CN110845071A - 一种mbr膜生物一体化污水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明专利公开了一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，通过将农村生活污水、小区生活污水或少量工业废水进行收集，通过提升系统进入预处理区，预处理区采用混凝沉降、厌氧、缺氧工艺，使污染指标满足MBR系统进水要求后自流进入MBR区；通过MBR区的处理，使产水浊度≤1NTU、其他指标符合MBR系统产水水质指标；MBR区产水进入到产水区中，产水区水溢流至光催化氧化区统，光催化氧化设置有光源模组和加药混合系统，在光催化氧化系统停留30~120min；通过光催化氧化作用，水中的污染物进一步降低，稳定达到排放要求；光催化氧化产水进入产水区，可以溢流排放，也可以通过增压系统送至回用点进行回用。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种MBR膜生物一体化污水处理工艺。
背景技术
膜生物反应器（简称MBR工艺)是利用膜取代二沉池对生化工艺的泥水混合物进行固液分离，它使用开放式中空纤维、平板、管式膜组件，将膜直接置于好氧池中或单独放置，通过泵的负压抽吸或正压作用，使水透过膜表面，达到过滤净化的目的。MBR工艺在国内外已经成功地应用于城市污水与工业污水的处理。
MBR工艺的核心是起固液分离作用的超滤级别的分离膜，MBR膜有多种材质和多种构型，每种材质和构型有自己的特点，可以根据实际情况进行合理的选择。
光催化氧化工艺属于高级氧化技术，在为污染水体处理、自来水处理、难降解工业废水处理领域均有应用，光催化氧化技术利用紫外光或可见光作为催化剂，催化氧化剂产生氧化能力极强的羟基自由基，羟基自由基能够无选择的氧化水中的有机物及还原性物质，能进一步提高水质，同时紫外光本身具有杀菌消毒的作用，后续不再需要消毒措施。
农村污水、小区污水和小流量工业废水具有以下特点：
（1）排水点分散，难以统一收集处理；
（2）排水时间集中，丰谷分明；
（3）水量较小，收集管网不完备，难以纳入管网处理；
（4）废水大多直接排入附近水体中，产生类面源式的污染，治理困难；
（5）废水通常有一定的颜色，常规处理后感观较差。
目前，分散式污水处理装置在国内开始广泛的应用，常用的工艺有微动力生化处理系统、无动力生化处理系统、MBR系统等，基本采用以传统生化为主的工艺路线，经过处理后，基本能够达到排放标准的要求。但是，如果要进行回用，还存在色度、COD、生物安全性等不达标的问题。要实现分散式污水的回用，还需要引入其他的处理工艺。目前国内外研究的分散式深度处理工艺较少，报道较多的有活性炭过滤工艺。
活性炭过滤工艺主要在小型MBR系统中有应用，用于脱出废水的色度，同时降低废水的COD。但是，由于吸附作用属于物理过程，只是污染物的转移，污染物本身并没有的到降解；且活性炭需要定期更换，更换下来的活性炭属于固体废物，同样存在环境风险。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明设计的目的在于提供一种MBR膜生物一体化污水处理工艺。
本发明通过 以下技术方案加以实现：
所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
1）将待处理的污水引入到预处理区,依次进入混凝沉淀区、厌氧区、缺氧区、好氧区，分别进行絮凝沉淀处理、厌氧处理、缺氧处理及好氧处理后，污水中的有机物经过厌氧、缺氧和好氧微生物的新陈代谢，初步得到净化，制得预处理产水；
2）将步骤1）制得的预处理产水通过格栅进入到MBR区,所述MBR区设置有MBR膜组件及抽吸泵，预处理产水经过MBR膜组件处理后，污泥和水分离开，污水透过膜丝表面的孔进入膜腔内，然后汇集到抽吸泵排入MBR产水区，活性污泥则留在MBR区内；
3）MBR产水区的污水通过格栅进入到光催化氧化区进行催化氧化处理，该处理过程中将污水中难降解的有机物在光的作用下，协同添加氧化剂逐步氧化成低分子中间产物，最终生成含CO2、H2O及其他的离子的产水；
4）经过氧化处理后的产水通过格栅进入到产水区，在产水区进行加药处理后直接排出或回用；加药点位于产水区的上端进水口处，药剂通过设备间内的计量泵输送到加药点进行加药，计量泵通过PLC与抽吸泵联动，抽吸泵开启5分钟后，加药计量泵开始加药，抽吸泵停止时，计量泵停止加药，药剂量通过计量泵和加药处的阀门双重控制，加药量控制2-3ppm。
所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于步骤1）中混凝沉淀区内设置有过流挡板和加药点，絮凝沉淀处理是指污水进入混凝区后，在混凝区内加入絮凝药剂，PH控制在6-9，加药量为2-3PPM，经过水流和过流挡板的作用，充分的混凝后流入混凝沉淀区进行沉淀，沉淀0.5-1小时。
所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于步骤1）中厌氧处理、缺氧处理及好氧处理是指在絮凝沉淀处理0.5-1小时后，污水自流依次流入厌氧区、缺氧区和好氧区，厌氧区溶解氧控制在0.2mg/L以下，缺氧区溶解氧控制在0.5mg/L，好氧区溶解氧控制在2-3mg/L之间，厌氧区、缺氧区和好氧区的污泥浓度控制在4000-5000mg/L。
所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于所述膜组件包括膜架、固定设置在模架上的膜片、集水连接件、曝气装置，膜片采用中空纤维膜片，膜分离孔径为0.02-0.5μm，膜设计通量10-25LMH；所述集水连接件与MBR产水区之间通过抽吸泵进行连通。
所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于步骤3）中光催化氧化区分为两个区两个区串联起来，每个区内设有催化装置两套，固定在池体中，浸没在水中，处理时液面高于催化装置上端面0.3m。
所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于混凝沉淀区水流方向为先由上向下再由下向上流动。
所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于所述催化装置包括光源模组，光源模组两侧还设置有机械清理装置，所述机械清理装置包括毛刷，光源模组采用紫外或可见光源，多套光催化模组串联连接，每个光源模组由若干个紫外或可见光源灯管依次排列组成，所有灯管横排固定在机架上，分为两层，上层灯管上边和下层灯管下边各设置一排毛刷，毛刷固定在连杆上，通过链条的传动，往返灯管两端，清理灯管表面的杂物，灯管两端设有防水电源，灯管的电源直接与控制柜连接，毛刷的传动器通过电控柜内的PLC控制，每隔2小时进行一次清扫，每次清理10分钟，保持灯管表面的清洁，进而保证光催化效果。
所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于污水处理工艺中，氧化剂采用多点自动加入的方式，两个光催化氧化区前中后各设置一个加药点，氧化剂通过设备间的计量泵输送到每个加药点，每路加药管末端设置手动阀、电动阀、流量计来控制加药，其中各个光催化氧化区末端的加药口作为备用加药，每个加药点根据工艺需要来调节是否加药，加药量控制在2-5ppm之间。
所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于步骤4）中产水区设置有无塔供水区及增压泵。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1）将完整的工艺链设计成可移动式一体化处理装置，不需要大量的管网铺设，可以做成全地上式或全地下式，布置灵活，实现污水回用和达标排放；
2）将MBR膜分离技术和光催化氧化技术进行有机结合，两种工艺优势互补，提高系统的稳定性和产水水质，MBR膜产水中几乎不含有固体悬浮物，使氧化剂和光催化产生的自由基全部用于氧化溶解性有机物，同时紫外灯管不容易产生污染，提高了光催化系统的效率，降低氧化剂使用量，减少光催化反应时间；
3）MBR系统和光催化模组均有自动维护装置，在无人值守的状态下也能
够保证系统高效稳定的运行，光催化氧化本身具有杀菌消毒的作用，系统不需要再设置杀菌装置，降低了工艺的复杂度。
附图说明
图1为本发明处理工艺及装置结构示意图；
图中，1-预处理区，2-混凝沉淀区，3-厌氧区，4-缺氧区，5-好氧区，6-MBR区，7-MBR膜组件，8-MBR产水区，9-光催化氧化区，10-光源模组，11-机械清理装置，12-加药点，13-无塔供水区，14-增压泵，15-产水区，16-设备间及配电柜区，17-加药系统放置区。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做进一步详细描述，并给出具体实施例。
如图1所示，本发明一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，包括以下步骤：
1）将待处理的污水引入到预处理区,依次进入混凝沉淀区、厌氧区、缺氧区、好氧区，分别进行絮凝沉淀处理、厌氧处理、缺氧处理及好氧处理后，污水中的有机物经过厌氧、缺氧和好氧微生物的新陈代谢，初步得到净化，制得预处理产水；2）将步骤1）制得的预处理产水通过格栅进入到MBR区,所述MBR区设置有MBR膜组件及抽吸泵，预处理产水经过MBR膜组件处理后，污泥和水分离开，污水透过膜丝表面的孔进入膜腔内，然后汇集到抽吸泵排入MBR产水区，活性污泥则留在MBR区内；3）MBR产水区的污水通过格栅进入到光催化氧化区进行催化氧化处理，该处理过程中将污水中难降解的有机物在光的作用下，协同添加氧化剂逐步氧化成低分子中间产物，最终生成含CO2、H2O及其他的离子的产水；4）经过氧化处理后的产水通过格栅进入到产水区，在产水区进行加药处理后直接排出或回用；加药点位于产水区的上端进水口处，药剂通过设备间内的计量泵输送到加药点进行加药，计量泵通过PLC与抽吸泵联动，抽吸泵开启5分钟后，加药计量泵开始加药，抽吸泵停止时，计量泵停止加药，药剂量通过计量泵和加药处的阀门双重控制，加药量控制2-3ppm。
优选地，步骤1）中混凝沉淀区内设置有过流挡板和加药点，絮凝沉淀处理是指污水进入混凝区后，在混凝区内加入絮凝药剂，PH控制在6-9，加药量为2-3PPM，经过水流和过流挡板的作用，充分的混凝后流入混凝沉淀区进行沉淀，沉淀0.5-1小时。厌氧处理、缺氧处理及好氧处理是指在絮凝沉淀处理0.5-1小时后，污水自流依次流入厌氧区、缺氧区和好氧区，厌氧区溶解氧控制在0.2mg/L以下，缺氧区溶解氧控制在0.5mg/L，好氧区溶解氧控制在2-3mg/L之间，厌氧区、缺氧区和好氧区的污泥浓度控制在4000-5000mg/L。
优选地，膜组件包括膜架、固定设置在模架上的膜片、集水连接件、曝气装置，膜片采用中空纤维膜片，膜分离孔径为0.02-0.5μm，膜设计通量10-25LMH；所述集水连接件与MBR产水区之间通过抽吸泵进行连通。光催化氧化区分为两个区两个区串联起来，每个区内设有催化装置两套，固定在池体中，浸没在水中，处理时液面高于催化装置上端面0.3m。混凝沉淀区水流方向为先由上向下再由下向上流动。
优选地，催化装置包括光源模组，光源模组两侧还设置有机械清理装置，所述机械清理装置包括毛刷，光源模组采用紫外或可见光源，多套光催化模组串联连接，每个光源模组由若干个紫外或可见光源灯管依次排列组成，所有灯管横排固定在机架上，分为两层，上层灯管上边和下层灯管下边各设置一排毛刷，毛刷固定在连杆上，通过链条的传动，往返灯管两端，清理灯管表面的杂物，灯管两端设有防水电源，灯管的电源直接与控制柜连接，毛刷的传动器通过电控柜内的PLC控制，每隔2小时进行一次清扫，每次清理10分钟，保持灯管表面的清洁，进而保证光催化效果。
优选地，污水处理工艺中，氧化剂采用多点自动加入的方式，两个光催化氧化区前中后各设置一个加药点，氧化剂通过设备间的计量泵输送到每个加药点，每路加药管末端设置手动阀、电动阀、流量计来控制加药，其中各个光催化氧化区末端的加药口作为备用加药，每个加药点根据工艺需要来调节是否加药，加药量控制在2-5ppm之间。产水区设置有无塔供水区及增压泵。该污水处理工艺所实现设备还包括设备间及配电柜区、加药系统放置区。
实施例1
将待处理的农村生活污水引入到预处理区依次进行混凝沉淀、厌氧处理、缺氧处理、好氧处理得预处理产水，原水指标如表1：
表1
其中，预处理区采用缺氧/好氧工艺（简称A/O工艺），经过预处理工艺后，水质指标如表2：
表2
（2）预处理区产水进入到MBR区，MBR产水指标如表3：
表3
MBR膜采用浸没式中空纤维膜，膜分离孔径为0.4μm，膜通量为15LMH。
（3）MBR区产水进入MBR产水区，少量用于膜系统维护，大部分溢流进入光催化氧化区，进行氧化处理；处理水在系统中停留时间30min，产水指标如表4（定期监测平均值）：
表4
经过上述处理后，污水的污染物指标接近Ⅳ类水水质要求，通过无塔供水方式，回用于园林绿化和道路喷洒，多余水直接排入附近池塘。
实施例2
将待处理的豆制品加工厂经化粪池污水引入到预处理区依次进行混凝沉淀、厌氧处理、缺氧处理、好氧处理得预处理产水，原水指标如表5：
表5
其中，预处理区采用混凝沉淀/缺氧/好氧工艺，经过预处理工艺后，水质指标如表6：
表6
（2）预处理区产水进入到MBR区，MBR产水指标如表7：
表7
MBR膜采用浸没式中空纤维膜，膜分离孔径为0.4μm，膜通量为12LMH。
（3）MBR区产水进入MBR产水区，少量用于膜系统维护，大部分溢流进入光催化氧化区，进行氧化处理；处理水在系统中停留时间90min，产水指标如表8（定期监测平均值）：
表8
经过上述处理后，污水的污染物指标接近《城镇污水处理厂污染物排放标准》
(GB18918-2002)一级A标准要求，一部分用于厂区内绿化灌溉，一部分直接外排。
实施例3
将待处理的小区经化粪池污水引入到预处理区依次进行混凝沉淀、厌氧处理、缺氧处理、好氧处理得预处理产水，原水指标如下：
（1）将引入到预处理区，其中原水指标如表9：
表9
其中，预处理区采用缺氧/好氧工艺，经过预处理工艺后，水质指标如表10：
表10
（2）预处理区产水进入到MBR系统，MBR产水指标如表11：
表11
MBR膜采用浸没式中空纤维膜，膜分离孔径为0.4μm，膜通量为12LMH。
（3）MBR区产水进入MBR产水池，少量用于膜系统维护，大部分溢流进入光催化氧化区，进行氧化处理；处理水在系统中停留时间25min，产水指标如表12（定期监测平均值）：
表12
经过上述处理后，污水的污染物指标接近Ⅳ类水水质要求，一部分用于小区绿化灌溉，一部分直接外排。
Claims (9)
1.一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
1）将待处理的污水引入到预处理区（1）,依次进入混凝沉淀区（2）、厌氧区（3）、缺氧区（4）、好氧区（5），分别进行絮凝沉淀处理、厌氧处理、缺氧处理及好氧处理后，污水中的有机物经过厌氧、缺氧和好氧微生物的新陈代谢，初步得到净化，制得预处理产水；
2）将步骤1）制得的预处理产水通过格栅进入到MBR区（6）,所述MBR区（6）设置有MBR膜组件（7）及抽吸泵，预处理产水经过MBR膜组件（7）处理后，污泥和水分离开，污水透过膜丝表面的孔进入膜腔内，然后汇集到抽吸泵排入MBR产水区（8），活性污泥则留在MBR区（6）内；
3）MBR产水区（8）的污水通过格栅进入到光催化氧化区（9）进行催化氧化处理，该处理过程中将污水中难降解的有机物在光的作用下，协同添加氧化剂逐步氧化成低分子中间产物，最终生成含CO2、H2O及其他的离子的产水；
4）经过氧化处理后的产水通过格栅进入到产水区（15），在产水区（15）进行加药处理后直接排出或回用；加药点位于产水区的上端进水口处，药剂通过设备间内的计量泵输送到加药点（12）进行加药，计量泵通过PLC与抽吸泵联动，抽吸泵开启5分钟后，加药计量泵开始加药，抽吸泵停止时，计量泵停止加药，药剂量通过计量泵和加药处的阀门双重控制，加药量控制2-3ppm。
2.如权利要求1所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于步骤1）中混凝沉淀区（2）内设置有过流挡板和加药点，絮凝沉淀处理是指污水进入混凝区后，在混凝区内加入絮凝药剂，PH控制在6-9，加药量为2-3PPM，经过水流和过流挡板的作用，充分的混凝后流入混凝沉淀区进行沉淀，沉淀0.5-1小时。
3.如权利要求1所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于步骤1）中厌氧处理、缺氧处理及好氧处理是指在絮凝沉淀处理0.5-1小时后，污水自流依次流入厌氧区（3）、缺氧区（4）和好氧区（5），厌氧区（3）溶解氧控制在0.2mg/L以下，缺氧区（4）溶解氧控制在0.5mg/L，好氧区（5）溶解氧控制在2-3mg/L之间，厌氧区（3）、缺氧区（4）和好氧区（5）的污泥浓度控制在4000-5000mg/L。
4.如权利要求1所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于所述膜组件包括膜架、固定设置在模架上的膜片、集水连接件、曝气装置，膜片采用中空纤维膜片，膜分离孔径为0.02-0.5μm，膜设计通量10-25LMH；所述集水连接件与MBR产水区之间通过抽吸泵进行连通。
5.如权利要求1所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于步骤3）中光催化氧化区（9）分为两个区两个区串联起来，每个区内设有催化装置两套，固定在池体中，浸没在水中，处理时液面高于催化装置上端面0.3m。
6.如权利要求1所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于预处理区（1）水流方向为先由上向下再由下向上流动。
7.如权利要求5所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于所述催化装置包括光源模组（10），光源模组（10）两侧还设置有机械清理装置（11），所述机械清理装置（11）包括毛刷，光源模组（10）采用紫外或可见光源，多套光催化模组串联连接，每个光源模组（10）由若干个紫外或可见光源灯管依次排列组成，所有灯管横排固定在机架上，分为两层，上层灯管上边和下层灯管下边各设置一排毛刷，毛刷固定在连杆上，通过链条的传动，往返灯管两端，清理灯管表面的杂物，灯管两端设有防水电源，灯管的电源直接与控制柜连接，毛刷的传动器通过电控柜内的PLC控制，每隔2小时进行一次清扫，每次清理10分钟，保持灯管表面的清洁，进而保证光催化效果。
8.如权利要求1所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于污水处理工艺中，氧化剂采用多点自动加入的方式，两个光催化氧化区前中后各设置一个加药点，氧化剂通过设备间的计量泵输送到每个加药点，每路加药管末端设置手动阀、电动阀、流量计来控制加药，其中各个光催化氧化区末端的加药口作为备用加药，每个加药点根据工艺需要来调节是否加药，加药量控制在2-5ppm之间。
9.如权利要求1所述的一种MBR膜生物一体化污水处理工艺，其特征在于步骤4）中产水区设置有无塔供水区（13）及增压泵（14）。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113912252A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-01-11 | 山东玲珑轮胎股份有限公司 | 一种轮胎回收污水处理装置 |
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2019
- 2019-06-25 CN CN201910556774.5A patent/CN110845071A/zh active Pending
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