CN108483663A - 一种高效膜生物反应池及污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高效膜生物反应池，涉及污水处理技术领域。该高效膜生物反应池包括膜池本体和过滤膜组；过滤膜组内置于膜池本体中，膜池本体设置有反洗装置和双向刮擦装置；反洗装置包括反洗驱动泵、药剂箱和反洗管道，反洗驱动泵通过反洗管道能够分别将药剂箱和下游的水体输送到过滤膜组；双向刮擦装置包括设置于膜池本体内的第一进水口和第二进水口，来自上游的水体能够分别通过第一进水口和第二进水口流入膜池本体。本发明的高效膜生物反应池，在过滤膜组外部设置双向刮擦装置，在其内部设置反洗装置，能够对膜结构进行实时清理，减少吸附的污染物质，提高膜生物反应池器的除污效率。在此基础上，本发明还提供了一种污水处理系统。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种高效膜生物反应池及污水处理系统。
背景技术
膜生物反应装置(Membrane Bio-reactor，简称MBR)是活性污泥生物处理技术与膜分离技术有机结合的新型水处理技术。
活性污泥生物处理技术是以活性污泥为主体的废水生物处理的方法，这种技术将废水与活性污泥(微生物)混合搅拌并曝气，使废水中的有机污染物在微生物的作用下分解，实现脱碳、脱氮、脱磷等效果。然后利用膜分离设备将膜生物反应装置中的活性污泥和大分子有机物截留住。膜-生物反应装置通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能，使活性污泥浓度大大提高，其水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制。
在传统的废水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在1.5～3.5g/L左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间(HRT)与污泥龄(SRT)相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，并容易出现污泥膨胀现象，出水水质恶化。
另外，现有技术在引入膜生物反应器后，没有增加相应的自我清理机制和工艺，使得膜生物反应器在长时间使用后吸附的杂质迅速增加，影响了污水处理的效率，降低了污水处理的能力，甚至提高了膜生物反应器的清理成本和运行维护成本。
所以，如何改进膜生物反应器及膜生物反应处理池的结构设计，提高污水处理效率是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效膜生物反应池及污水处理系统，以解决现有技术中的污水处理工艺和膜生物反应器存在的效率低下、成本高昂甚至导致水质恶化等问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种高效膜生物反应池，包括膜池本体和过滤膜组；所述过滤膜组内置于所述膜池本体中，所述膜池本体设置有反洗装置和双向刮擦装置；所述反洗装置包括反洗驱动泵、药剂箱和反洗管道，所述反洗驱动泵通过反洗管道能够分别将所述药剂箱和下游的水体输送到所述过滤膜组；所述双向刮擦装置包括设置于所述膜池本体内的第一进水口和第二进水口，来自上游的水体能够分别通过所述第一进水口和所述第二进水口流入所述膜池本体。
在上述技术方案的基础上，进一步，所述第一进水口和所述第二进水口分别位于所述膜池本体内壁的两侧，且出口方向相对设置。该技术方案的技术效果在于：两个进水口相对设置，可以选择双向对流，或者间歇性单向流动，有利于过滤膜组的自我清洁。
可选地，进一步，所述第一进水口和所述第二进水口分别位于所述膜池本体内壁的两侧，且出口方向均与所述内壁相切。该技术方案的技术效果在于：与膜池本体内壁相切的两个进水口，能够形成涡旋水流，或者相互抵冲的激流，对过滤膜组的除污清理具有辅助作用。
在上述任一技术方案的基础上，进一步，还包括风机；所述风机位于所述膜池本体外且与所述过滤膜组的底部连通。该技术方案的技术效果在于：利用风机向过滤膜组的底部输送气流，一方面为膜池进行的有机污染物的降解和泥水的分离提供曝气，另一方面可以对过滤膜组产生振动，减少污染杂物在过滤膜组上的吸附。
本发明还提供一种污水处理系统，包括缺氧池、曝气池、清水池以及上述的高效膜生物反应池；所述缺氧池、所述曝气池、所述高效膜生物反应池和所述清水池依次连通；其中，所述曝气池和所述高效膜生物反应池通过所述双向刮擦装置连通，所述高效膜生物反应池通过所述过滤膜组和所述清水池连通。其中，污水在缺氧池中停留时间需长达2～3小时，而在曝气池和高效膜生物反应池中的停留时间需长达4～8小时。另外，为了控制安装空间和设备的整体性，可将上述各池统一布置成型，并形成一个整体的集装箱形状。
在上述技术方案的基础上，进一步，还包括回流装置；所述回流装置包括回流驱动泵和回流管路，所述回流驱动泵通过所述回流管路的水体输送到所述缺氧池和所述曝气池。该技术方案的技术效果在于：回流装置持续向高效膜生物反应池提供污水，无法由过滤膜组处理为清水的污水由回流驱动泵通过回流管路返流至缺氧池和曝气池的前端，重新进行反硝化脱氮和曝气处理。其中，曝气池与高效膜生物反应池之间的回流量为3～4倍进水量。特殊地，回流管路出口可设置高度可调的活动堰门。
在上述任一技术方案的基础上，进一步，还包括搅拌器和曝气器；所述搅拌器设置于所述缺氧池底部，所述曝气器设置于所述曝气池底部，用于引入外部空气。该技术方案的技术效果在于：搅拌器使污水中的的微生物和污水充分混合，提高脱氮效率；曝气器将来自风机的外部空气均匀输送到污水中。
在上述任一技术方案的基础上，进一步，还包括中央控制单元；所述中央控制单元分别与所述反洗装置和所述双向刮擦装置电连接。该技术方案的技术效果在于：在作业过程中，中央控制单元根据过滤膜组的实时状况，驱动反洗装置或者双向刮擦装置对过滤膜组进行自我除污处理。中央控制单元还可将污水处理数据上传云平台，供远程监控或者操作。
在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述缺氧池、所述曝气池、所述高效膜生物反应池和/或所述清水池由碳钢材料制成。该技术方案的技术效果在于：碳钢硬度大强度大，加工性能好，成型效果好，能够大大提高污水处理系统各个机构的生产效率。
在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述缺氧池、所述曝气池、所述高效膜生物反应池和/或所述清水池的内外表面设置油漆防腐层。该技术方案的技术效果在于：由于污水通常腐蚀性较高，采用油漆防腐层，能够延长整套设备的使用寿命。
本发明具有如下有益效果：
本发明提供的高效膜生物反应池及污水处理系统，在过滤膜组外部设置双向刮擦装置，在其内部设置反洗装置，能够根据系统运行状况，对膜结构进行实时清理，减少吸附的污染物质，提高膜生物反应池器的除污效率。
本发明的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本发明的具体实践可以了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的高效膜生物反应池的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的高效膜生物反应池中的第一种结构的膜池本体的俯视图；
图3为本发明实施例提供的高效膜生物反应池中的第二种结构的膜池本体的俯视图；
图4为本发明实施例提供的污水处理系统的结构示意图。
图标：1-膜池本体；2-过滤膜组；3-反洗驱动泵；4-药剂箱；5-反洗管道；6-第一进水口；7-第二进水口；8-风机；9-缺氧池；10-曝气池；11-清水池；12-回流驱动泵；13-回流管路；14-搅拌器；15-曝气器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
现有技术说明：
在现有技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池10的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池10的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池10的污泥不能维持较高浓度，一般在1.5～3.5g/L左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间(HRT)与污泥龄(SRT)相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，并容易出现污泥膨胀现象，出水水质恶化。
另外，现有技术在引入膜生物反应器后，没有增加相应的自我清理机制和工艺，使得膜生物反应器在长时间使用后吸附的杂质迅速增加，影响了污水处理的效率，降低了污水处理的能力，甚至提高了膜生物反应器的清理成本和运行维护成本。
本发明技术方案概述：
本实施例提供的高效膜生物反应池，包括膜池本体1和过滤膜组2具体地，过滤膜组2内置于膜池本体1中，膜池本体1设置有反洗装置和双向刮擦装置；反洗装置包括反洗驱动泵3、药剂箱4和反洗管道5，反洗驱动泵3通过反洗管道5能够分别将药剂箱4和下游的水体输送到过滤膜组2；双向刮擦装置包括设置于膜池本体1内的第一进水口6和第二进水口7，来自上游的水体能够分别通过第一进水口6和第二进水口7流入膜池本体1。
上述高效膜生物反应池的技术方案，能够较好地解决现有技术中的污水处理工艺和膜生物反应器存在的效率低下、成本高昂甚至导致水质恶化等问题：在过滤膜组2外部设置双向刮擦装置，在其内部设置反洗装置，能够根据系统运行状况，对膜结构进行实时清理，减少吸附的污染物质，提高膜生物反应池器的除污效率。
针对上述现有技术方案存在的技术问题，下面结合具体的实施方式对本发明的技术方案做进一步地解释说明：
本实施例提供了一种高效膜生物反应池，其中：图1为本发明实施例提供的高效膜生物反应池的结构示意图；图2为本发明实施例提供的高效膜生物反应池中的第一种结构的膜池本体1的俯视图；图3为本发明实施例提供的高效膜生物反应池中的第二种结构的膜池本体1的俯视图。如图1～3所示，高效膜生物反应池包括膜池本体1和过滤膜组2。具体地，过滤膜组2内置于膜池本体1中，膜池本体1设置有反洗装置和双向刮擦装置；反洗装置包括反洗驱动泵3、药剂箱4和反洗管道5，反洗驱动泵3通过反洗管道5能够分别将药剂箱4和下游的水体输送到过滤膜组2；双向刮擦装置包括设置于膜池本体1内的第一进水口6和第二进水口7，来自上游的水体能够分别通过第一进水口6和第二进水口7流入膜池本体1。
在上述实施例的基础上，如图1、2所示，进一步地，第一进水口6和第二进水口7分别位于膜池本体1内壁的两侧，且出口方向相对设置。在该结构的高效膜生物反应池中，两个进水口相对设置，可以选择双向对流，或者间歇性单向流动，有利于过滤膜组2的自我清洁。
在上述实施例的基础上，如图1、3所示，进一步地，可选地，进一步，第一进水口6和第二进水口7分别位于膜池本体1内壁的两侧，且出口方向均与内壁相切。在该结构的高效膜生物反应池中，与膜池本体1内壁相切的两个进水口，能够形成涡旋水流，或者相互抵冲的激流，对过滤膜组2的除污清理具有辅助作用。
在上述实施例的基础上，如图1所示，进一步地，还包括风机8；风机8位于膜池本体1外且与过滤膜组2的底部连通。在该结构的高效膜生物反应池中，利用风机8向过滤膜组2的底部输送气流，一方面为膜池进行的有机污染物的降解和泥水的分离提供曝气，另一方面可以对过滤膜组2产生振动，减少污染杂物在过滤膜组2上的吸附。
本发明还提供一种污水处理系统，图4为本发明实施例提供的污水处理系统的结构示意图。如图4所示，污水处理系统包括缺氧池9、曝气池10、清水池11以及上述的高效膜生物反应池。具体地，缺氧池9、曝气池10、高效膜生物反应池和清水池11依次连通；其中，曝气池10和高效膜生物反应池通过双向刮擦装置连通，高效膜生物反应池通过过滤膜组2和清水池11连通。其中，污水在缺氧池9中停留时间需长达2～3小时，而在曝气池10和高效膜生物反应池中的停留时间需长达4～8小时。另外，为了控制安装空间和设备的整体性，可将上述各池统一布置成型，并形成一个整体的集装箱形状。
在上述实施例的基础上，如图4所示，进一步地，还包括回流装置；回流装置包括回流驱动泵12和回流管路13，回流驱动泵12通过回流管路13的水体输送到缺氧池9和曝气池10。在该结构的污水处理系统中，回流装置持续向高效膜生物反应池提供污水，无法由过滤膜组2处理为清水的污水由回流驱动泵12通过回流管路13返流至缺氧池9和曝气池10的前端，重新进行反硝化脱氮和曝气处理。其中，曝气池10与高效膜生物反应池之间的回流量为3～4倍进水量。特殊地，回流管路13出口可设置高度可调的活动堰门。
在上述实施例的基础上，如图4所示，进一步地，还包括搅拌器14和曝气器15；搅拌器14设置于缺氧池9底部，曝气器15设置于曝气池10底部，用于引入外部空气。在该结构的污水处理系统中，搅拌器14使污水中的微生物和污水充分混合，提高脱氮效率；曝气器15将来自风机8的外部空气均匀输送到污水中。
在上述实施例的基础上，如图4所示，进一步地，还包括中央控制单元(未标注)；中央控制单元分别与反洗装置和双向刮擦装置电连接。该结构的污水处理系统，在作业过程中，中央控制单元根据过滤膜组2的实时状况，驱动反洗装置或者双向刮擦装置对过滤膜组2进行自我除污处理。中央控制单元还可将污水处理数据上传云平台，供远程监控或者操作。
在上述实施例的基础上，如图4所示，进一步地，缺氧池9、曝气池10、高效膜生物反应池和/或清水池11由碳钢材料制成。在该结构的污水处理系统中，碳钢硬度大强度大，加工性能好，成型效果好，能够大大提高污水处理系统各个机构的生产效率。
在上述实施例的基础上，如图4所示，进一步地，缺氧池9、曝气池10、高效膜生物反应池和/或清水池11的内外表面设置油漆防腐层。在该结构的污水处理系统中，由于污水通常腐蚀性较高，采用油漆防腐层，能够延长整套设备的使用寿命。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种高效膜生物反应池，其特征在于，包括膜池本体和过滤膜组；
所述过滤膜组内置于所述膜池本体中，所述膜池本体设置有反洗装置和双向刮擦装置；
所述反洗装置包括反洗驱动泵、药剂箱和反洗管道，所述反洗驱动泵通过反洗管道能够分别将所述药剂箱和下游的水体输送到所述过滤膜组；
所述双向刮擦装置包括设置于所述膜池本体内的第一进水口和第二进水口，来自上游的水体能够分别通过所述第一进水口和所述第二进水口流入所述膜池本体。
2.根据权利要求1所述的高效膜生物反应池，其特征在于，所述第一进水口和所述第二进水口分别位于所述膜池本体内壁的两侧，且出口方向相对设置。
3.根据权利要求1所述的高效膜生物反应池，其特征在于，所述第一进水口和所述第二进水口分别位于所述膜池本体内壁的两侧，且出口方向均与所述内壁相切。
4.根据权利要求1所述的高效膜生物反应池，其特征在于，还包括风机；所述风机位于所述膜池本体外且与所述过滤膜组的底部连通。
5.一种污水处理系统，包括缺氧池、曝气池、清水池以及如权利要求1～4任一项所述的高效膜生物反应池；所述缺氧池、所述曝气池、所述高效膜生物反应池和所述清水池依次连通；其特征在于，
所述曝气池和所述高效膜生物反应池通过所述双向刮擦装置连通，所述高效膜生物反应池通过所述过滤膜组和所述清水池连通。
6.根据权利要求5所述的污水处理系统，其特征在于，还包括回流装置；所述回流装置包括回流驱动泵和回流管路，所述回流驱动泵通过所述回流管路的水体输送到所述缺氧池和所述曝气池。
7.根据权利要求5所述的污水处理系统，其特征在于，还包括搅拌器和曝气器；所述搅拌器设置于所述缺氧池底部，所述曝气器设置于所述曝气池底部，用于引入外部空气。
8.根据权利要求5所述的污水处理系统，其特征在于，还包括中央控制单元；所述中央控制单元分别与所述反洗装置和所述双向刮擦装置电连接。
9.根据权利要求5所述的污水处理系统，其特征在于，所述缺氧池、所述曝气池、所述高效膜生物反应池和/或所述清水池由碳钢材料制成。
10.根据权利要求9所述的污水处理系统，其特征在于，所述缺氧池、所述曝气池、所述高效膜生物反应池和/或所述清水池的内外表面设置油漆防腐层。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100785044B1 (ko) * | 2006-11-09 | 2007-12-12 | 한국과학기술연구원 | 기존의 하수처리시설을 고도처리시설로 리모델링하는 방법 및 그를 이용한 고도처리시설의 운전 방법 |
| CN102260016A (zh) * | 2011-05-23 | 2011-11-30 | 上海膜达克环保工程有限公司 | 好氧膜生物反应器及工艺 |
| CN105478016A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-04-13 | 广东创源节能环保有限公司 | 一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置 |
| CN207361868U (zh) * | 2017-08-16 | 2018-05-15 | 杭州宸祥环境工程有限公司 | 一种可循环膜生物反应废水处理装置 |
| CN208603832U (zh) * | 2018-06-27 | 2019-03-15 | 阿斯旺（北京）环保科技有限公司 | 一种高效膜生物反应池及污水处理系统 |
-
2018
- 2018-06-27 CN CN201810682606.6A patent/CN108483663A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 孙本达等编著: "《火力发电厂水处理实用技术问答》", 中国电力出版社, pages: 46 * |
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