膜过滤器进行浓缩，管式陶瓷微滤膜过滤器中的陶瓷膜平均孔径范围是800m，过滤过程膜面流速是8m/s，过滤压力是0.4Mpa，获得含有藻类的浓缩废水，将浓缩废水送入板框压滤机中对藻类进行分离，其中一部分藻类回送入藻类光反应处理步骤，另一部分藻类送入发酵罐中进行发酵处理；板框压滤机的滤液返回至藻类光反应处理步骤；

第8步，对第7步得到的管式陶瓷微滤膜过滤器的滤液送入有机超滤膜中进行处理，有机超滤膜的截留分子量是20万，过滤压力是0.8Mpa；

第9步，对第8步得到的有机超滤膜的滤液送入第一反渗透膜中处理，第一反渗透膜的过滤压力是2.5Mpa，过滤温度是35℃，反渗透膜的透过液是回用纯水，反渗透膜的浓缩液返回第2步中的沉淀反应处理；

第10步，在第8步得到的有机超滤膜的浓缩液中加入第二絮凝剂，进行絮凝沉降反应，第二絮凝剂是由聚合氯化铝钙、氯化铁、聚丙烯酰胺混合而成，重量配比是1： 2： 4，第二絮凝剂的投加量是70mg/L，再对沉降反应后的上清液进行臭氧氧化处理，臭氧反应过程的温度是50℃，臭氧的加入量是500ppm；

第11步，对第10步得到的污水送入第二反渗透膜进行处理，第二反渗透膜的过滤压力是3.0Mpa，过滤温度是35℃，反渗透膜的透过液是回用纯水，反渗透膜的浓缩液送入电渗析器中作一步地浓缩处理，电渗析器的淡水返回第二反渗透膜再次进行过滤，电渗析器的浓水送入蒸发工序进行蒸发处理，得到盐泥。

实施例3

采用如图1、3-6中的装置，进行如下操作：

第2步，对第1步得到的污水中加入第一絮凝剂和碱沉淀剂，进行沉淀反应，第一絮凝剂是由无机絮凝剂(聚合硫酸铁或三氯化铁)和有机絮凝剂(聚丙烯酰胺)复配而成；无机絮凝剂投加量为50mg/L；有机絮凝剂投加量为5mg/L；碱沉淀剂选自NaOH和Na₂CO₃，用量是根据完全沉淀水中的Mg²⁺和Ca²⁺的量来计算；

第4步，对第3步得到的滤液依次采用厌氧、缺氧生化处理，厌氧处理过程中，废水温度38℃，pH值7～7.5，停留时间20小时；缺氧处理过程中，废水温度37℃，pH值6.5～7.5，DO值0.2mg/L，停留时间12小时；

第5步，对第4步得到的污水采用活性污泥法（SBR）处理，活性污泥为经过SBR系统运行2个月驯化成熟的活性污泥，污泥的SVI₃₀为35mL/g，MLSS为4.2g/L，好氧曝气阶段控制溶氧在4mg/L；

第6步，对第5步得到的污水采用藻类光反应处理，消除水中残余的氮和磷，采用的藻类光反应是将废水与藻类混合于透光容器中，并在有光照的条件下使藻类进行生化反应，消除掉水中的氮、磷污染物；光照强度为6000lx，波长范围为500nm；藻类选自绿藻；废水的停留时间是12h，藻类光反应的温度是32℃；

第7步，对第6步得到的废水采用管式陶瓷微滤膜过滤器进行浓缩，管式陶瓷微滤膜过滤器中的陶瓷膜平均孔径范围是500～800m，过滤过程膜面流速是1～8m/s，过滤压力是0.1～0.4Mpa，获得含有藻类的浓缩废水，将浓缩废水送入板框压滤机中对藻类进行分离，其中一部分藻类回送入藻类光反应处理步骤，另一部分藻类送入发酵罐中进行发酵处理；板框压滤机的滤液返回至藻类光反应处理步骤；

第8步，对第7步得到的管式陶瓷微滤膜过滤器的滤液送入有机超滤膜中进行处理，有机超滤膜的截留分子量是10万，过滤压力是0.5Mpa；

第9步，对第8步得到的有机超滤膜的滤液送入第一反渗透膜中处理，第一反渗透膜的过滤压力是2.0Mpa，过滤温度是30℃，反渗透膜的透过液是回用纯水，反渗透膜的浓缩液返回第2步中的沉淀反应处理；

第10步，在第8步得到的有机超滤膜的浓缩液中加入第二絮凝剂，进行絮凝沉降反应，第二絮凝剂是由聚合氯化铝钙、氯化铁、聚丙烯酰胺混合而成，重量配比是1： 1：2，第二絮凝剂的投加量是60mg/L，再对沉降反应后的上清液进行臭氧氧化处理，臭氧反应过程的温度是45℃，臭氧的加入量是400ppm；

第11步，对第10步得到的污水送入第二反渗透膜进行处理，第二反渗透膜的过滤压力是2.5Mpa，过滤温度是30℃，反渗透膜的透过液是回用纯水，反渗透膜的浓缩液送入电渗析器中作一步地浓缩处理，电渗析器的淡水返回第二反渗透膜再次进行过滤，电渗析器的浓水送入蒸发工序进行蒸发处理，得到盐泥。

对照例1

与实施例3的区别是：未进行第6步藻类光反应，SBR反应得到的废水直接送入管式陶瓷微滤膜过滤器过滤处理。

以上各实施例中处理废水的指标如下表示：

从表中可以看出，本发明提供的方法可以有效地从生活污水中处理得到纯水，并能够将其中几乎全部的水回用，实现了零排放。

Claims

1.一种市政污水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

第1步，将生活污水经过格栅进行过滤处理；

第4步，对第3步得到的滤液依次采用厌氧、缺氧生化处理；

第5步，对第4步得到的污水采用活性污泥法（SBR）处理；

2.根据权利要求1所述的市政污水处理工艺，其特征在于，所述的第1步中，格栅是由粗格栅和细格栅依次排列而成，粗格栅栅间距为25mm，细格栅栅间距为5mm。

3.根据权利要求1所述的市政污水处理工艺，其特征在于，所述的第2步中，第一絮凝剂是由无机絮凝剂和有机絮凝剂复配而成；所述的无机絮凝剂选自聚合硫酸铁或三氯化铁，投加量为40～60mg/L；所述的有机絮凝剂选自聚丙烯酰胺，投加量为4～8mg/L；所述的碱沉淀剂选自NaOH和Na₂CO₃，NaOH的用量是根据完全沉淀水中的Mg²⁺的量来计算，Na₂CO₃的用量是根据完全沉淀水中的Ca²⁺的量来计算。

4.根据权利要求1所述的市政污水处理工艺，其特征在于，所述的第4步中，厌氧处理过程中，废水温度35～40℃，pH值7～7.5，停留时间15～40小时；缺氧处理过程中，废水温度35～40℃，pH值6.5～7.5，DO值0～0.5mg/L，停留时间10～15小时。

5.根据权利要求1所述的市政污水处理工艺，其特征在于，所述的第5步中，活性污泥为经过SBR系统运行1～3个月驯化成熟的活性污泥，污泥的SVI₃₀为30～40mL/g，MLSS为4.0～4.5g/L，好氧曝气阶段控制溶氧在3～5mg/L。

6.根据权利要求1所述的市政污水处理工艺，其特征在于，所述的第6步中，采用的藻类光反应是将废水与藻类混合于透光容器中，并在有光照的条件下使藻类进行生化反应，消除掉水中的氮、磷污染物；光照强度为4000～8000lx，波长范围为400～700nm；藻类选自绿藻或者硅藻。

7.根据权利要求1所述的市政污水处理工艺，其特征在于，所述的第7步中，管式陶瓷微滤膜过滤器中的陶瓷膜平均孔径范围是500～800m，过滤过程膜面流速是1～8m/s，过滤压力是0.1～0.4Mpa；所述的第8步中，有机超滤膜的截留分子量是5万～20万，过滤压力是0.4～0.8Mpa；所述的第9步中，第一反渗透膜的过滤压力是1.5～2.5Mpa，过滤温度是25～35℃；所述的第10步中，第二絮凝剂是由聚合氯化铝钙、氯化铁、聚丙烯酰胺混合而成，重量配比是1： 1～2：1～4，第二絮凝剂的投加量是40～70mg/L；臭氧反应过程的温度是40～50℃，臭氧的加入量是300～500ppm；所述的第11步中，第二反渗透膜的过滤压力是2.0～3.0Mpa，过滤温度是25～35℃。

8.一种市政污水处理装置，其特征在于，包括：

过滤格栅（1），用于对污水进行过滤处理；

第一沉淀池（4），用于对过滤格栅（1）过滤后的污水进行絮凝和沉淀反应，在第一沉淀池（4）上还连接有第一絮凝剂投加罐（2）和碱投加罐；

石英砂过滤器（5），连接于第一沉淀池（4），用于对第一沉淀池（4）的上清液进行过滤处理；

厌氧池（6），连接于石英砂过滤器（5），用于对石英砂过滤器（5）的滤液进行厌氧生化处理；

缺氧池（7），连接于厌氧池（6），用于对厌氧池（6）的产水进行缺氧生化处理；

SBR反应器（8），连接于缺氧池（7），用于对缺氧池（7）的产水进行活性污泥法处理；

藻类光反应管阵列（9），连接于SBR反应器（8），用于对SBR反应器（8）的产水采用藻类进行反应去除氮、磷污染物；

管式陶瓷微滤膜过滤器（10），连接于藻类光反应管阵列（9），用于对藻类光反应管阵列（9）的产水进行过滤处理，获得含有藻类的浓缩液；

板框压滤机（11），连接于管式陶瓷微滤膜过滤器（10）的浓缩液侧，用于对含有藻类的浓缩液进行固液分离处理，板框压滤机（11）的滤液侧连接于SBR反应器（8）的废水进口，板框压滤机（11）的滤饼侧既连接于藻类光反应管阵列（9）的废水进口，板框压滤机（11）的滤饼侧又连接于发酵罐；

有机超滤膜（13），连接于管式陶瓷微滤膜过滤器（10）的滤液侧，用于对管式陶瓷微滤膜过滤器（10）的滤液进行过滤处理；

第一反渗透膜（14），连接于有机超滤膜（13）的滤液侧，用于对有机超滤膜（13）的滤液进行过滤处理，第一反渗透膜（14）的截留侧连接于第一沉淀池（4）；

第二沉淀池（16），连接于有机超滤膜（13），用于对有机超滤膜（13）的浓缩液进行絮凝沉淀反应，第二沉淀池（16）上连接有第二絮凝剂投加罐（15）；

臭氧反应罐（17），连接于第二沉淀池（16），用于对第二沉淀池（16）的上清液进行臭氧分解处理；

第二反渗透膜（18），连接于臭氧反应罐（17），用于对臭氧分解的污水进行过滤处理；

电渗析器（19），连接于第二反渗透膜（18）的浓缩液侧，用于对第二反渗透膜（18）的浓缩液作进一步浓缩处理；电渗析器（19）的淡水侧与第二反渗透膜（18）的废水进口连接，电渗析器（19）的浓缩液侧与蒸发装置（20）连接，蒸发装置（20）用于对电渗析器（19）的浓缩液作蒸发处理。

9.根据权利要求8所述的市政污水处理装置，其特征在于，第一絮凝剂投加罐（2）中装填的是无机絮凝剂和有机絮凝剂复配物；所述的无机絮凝剂选自聚合硫酸铁或三氯化铁；所述的有机絮凝剂选自聚丙烯酰胺；第二絮凝剂投加罐（15）中装填的是由聚合氯化铝钙、氯化铁、聚丙烯酰胺混合而成的絮凝剂。

10.根据权利要求8所述的市政污水处理装置，其特征在于，管式陶瓷微滤膜过滤器的结构包括：组件壳体（21），在组件壳体（21）的两端分别设有封头（22），封头（22）上分别设有原料进口（25）和原料出口（26），在组件壳体（21）安装有管式陶瓷膜（24）；组件壳体（21）内部的两端设有花盘（28），在封头（22）内设有压板（27），管式陶瓷膜（24）的两端分别套在花盘（28）和压板（27）上的开孔中，压板（27）将花盘（28）压紧后实现管式陶瓷膜（24）的密封，管式陶瓷膜（24）中的管道与封头（22）连通；在组件壳体（21）还设有渗透液出口（23）；

在设有原料出口（26）的封头的内部还设有防堵塞结构（31），用于防止管式陶瓷膜（24）的管道被滤饼堵塞；防堵塞结构（31）包括：

第一固定板（32），固定于封头（22）内部；

第一固定板（32）朝向管式陶瓷膜（24）的管道的一侧通过第一弹簧（34）连接有阻流板（33），阻流板（33）朝向管式陶瓷膜（24）的管道的一侧设有杆体（36），杆体（36）伸入管式陶瓷膜（24）的管道的内部；

第二固定板（41），固定于封头（22）内部，第二固定板（41）朝向管式陶瓷膜（24）的管道的一侧通过第二弹簧（35）连接于阻流板（33），阻流板（33）朝向管式陶瓷膜（24）的管道的一侧还设有弹性片（38），弹性片（38）的一侧设有凸出部（39）；在封头（22）中还设有限位卡（40），限位卡（40）用于限制凸出部（39）的运动；

当第一弹簧（34）处于正常状态时，第二弹簧（35）处于压紧状态。