CN111499106B - 污水一体化处理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种污水一体化处理装置及方法，所述装置包括生物处理单元、膜生物反应池及膜化学反应池，所述生物处理单元用于对处理污水进行生物反硝化处理及生物好氧处理；所述膜生物反应池的进口与所述生物处理单元连接，所述膜生物反应池具有膜生物反应器；所述膜化学反应池的进口与所述膜生物反应池的出口连接，所述膜化学反应池具有膜化学反应器。该装置及方法能够提高污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时对进水负荷的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。

Description

污水一体化处理装置及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种污水一体化处理装置及方法。
背景技术
在传统的污水生物处理技术中，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，其处置费用占污水处理厂运行费用的25％～40％。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。
发明内容
基于此，有必要提供一种污水一体化处理装置及工艺，该装置及工艺能够提高污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时对进水负荷的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。
本发明提供了一种污水一体化处理装置，所述装置包括：
生物处理单元，所述生物处理单元用于对待处理污水进行生物反硝化处理及生物好氧处理；
膜生物反应池，所述膜生物反应池的进口与所述生物处理单元连接，所述膜生物反应池具有膜生物反应器；及
膜化学反应池，所述膜化学反应池的进口与所述膜生物反应池的出口连接，所述膜化学反应池具有膜化学反应器。
在其中一个实施例中，所述生物处理单元包括相互连接的缺氧池和好氧池，所述缺氧池用于对污水进行生物反硝化处理，所述好氧池用于对污水生物好氧处理，所述好氧池的出口与膜生物反应池的进口连接。
在其中一个实施例中，所述膜生物反应池还连接有污泥回流单元，所述污泥回流单元用于将膜生物反应池处理产生的污泥回流重新进行生物处理，所述污泥回流单元包括污泥回流管，所述污泥回流管的一端连接膜生物反应池，另一端连接所述缺氧池。
在其中一个实施例中，所述装置还包括除磷反应池，所述除磷反应池的进口与膜生物反应池的出口连接，所述反应池的出口与膜化学反应池的进口连接；所述除磷反应池还连接除磷剂加药器，以向所述除磷反应池投加除磷剂。
在其中一个实施例中，还包括对污水进行初步处理的预处理单元，所述预处理单元依次包括：
依次连通的格栅池，所述格栅池用于将待处理污水中的粗大杂物的初步去除；
调节池，所述调节池用于调节经格栅池过滤后的污水调节水量、均化水质，以保证水质均和；
水解酸化池，水解酸化池用于将生物难降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善污水的可生化性；及
沉淀池，所述沉淀池用于将污水进行自然沉淀或混凝沉淀来除去污水中的悬浮物，所述沉淀池的出口与所述生物处理单元连接。
在其中一个实施例中，在所述膜化学反应池的出口还连接有过滤单元；
在其中一个实施例中，所述过滤单元包括多介质过滤器，所述多介质过滤器包括依次连接的石英砂过滤器和活性炭过滤器，所述石英砂过滤器的进口与膜化学反应池的出口连接。
本发明还提供了一种污水一体化处理方法，包括以下步骤：
对处理污水进行生物处理；
对生物处理后的污水依次经过膜生物反应处理、膜化学反应处理。
在其中一个实施例中，所述生物处理依次包括生物反硝化处理、生物好氧处理。
在其中一个实施例中，将所述膜生物反应处理产生的污泥回流重新进行生物处理。
在其中一个实施例中，所述膜生物反应处理的污泥负荷为0.4kg COD/ (kg·d)～0.7kg COD/(kg·d)；及/或，所述污泥回流比为50％～100％，污泥的排出比为0.5％～2％。
在其中一个实施例中，对生物处理后的污水依次经过膜生物反应处理、除磷处理、膜化学反应处理。
在其中一个实施例中，所述除磷处理的除磷剂的投加量为每一吨污水中投加0.25kg～0.75kg。
在其中一个实施例中，对所述膜化学反应处理的污水依次进行过滤、消毒处理。
该污水一体化处理装置依次包括生物处理单元、膜生物反应池、膜化学反应池，在生物处理单元、膜生物反应池、膜化学反应池的共同作用下，能够显著提高生化反应速率，提高污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，且减少剩余污泥的产生量(甚至为0)，同时对进水负荷的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。
附图说明
图1为一实施方式的污水一体化处理装置结构示意图；
图2为不包括预处理单元的污水一体化处理装置结构示意图；
图3为对比例1的不包括预处理单元的污水一体化处理装置结构示意图；
图4为对比例2的不包括预处理单元的污水一体化处理装置结构示意图；
图5为对比例3的不包括预处理单元的污水一体化处理装置结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1～2所示，一实施方式的污水一体化处理装置，可用于作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理。该处理装置包括通过管道依次连通的预处理单元100、生物处理单元、膜生物反应池300、除磷反应池400、膜化学反应池500及过滤单元；
其中，预处理单元100用于将待处理污水中的漂浮物、砂、沉淀物进行有效去除，以保证整个处理流程的正常运转；本实施方式的预处理单元100包括但不限于通过管道依次连通的格栅池101、调节池102、水解酸化池103、沉淀池104及中间水池105；
格栅池101主要用于污水管网接入污水处理厂之后对水中粗大杂物的初步去除，格栅池101具有格栅网，以将粗大杂物进行过滤，格栅网的网孔根据实际情况而进行设置，该格栅池101采用本领域常用的格栅池101实现。
调节池102用于调节经格栅池101过滤后的污水调节水量、均化水质，以保证水质均和。
水解酸化池103用于将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善污水的可生化性，为后续生化处理提供良好的水质环境。
经过水解酸化池103的污水进入沉淀池104后进行自然沉淀或混凝沉淀来除去水中的悬浮物；
经过沉淀池104的污水再进入中间水池105。
需要说明的是，预处理单元100不限制于采用上述处理工艺，也可以采用本领域常规的水处理预处理工艺。
请一并参阅图2，经过预处理单元处理后的污水进入生物处理单元进行生物反硝化和生物好氧处理；其中，生物处理单元包括通过管道相互连接的缺氧池、好氧池，缺氧池用于对污水进行生物反硝化处理，好氧池用于对污水生物好氧处理，其中好氧池的出口与膜生物反应池500进口连接。
在其中一个实施例中，缺氧池的溶解氧量为0.2mg/L～0.5mg/L，好氧池的溶解氧量为2mg/L～4mg/L。
更具体地，缺氧池与好氧池的数量各设置为两个，即生物处理单元依次连通的一级缺氧池201、一级好氧池202、二级缺氧池203、二级好氧池204；
一级缺氧池201给污水造成一个缺氧的状态，促使污水发生反硝化作用；先经过一级缺氧池201处理再进入一级好氧池202处理，反硝化菌有足够的有机物作为碳源进行反硝化实现脱氮，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201具有搅拌器；
一级好氧池202的作用是让活性污泥进行有氧呼吸，以使大量的微生物繁殖，进一步把污水中的有机物分解成无机物，去除污染物；
一级好氧池202具有曝气装置2021，以提高氧气的利用率；优选的实施方式中，曝气装置2021设置在一级好氧池202的底端；进一步地，一级好氧池202 内填充有悬浮填料，所述好氧池悬浮填料的填充度为30％～70％；悬浮填料为改性生物填料、泡沫填料、聚乙烯填料及LEVAPOR悬浮填料中的一种或多种组合。向好氧池投加一定数量的悬浮载体(MBBR填料)，提高好氧池中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率，提高污水脱氮除磷的效果。
经过一级好氧池202的污水进入二级缺氧池203，以再次使污水进行发生反硝化作用，以降低污水负荷，便于后续的工艺处理；其中，二级缺氧池203的结构与一级缺氧池201相同。
经过二级缺氧池203处理后的污水进入二级好氧池204，即二级好氧池204 的出口与膜生物反应池500的进口连接，进一步把污水中的有机物分解成无机物，去除污染物；二级好氧池204的结构与一级好氧池202相同。
本发明通过将缺氧池、好氧池分别设置为两级，能够充分降低污水负荷，且跟后续工艺结合，能够保证对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，且占地面积小，成本低，实现一体化结构。
经过二级好氧池204处理后的污水进入膜生物反应池300；即二级好氧池 204的出口与膜生物反应池300的进口连接，膜生物反应池300具有膜生物反应器301，膜生物反应器(Membrane Bio-Reacto)又称为MBR，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。膜生物反应器301包括膜生物反应膜组件3011；膜生物反应膜组件3011具有膜生物反应曝气管3012；
膜生物反应池300还连接有污泥回流单元，污泥回流单元用于将膜生物反应池处理产生的污泥回流重新进行生物处理，污泥回流单元包括连接的污泥回流泵302、污泥回流管303，其中，污泥回流泵302设置于膜生物反应池300内，污泥回流管303的另一端连接一级缺氧池201；膜生物反应池300内的混合液通过污泥回流泵302、污泥回流管303进入至一级缺氧池201进行重新生物处理，膜生物反应池300处理的时间为10min～20min。
在其中一个实施例中，膜生物反应池300内的F/M(污泥负荷)为0.4kg COD/ (kg·d)～0.7kg COD/(kg·d)；通过将污泥负荷比限定该范围内，能够显著减少剩余污泥产生量(甚至为0)，从而基本解决了传统活性污泥法存在的剩余污泥过多、污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化问题。
在其中一个实施例中，污泥回流比为50％～100％，污泥的排出比为0.5％～2％；
污水经过膜生物反应池300进入除磷反应池400中，除磷反应池400连接除磷剂加药器401，向除磷反应池400投加高效除磷剂，提高沉淀池400的泥水分离效果及提高磷的去除效果；在具体的示例中，除磷剂可以为铝盐、铁盐、熟石灰，铝盐可以为氯化铝；铁盐可以为聚合硫酸铁。
在其中一个实施例中，除磷剂的投加量为每一顿污水中，投加除磷剂0.25 kg～0.75kg。除磷剂的投加量根据实际的污水中污染情况和性质调整。
除磷反应池400底部的污泥通过污泥泵进入污泥浓缩池进行处理。
经过除磷反应池400处理的污水进入至膜化学反应池500，即除磷反应池 400的进口与膜生物反应池300的出口连接，除磷反应池400的出口与膜化学反应池500进口连接；膜化学反应池500具有膜化学(混凝)反应器5011，膜化学(混凝)反应器(MembraneCoagulation-rector)又称为MCR，MCR是在膜生物反应基础上发展起来的一种新型处理装置。它是将化学处理(混凝)工艺与膜分离工艺加以结合，使得传统的化学反应效率得以提高，反应水平大大改善。该反应器可以根据需要建成固定式或移动式。与传统的化学处理工艺相比，膜化学反应具有出水水质优良、稳定、药剂投加量小、占地面积小、处理效率高、灵活方便等优点；
本实施方式将膜生物反应工艺和膜化学反应工艺两者结合，再结合生物处理单元，在多种工艺的共同作用下，能够显著提高生化反应速率、能够减少剩余污泥的产生量，使得污染物的整体去除效率高，保证了良好的出水水质，同时该一体化装置对进水负荷(水质及水量)的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。
膜化学反应器501内具有膜化学反应膜组件5011；膜化学反应膜组件5011 具有膜化学反应曝气管5012。
膜化学反应池500底部的污泥通过污泥泵进入污泥浓缩池进行处理。
经过膜化学反应池500处理后的污水进入至过滤单元，过滤单元包括多介质过滤器601，多介质过滤器数量可以根据实际需求进行设置，在其中一个实施例中，多介质过滤器601设置为两个，多介质过滤器包括依次连接的石英砂过滤器和活性炭过滤器，石英砂过滤器的进口与膜化学反应池的出口连接。
经过多介质过滤器601处理，得到达标排放水；达标排放的水进去进入清水池602中用于后续使用。
本实施方式的一体化处理装置还包括风机700，风机700分别与一级好氧池、二级好氧池的曝气装置2021、膜生物反应曝气管3012及膜化学反应曝气管5012 连接，以对曝气装置2021、膜生物反应曝气管3012及膜化学反应曝气管5012 提供空气。
本实施方式的一体化处理装置还包括向膜生物反应池和膜化学反应池投加膜反洗液的膜反洗加药容器603，膜反洗加药容器603与膜生物反应池300和膜化学反应池500分别通过管道连接，且清水池602与膜反洗加药容器603通过管道连接，以使达标排放水与膜反洗液进行混合，对膜生物反应池300和膜化学反应池500的膜进行清洗，避免长时间使用造成的堵塞；
在其中一个实施例中，膜反洗加药容器603中得膜反洗液可以为柠檬酸溶液。
本实施方式的一体化处理装置还包括紫外消毒器800，经过过滤单元过滤后的清水通过出水管流入至紫外消毒器800内进行杀菌消毒。最终紫外线消毒器的出水通过出水管达标排放。本发明的紫外消毒器800采用市售通用产品。
本实施方式的污水一体化处理装置，至少包括以下优点：
1)该污水一体化处理装置依次包括生物处理单元、膜生物反应池、膜化学反应池，在生物处理单元、膜生物反应池、膜化学反应池的共同作用下，能够显著提高生化反应速率，且减少剩余污泥的产生量(甚至为0)，能够稳定获得优质的出水水质。
2)传统的工艺流程，一般需要投加PAC、PAM等药剂结合膜生物反应等工艺，药剂投加量多，成本高，本实施方式的处理装置仅通过依次设置膜生物反应工艺、膜化学反应池，就能够有效的实现污水的深度处理，该装置具有占地面积小，污水处理效果高，成本低，药剂投加量小、占地面积小、处理效率高、灵活方便等优点。
3)本实施方式通过控制膜生物反应池300内的F/M、污泥回流比，从而可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低(理论上可以实现零污泥排放)，降低了污泥处理费用。
4)本实施方式的一体化处理装置的分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准(CJ25.1-89)，可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷(水质及水量)的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质，且工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。
一实施方式的污水一体化处理方法，包括以下步骤：
a：对处理污水进行预处理，再进行生化处理；
具体地，对待处理污水进行预处理步骤包括对待污水依次经过格栅池101、调节池102、水解酸化池103、沉淀池104处理；
对污水进行生化处理的步骤包括将污水依次经过生物反硝化处理、生物好氧处理；更具体地，对污水进行生物处理依次经过生物反硝化处理、生物好氧处理、生物反硝化处理及生物好氧处理；即经过两次反硝化处理、两次好氧处理，能够充分降低污水负荷，且跟后续工艺结合，能够保证对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质。
在其中一个实施例中，生物反硝化处理在缺氧池进行，生物好氧处理在好氧池进行；
b：对生化处理后的污水依次经过膜生物反应处理、膜化学反应处理；
膜生物反应池500处理的时间为10min～20min。
进一步地，膜生物反应处理产生的污泥回流重新进行生化处理；
在其中一个实施例中，膜生物反应处理的F/M(污泥负荷)为0.4kg COD/ (kg·d)～0.7kg COD/(kg·d)；
在其中一个实施例中，污泥回流比为50％～100％，污泥的排出比为0.5％～2％；
进一步地，膜化学反应处理产生的污泥回流重新进行生物处理；
在其中一个实施例中，对生化处理后的污水依次经过膜生物反应处理、除磷处理、膜化学反应处理；
除磷处理为在除磷反应池400内加入除磷剂，除磷剂可以为铝盐、铁盐、熟石灰，铝盐可以为氯化铝；铁盐可以为聚合硫酸铁等。
在其中一个实施例中，除磷剂的投加量为每一顿污水中，投加除磷剂0.25 kg～0.75kg。除磷剂的投加量根据实际的污水中污染情况和性质调整。
c：对膜化学反应处理的污水依次进行过滤、消毒处理，制备达标排放水。
其中，过滤采用在多介质过滤器601中进行，多介质过滤器601包括依次连接的石英砂过滤器和活性炭过滤器，石英砂过滤器的进口与膜化学反应池的出口连接。
该污水一体化处理方法依次包括生化处理、膜生物反应处理、膜化学反应处理，在生物处理、膜生物反应处理、膜化学反应处理的共同作用下，能够显著提高生化反应速率，且减少剩余污泥的产生量(甚至为0)，得到优质的出水水质。
以下通过具体实施例进一步说明本发明，但不用于限制本发明。
实施例1
本实施例的污水一体化处理装置，包括通过管道依次连接的预处理单元 100、生物处理单元、膜生物反应池300、除磷反应池400、膜化学反应池500 及过滤单元；
预处理单元100包括但不限于通过管道依次连接的格栅池101、调节池102、水解酸化池103、沉淀池104及中间水池105；
经过预处理单元处理后的污水进入生物处理单元进行生物反硝化和生物好氧处理；其中，生物处理单元包括通过管道依次连接的一级缺氧池201、一级好氧池202、二级缺氧池203、二级好氧池204；
其中，一级缺氧池201具有搅拌器；
一级好氧池202具有曝气装置2021，以提高氧气的利用率；曝气装置2021 设置在一级好氧池202的底端；
经过一级好氧池202的污水进入二级缺氧池203，其中，二级缺氧池203的结构与一级缺氧池201相同。
经过二级缺氧池203处理后的污水再次进入二级好氧池204，进一步把污水中的有机物分解成无机物，去除污染物；二级好氧池204的结构与一级好氧池 202相同。
经过二级好氧池204处理后的污水进入膜生物反应池300；膜生物反应池300具有膜生物反应器301，膜生物反应器301包括膜生物反应膜组件3011；膜生物反应膜组件3011具有膜生物反应曝气管3012；
膜生物反应池300还连接有污泥回流单元，污泥回流单元包括连接的污泥回流泵302、污泥回流管303，其中，污泥回流泵302设置于膜生物反应池300 内，污泥回流管303的一段连接膜生物反应池300，另一端连接一级缺氧池201；膜生物反应池300内的混合液通过污泥回流泵302、污泥回流管303进入至一级缺氧池201进行重新生化处理，膜生物反应池300处理的时间为15min。
膜生物反应池300内的F/M(污泥负荷)为0.5kg COD/(kg·d)；污泥回流比为70％，污泥的排出比为0.2％；
污水经过膜生物反应池300进入除磷反应池400中，除磷反应池400连接除磷剂加药器401，在除磷反应池400的进水口投加高效除磷剂，提高沉淀池 400的泥水分离效果及提高磷的去除效果；在具体的示例中，除磷剂为氯化铝。
除磷剂的投加量为每一顿污水中，投加除磷剂0.5kg。
除磷反应池400底部的污泥通过污泥泵进入污泥浓缩池进行处理。
经过除磷反应池400处理的污水进入至膜化学反应池500，膜化学反应池 500具有膜化学(混凝)反应器501，膜化学(混凝)反应器501包括膜化学反应膜组件5011；膜化学反应膜组件5011具有膜化学反应曝气管5012；即除磷反应池400的进口与膜生物反应池300的出口连接，除磷反应池400的出口与膜化学反应池500进口连接；
经过膜化学反应池500处理后的污水进入至过滤单元，过滤单元包括多介质过滤器601，多介质过滤器601设置为两个，多介质过滤器包括依次连接的石英砂过滤器和活性炭过滤器，石英砂过滤器的进口与膜化学反应池的出口连接。
经过多介质过滤器601处理，得到达标排放水；达标排放的水进去进入清水池602中用于后续使用。
本实施例的处理装置还包括向膜生物反应池和膜化学反应池投加膜反洗液的膜反洗加药容器603，膜反洗加药容器603与膜生物反应池和膜化学反应池分别通过管道连接，且清水池602与膜反洗加药容器603通过管道连接，以使达标排放水与膜反洗液进行混合，对膜生物反应池和膜化学反应池的膜进行清洗，避免长时间使用造成的堵塞；
在其中一个实施例中，膜反洗加药容器603中得膜反洗液为柠檬酸溶液。
本实施方式的一体化处理装置还包括风机700，风机700分别与一级好氧池、二级好氧池的曝气装置、膜生物反应曝气管3012及膜化学反应曝气管5012连接，以对曝气装置2021、膜生物反应曝气管3012及膜化学反应曝气管5012提供空气。
本实施例的一体化处理装置还包括紫外消毒器800，经过过滤单元过滤后的清水通过出水管流入至紫外消毒器800内进行杀菌消毒。最终紫外线消毒器的出水通过出水管达标排放。
对西二环高速炭步服务区排放口的污水采用本实施例的污水处理装置进行处理，处理后的污水含量如表1所示；其中，总氮标准限值参照《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)；表1基本控制项目最高允许排放浓度一级A标准限值；其余测试项目标准限值参照《地表水环境标准》 (GB3838-2002)；表1地表水环境质量标准基本项目Ⅳ类标准限值；
表1
Figure BDA0002470660120000121
从表1可看出，本实施例的处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。
实施例2
本实施例与实施例1大致相同，区别在于，本实施例的膜生物反应池300 处理的时间为10min。膜生物反应池300内的F/M(污泥负荷)为0.4kg COD/ (kg·d)；污泥回流比为50％，污泥的排出比为1.5％；除磷剂的投加量为每一吨污水中投加0.25kg。
对污水排放口的污水采用本实施例的污水处理装置进行处理，检测方法如同实施例1，测试结果如表2所示。
表2
Figure BDA0002470660120000131
实施例3
本实施例与实施例1大致相同，区别在于，本实施例的膜生物反应池300 处理的时间为20min。膜生物反应池300内的F/M(污泥负荷)为0.7kg COD/ (kg·d)；污泥回流比为100％，污泥的排出比为1％；除磷剂的投加量为每一吨污水中投加0.25kg～0.75kg。
对西二环高速炭步服务区排放口的污水采用本实施例的污水处理装置进行处理，处理后的污水含量如表3所示；
表3
Figure BDA0002470660120000141
对比例1
如图3所示，本对比例的污水一体化处理装置，包括通过管道依次连通的预处理单元100、生物处理单元、膜生物反应池300、除磷反应池400及过滤单元；
预处理单元100、生物处理单元与实施例1相同，在此不做详细阐述。
经过二级好氧池204处理后的污水进入膜生物反应池300；膜生物反应池 300具有膜生物反应器301，膜生物反应器301包括膜生物反应膜组件3011；膜生物反应膜组件3011具有膜生物反应曝气管3012；
膜生物反应池300还连接有污泥回流单元，污泥回流单元包括连接的污泥回流泵302、污泥回流管303，其中，污泥回流泵302设置于膜生物反应池300 内，污泥回流管303的另一端连接一级缺氧池201；膜生物反应池300内的混合液通过污泥回流泵302、污泥回流管303进入至一级缺氧池201进行重新生化处理，膜生物反应池300处理的时间为15min。
膜生物反应池300内的F/M(污泥负荷)为0.5kg COD/(kg·d)；污泥回流比为70％；
污水经过膜生物反应池300进入除磷反应池400中，除磷反应池400连接除磷剂加药器401，在除磷反应池400的进水口投加高效除磷剂，提高沉淀池 400的泥水分离效果及提高磷的去除效果；在具体的示例中，除磷剂为氯化铝。
除磷剂的投加量为每一顿污水中，投加除磷剂0.5kg。
除磷反应池400底部的污泥通过污泥泵进入污泥浓缩池进行处理。
经过除磷反应池400处理的污水进入至过滤单元，过滤单元包括多介质过滤器601，多介质过滤器601设置为两个，多介质过滤器包括依次连接的石英砂过滤器和活性炭过滤器，石英砂过滤器的进口与膜化学反应池的出口连接。
经过多介质过滤器601处理，得到达标排放水；达标排放的水进去进入清水池602中用于后续使用。
本实施方式的一体化处理装置还包括风机700，风机700分别与一级好氧池、二级好氧池的曝气装置2021、膜生物反应曝气管3012连接，以对曝气装置2021、膜生物反应曝气管3012。
本实施例的处理装置还包括向膜生物反应池投加膜反洗液的膜反洗加药容器603，膜反洗加药容器603与膜生物反应池分别通过管道连接，且清水池602 与膜反洗加药容器603通过管道连接，以使达标排放水与膜反洗液进行混合，对膜生物反应池的膜进行清洗，避免长时间使用造成的堵塞；
在其中一个实施例中，膜反洗加药容器603中的膜反洗液为柠檬酸溶液。
本实施例的一体化处理装置还包括紫外消毒器700，经过过滤单元过滤后的清水通过出水管流入至紫外消毒器700内进行杀菌消毒。最终紫外线消毒器的出水通过出水管达标排放。
即本对比例与实施例1大致相同，区别在于，本对比例的一体化处理装置不包括膜化学反应池500；
对西二环高速炭步服务区排放口的污水采用本对比例的污水处理装置进行处理，处理后的污水含量如表4所示；
表4
Figure BDA0002470660120000161
从表4中可知，缺少了膜化学反应池500的污水处理装置处理后的水质明显不如本申请。由于缺少了化学处理(混凝)500与膜分离结合的处理工艺，使得污水处理化学反应效率降低，反应水平降低，使得出水水质变差。
对比例2
如图4所示，本对比例与实施例1大致相同，区别在于，本对比例的一体化处理装置不包括膜生物反应池300。此时，膜化学反应池500内连接有污泥回流单元。
对西二环高速炭步服务区排放口的污水采用本实施例的污水处理装置进行处理，处理后的污水含量如表5所示；
表5
Figure BDA0002470660120000162
Figure BDA0002470660120000171
从表5中可知，缺少了膜生物反应池300的污水处理装置处理后的水质明显不如本申请。由于微生物不能被完全被截流在膜生物反应池300内，使得系统内微生物浓度降低，降低了反应装置对污染物的整体去除效率。
对比例3
如图5所示，本对比例与实施例1大致相同，区别在于，本对比例的一体化处理装置包括通过管道依次连通的预处理单元100、生物处理单元、膜化学反应池500、除磷反应池400、膜生物反应池300及过滤单元。即先经过膜化学反应池500，再进行膜生物反应池300处理。此时，膜化学反应池500内连接有污泥回流单元。
对西二环高速炭步服务区排放口的污水采用本实施例的污水处理装置进行处理，处理后的污水含量如表6所示；
表6
Figure BDA0002470660120000172
Figure BDA0002470660120000181
从表6中可知，即先经过膜化学反应池500，再进行膜生物反应池300处理的污水处理装置处理后的水质明显不如本申请。MCR反应池500与MBR反应池300位置调换，化学处理(混凝)作用前置，使得MCR工艺效率降低，影响后续的出水水质。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种污水一体化处理装置，其特征在于，所述装置依次包括：
生物处理单元，所述生物处理单元用于对处理污水进行生物反硝化处理及生物好氧处理；
膜生物反应池，所述膜生物反应池的进口与所述生物处理单元连接，所述膜生物反应池具有膜生物反应器；
除磷反应池，所述除磷反应池的进口与所述膜生物反应池的出口连接，所述除磷反应池还连接除磷剂加药器，以向所述除磷反应池投加除磷剂，所述除磷剂包括铝盐、铁盐和熟石灰；及
膜化学反应池，所述膜化学反应池的进口与所述除磷反应池的出口连接，所述膜化学反应池具有膜化学反应器。
2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述生物处理单元包括相互连接的缺氧池和好氧池，所述缺氧池用于对污水进行生物反硝化处理，所述好氧池用于对污水生物好氧处理，所述好氧池的出口与所述膜生物反应池的进口连接。
3.根据权利要求2所述的处理装置，其特征在于，所述膜生物反应池还连接有污泥回流单元，所述污泥回流单元用于将所述膜生物反应池处理产生的污泥回流重新进行生物处理，所述污泥回流单元包括污泥回流管，所述污泥回流管的一端连接所述膜生物反应池，另一端连接所述缺氧池。
4.根据权利要求1~3任一项所述的处理装置，其特征在于，还包括对污水进行初步处理的预处理单元，所述预处理单元依次包括：
依次连通的格栅池，所述格栅池用于将待处理污水中的粗大杂物的初步去除；
调节池，所述调节池用于调节经格栅池过滤后的污水调节水量、均化水质，以保证水质均和；
水解酸化池，所述水解酸化池用于将生物难降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善污水的可生化性；及
沉淀池，所述沉淀池用于将污水进行自然沉淀或混凝沉淀来除去污水中的悬浮物，所述沉淀池的出口与所述生物处理单元连接。
5.根据权利要求1~3任一项所述的处理装置，其特征在于，在所述膜化学反应池的出口还连接有过滤单元。
6.根据权利要求5所述的处理装置，其特征在于，所述过滤单元包括多介质过滤器，所述多介质过滤器包括依次连接的石英砂过滤器和活性炭过滤器，所述石英砂过滤器的进口与膜化学反应池的出口连接。
7.一种污水一体化处理方法，其特征在于，使用权利要求1-6任意一项所述的污水一体化处理装置，包括以下步骤：
对处理污水进行生物处理，所述生物处理依次包括生物反硝化处理、生物好氧处理；
对生物处理后的污水依次经过膜生物反应处理、除磷反应、膜化学反应处理。
8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，将所述膜生物反应处理产生的污泥回流重新进行生物处理，所述膜生物反应处理的污泥负荷为0.4 kg COD/（kg·d）~0.7 kgCOD/（kg·d）；
及/或，所述污泥回流比为50%~100%，污泥的排出比为0.5%~2%。
9.根据权利要求7~8任一项所述的处理方法，其特征在于，所述除磷处理的除磷剂的投加量为每一吨污水中投加0.25 kg~0.75 kg。
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