CN108975633A - 一种节能高效生物膜一体化污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能高效生物膜一体化污水处理系统，按污水处理方向包括依次连通的一级缺氧池、厌氧池、二级缺氧池、好氧池、沉淀池、清水池以及设备间、过滤器、紫外消毒器以及风机、高效除磷剂投加装置、污泥回流机构、好氧液回流机构、光伏组件；本发明利用一级缺氧池的的厌氧氨氧化作用，提高系统的脱氮除磷效果，同时好氧池安装生物膜反应器，提高氧传递效率，同时反应器中悬浮活性污泥系统与生物膜系统相辅相成，具有增加生物量及系统的处理效率，提高污水脱氮除磷的效果，降低投资成本、减少占地面积、提高运行负荷、降低运行费、光伏发电、节能环保，太阳能资源利用的优点；最终的出水达到一级A标准或中水回用标准，实现了污水的资源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种节能高效生物膜一体化污水处理 系统。
背景技术
随着我国农村经济发展迅速，农民生活水平大为提高，但是农村环境建设 与经济发展不同步，其中水环境污染问题尤为严重。未经处理的生活污水随意 排放，导致沟渠、池塘的水质发黑变臭，蚊虫滋生，影响农村人居环境及威胁 居民的身体健康，同时会造成饮用水水源污染以及湖泊、水库的富营养化。
近年来，我国各地农村污水处理采用技术有人工湿地、氧化塘、稳定塘等 生态技术外，传统活性污泥法、MBR工艺等城市污水技术在我国农村地区均有 应用，但存在以下问题，人工湿地、氧化塘、稳定塘技术存在占地面积小，系 统容易受到天气影响，处理效果不稳定，无法达到一级A的排放标准要求。传 统活性污泥法技术存在占地面积大、基建费用大、污泥膨胀、脱氮除磷效果不 佳、受冲击能力差及运行管理要求高等缺点。MBR工艺技术存在投资成本高、 膜组件维护成本高、膜容易被污染，管理要求高等缺点。导致许多地区在技术 选择方面上存在性，一定程度上影响了农村污水治理在当地的顺利实施。于是 结合我国农村生活污水分布分散、地形复杂、管网覆盖不完善，水量不稳定等 特点，因而不适合采用城市污水护理厂的集中式处理，于是研发一种可移动、 占地面积小、便捷、微动力、污水资源化和高效的一体化污水处理装置成为分 散式农村污水处理的发展趋势。
发明内容
本发明为解决现有的技术缺陷，提供了一种节能高效生物膜一体化污水处 理系统。其具体的技术方案如下：
一种节能高效生物膜一体化污水处理系统，按污水处理方向包括依次连通 的一级缺氧池、厌氧池、二级缺氧池、好氧池、沉淀池、清水池、过滤器、紫 外消毒器；所述一级缺氧池、厌氧池、二级缺氧池均悬挂有组合填料，所述好 氧池内设有MABR膜组件，所述好氧池与一级缺氧池、二级缺氧池之间设有好 氧液回流机构，所述好氧液回流机构将好氧回流液送入一级缺氧池和二级缺氧 池内，所述沉淀池与一级缺氧池之间设有污泥回流机构，所述污泥回流机构将 沉淀池回流污泥送入至一级缺氧池内；所述污水处理系统还包括高效除磷剂投 加装置、光伏组件，所述高效除磷投加装置的出口位于沉淀池的进水口；所述 光伏组件包括太阳能电池板、控制器、蓄电池和逆变器，所述太阳能电池板安 装在设备间的顶部。
优选地，过滤器、紫外消毒器设置在设备间内，所述设备间内还包括风机， 所述风机通过气管连接污泥回流机构与好氧液回流机构。
优选地，所述好氧液回流机构包括第一气提装置、好氧液回流管，所述第 一气提装置包括第一提升管、第一气管，所述第一提升管进口设置在好氧池内 部，所述第一气管一端与风机的气管相连通，另一端与第一提升管连通，所述 第一提升管的出口与好氧液回流管连通，所述好氧液回流管的出口与一级缺氧 池、二级缺氧池连通。
优选地，所述污泥回流机构包括第二气提装置、污泥回流管，所述第二气 提装置包括第二提升管、第二气管；第二提升管设置在沉淀池池体底部，所述 第二气管一端与风机的气管相连通，另一端与第二提升管连通，第二提升管的 出口与污泥回流管连通，污泥回流管的出口与一级缺氧池连通。
优选地，所述高效除磷剂投加装置包括加药箱、计量泵、加药管以及设置 在加药箱底部的排污管，所述加药箱内含有除磷剂，所述加药管的出口位于沉 淀池的进水口。
优选地，所述沉淀池池体设有斜板或斜管、出水堰。
优选地，所述沉淀池的斜板或斜管与水平面呈60°，斜板净距或斜管孔径为 80～100mm；
优选地，所述好氧池污泥回流液的回流比为150％～300％，所述沉淀池污泥 回流的回流比为50％～200％。
优选地，除磷剂为聚合氯化铝铁、聚合氯化铝、硫酸铝、聚合硫酸铁中的 一种，所述除磷剂的投加量为30ppm～80ppm。
优选地，所述过滤器为全自动清洗过滤器、水利驱动自清洗过滤器，所述 的全自动清洗过滤器、水利驱动自清洗过滤器的滤网的直径采用10～100微米。
本发明的有益效果：本发明提供一种智能、模块化、节能的生物膜一体化 污水处理系统，利用一级缺氧池的的厌氧氨氧化作用，提高系统的脱氮除磷效 果，同时好氧池安装生物膜反应器(MABR膜组件)，提高氧传递效率，同时 反应器中悬浮活性污泥系统与生物膜系统相辅相成，从而增加生物量及系统的 处理效率，提高污水脱氮除磷的效果、降低投资成本、减少占地面积、提高运 行负荷、降低运行费、光伏发电，节能环保，太阳能资源的利用，最终的出水 达到一级A标准或中水回用标准，实现了污水的资源化利用。并解决传统活性 污泥法的占地面积大、基建费用大、污泥膨胀、脱氮除磷效果不佳、受冲击能 力差及运行管理要求高的缺点；并解决了MBR工艺技术投资成本高、膜组件维 护成本高、膜容易被污染，管理要求高等缺点；且解决了人工湿地、氧化塘、 稳定塘技术占地面积小，系统容易受到天气影响，处理效果不稳定，无法达到 一级A的排放标准要求等缺点。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步地详细的说明，这些附图均为简化的示意 图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，本具体实施的方向以图1方向为标 准。
本发明公开了一种节能高效生物膜一体化污水处理系统，所述污水处理系 统按污水处理方向包括依次连通的一级缺氧池1、厌氧池2、二级缺氧池3、好 氧池4、沉淀池5、清水池100、过滤器7、紫外消毒器8，过滤器7、紫外消毒 器8均设置在设备间6内，设备间6还设置有水泵102、风机9、高效除磷剂投 加装置，污水处理系统还包括将沉淀池的污泥回流至一级缺氧池内的污泥回流 机构、将好氧池内的好氧液回流至一级缺氧池和二级缺氧池内的好氧液回流机 构以及光伏组件。
污水通过污水管10进入10％～30％的原水到一级缺氧池1，同时利用沉淀池 5回流污泥、好氧池4的好氧回流混合液进入一级缺氧池1，一级缺氧池1中的 厌氧氨氧化作用，厌氧氨氧化菌以污水中NH4 +为电子供体，以好氧池4回流混 合液中NO3 -和NO2 -电子受体，将氨最终转化为N2逸出，加强系统的生物脱氮， 同时厌氧氨氧化作用降低回流污泥中携带的大量硝态氮浓度，有助于厌氧池聚 磷菌磷的释放，也有助于提高系统TP的去除效果，还能同时去除有机物。
一级缺氧池1出水与70％～90％的污水进入厌氧池2完全混合，在低溶解氧 的条件下，厌氧池2中聚磷微生物(聚磷菌等)释放出磷，使污水中P的浓度 升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；另外，NH3-N 因细胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3-N浓度下降。
厌氧池2出水和好氧池4的回流混合液混合进入二级缺氧池3，二级缺氧池 3中反硝化菌利用污水中有机物为碳源，NO3 -和NO2 -为电子受体，使NO3 -和NO2 -还原成N2逸出，进行反硝化脱氮，一方面呢大大降低了TN的量，另一方面也 降低了污水负荷，有利于后续好氧区的硝化反应，从而提高整个系统的脱氮效 果。
其中，一级缺氧池1、厌氧池2和二级缺氧池3分别悬挂有组合填料11， 所述的组合填料的结构是将多个塑料环固定在一根中心绳上，然后将醛化纤维 或涤纶丝压在环的环圈上，使纤维束均匀分布；内圈是雪花状塑料枝条；在一 级缺氧池1、厌氧池2和二级缺氧池3的底部均固定安装有推流器12，在推流 器12的作用下，污水在多个池内多次循环。
二级缺氧池3的出水流入好氧池4，好氧池4内安装MABR膜组件41，MABR 膜组件41浸没式设置在好氧池4内，MABR膜组件41选用疏水透气性微孔 MABR膜组件或透气性致密MABR膜组件，MABR膜组件均为现有技术，利 用MABR膜组件的氧传递效率高，悬浮活性污泥系统与生物膜系统相辅相成的 优势，利用亚硝酸盐菌和硝酸盐菌将水中的NH3-N(氨氮)进行硝化反应生成 硝酸根，降低出水的氨氮，同时水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量， 微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内，经沉淀分离后以富 磷污泥的形式从系统中排出，降低出水TP浓度。
好氧池4的出水流入沉淀池5，沉淀池5包括沉淀池池体51、锥形污泥斗 52以及与锥形污泥斗52连接的污泥管53，沉淀池池体51设有斜板54、出水堰 55，在沉淀池5设置斜板54，使水中悬浮杂质在斜板54中进行沉淀，水沿斜板 上升流动，分离出的泥渣在重力作用下沿着斜板向下滑至池底再进入锥形污泥 斗，再集中排出。本发明的斜板54也可以设置为斜管；斜板54的设置缩短了 沉淀时间；提高沉淀效率；提高处理能力。优选地，所述沉淀池5的斜板(管) 与水平面呈60°角，斜板净距(或斜管孔径)一般为80～100mm；
沉淀池5中部分的污泥回流至一级缺氧池1，沉淀池的清水出水流入清水池 100，清水池100的出水通过水泵102输送到过滤器7，过滤器7优先为全自动 清洗过滤器、水利驱动自清洗过滤器，其采用市售通用产品，优先的，所述的 全自动清洗过滤器、水利驱动自清洗过滤器的滤网的直径采用10～100微米。过 滤器7能去除水质中SS，保证出水SS小于7mg/l，过滤器7的出水流至紫外线 消毒器进行杀菌消毒，最终紫外线消毒器的出水通过出水管达标排放。
高效除磷剂投加装置包括加药箱61、计量泵62、加药管63，加药箱61内 含有除磷剂，除磷剂为聚合氯化铝铁、聚合氯化铝、硫酸铝、聚合硫酸铁中的 一种，通过计量泵62准备定量除磷剂的投加量，除磷剂的投加量为 30ppm～80ppm；加药管63的出口位于沉淀池5的进水口，通过计量泵62准确 将除磷剂送人至沉淀池进水口内，在沉淀池的进水口投加高效除磷剂，提高沉 淀池的泥水分离效果及提高磷的去除效果。
经过过滤器7过滤后的清水通过出水管流入至紫外消毒器8内进行杀菌消 毒，污水通过底部的排污管71排出。最终紫外线消毒器的出水通过出水管达标 排放。本发明的紫外消毒器8采用市售通用产品。
风机9与气管91连接，气管91分成三条支路，分别为第一气管911、第二 气管912、第三气管913；其中，第三气管913与MABR膜组件41连接，由风 机给MABR膜组件41提供空气。
好氧液回流机构包括第一气提装置、好氧液回流管42，第一气提装置包括 第一提升管43、第一气管911，第一提升管43进口设置在好氧池4内部，第一 气管911与第一提升管43连通，第一提升管43的出口与好氧液回流管42连通， 好氧液回流管42的出口与一级缺氧池1、二级缺氧池3连通，通过风机9将空 气送入至第一气管911内，再由第一气管911将空气送入至第一提升管43内， 使好氧池内的好氧液得以由好氧回流管42输送至一级缺氧池1和二级缺氧池3 内，由此形成好氧池污泥回流。优选地，所述好氧池污泥回流液的回流比为150％～300％；
污泥回流机构包括第二气提装置、污泥回流管56，第二气提装置包括第二 提升管57、第二气管912；第二提升管57设置在沉淀池5池体底部，第二气管 912与第二提升管57连通，第二提升管57的出口与污泥回流管56连通，污泥 回流管56的出口与一级缺氧池1连通，通过风机9将空气送入至第二气管912 内，再由第二气管912将空气送入至第二提升管57内，使沉淀池内的污泥得以 由污泥回流管56输送至一级缺氧池1内，由此形成沉淀池污泥回流。优选地， 所述沉淀池污泥回流的回流比为50％～200％；
所述的设备间内还包括电控装置101，电控装置101为系统的电源控制系统。
光伏组件包括太阳能电池板103、控制器104、蓄电池105和逆变器106， 其中，太阳能电池板103安装在设备间6的顶部，控制器104、蓄电池105和逆 变器106设置在设备间6内，本发明采用太阳能供电单元为设备提供电源，减 少了电网用电，主要通过外接太阳能光伏发电板提供电量，通过蓄电池储存电 量，具有经济实用、节能环保的特点，同时使用也更加便利。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种节能高效生物膜一体化污水处理系统，其特征在于，按污水处理方向包括依次连通的一级缺氧池、厌氧池、二级缺氧池、好氧池、沉淀池、清水池、过滤器、紫外消毒器；所述一级缺氧池、厌氧池、二级缺氧池均悬挂有组合填料，所述好氧池内设有MABR膜组件，所述好氧池与一级缺氧池、二级缺氧池之间设有好氧液回流机构，所述好氧液回流机构将好氧回流液送入一级缺氧池和二级缺氧池内，所述沉淀池与一级缺氧池之间设有污泥回流机构，所述污泥回流机构将沉淀池回流污泥送入至一级缺氧池内；所述污水处理系统还包括高效除磷剂投加装置、光伏组件，所述高效除磷投加装置的出口位于沉淀池的进水口；所述光伏组件包括太阳能电池板、控制器、蓄电池和逆变器，所述太阳能电池板安装在设备间的顶部。
2.根据权利要求1所述的节能高效生物膜一体化污水处理系统，其特征在于，过滤器、紫外消毒器设置在设备间内，所述设备间内还包括风机，所述风机通过气管连接污泥回流机构与好氧液回流机构。
3.根据权利要求2所述的节能高效生物膜一体化污水处理系统，其特征在于，所述好氧液回流机构包括第一气提装置、好氧液回流管，所述第一气提装置包括第一提升管、第一气管，所述第一提升管进口设置在好氧池内部，所述第一气管一端与风机的气管相连通，另一端与第一提升管连通，所述第一提升管的出口与好氧液回流管连通，所述好氧液回流管的出口与一级缺氧池、二级缺氧池连通。
4.根据权利要求2所述的节能高效生物膜一体化污水处理系统，其特征在于，所述污泥回流机构包括第二气提装置、污泥回流管，所述第二气提装置包括第二提升管、第二气管；第二提升管设置在沉淀池池体底部，所述第二气管一端与风机的气管相连通，另一端与第二提升管连通，第二提升管的出口与污泥回流管连通，污泥回流管的出口与一级缺氧池连通。
5.根据权利要求1所述的节能高效生物膜一体化污水处理系统，其特征在于，所述高效除磷剂投加装置包括加药箱、计量泵、加药管以及设置在加药箱底部的排污管，所述加药箱内含有除磷剂，所述加药管的出口位于沉淀池的进水口。
6.根据权利要求1所述的节能高效生物膜一体化污水处理系统，其特征在于，所述沉淀池池体设有斜板或斜管、出水堰。
7.根据权利要求6所述的节能高效生物膜一体化污水处理系统，其特征在于，所述所述沉淀池的斜板或斜管与水平面呈60°，斜板净距或斜管孔径为80～100mm。
8.根据权利要求6所述的节能高效生物膜一体化污水处理系统，其特征在于，所述好氧池污泥回流液的回流比为150％～300％，所述沉淀池污泥回流的回流比为50％～200％。
9.根据权利要求5所述的节能高效生物膜一体化污水处理系统，其特征在于，除磷剂为聚合氯化铝铁、聚合氯化铝、硫酸铝、聚合硫酸铁中的一种，所述除磷剂的投加量为30ppm～80ppm。
10.根据权利要求1所述的节能高效生物膜一体化污水处理系统，其特征在于，所述过滤器为全自动清洗过滤器、水利驱动自清洗过滤器，所述的全自动清洗过滤器、水利驱动自清洗过滤器的滤网的直径采用10～100微米。
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