CN111762921A - 可移动的污水应急处理设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明可移动的污水应急处理设备，包括集装箱及位于集装箱内的依次连通的絮凝池、沉淀池、膜池、纳滤系统、纳滤水箱、折点加氯池、清水池和活性炭滤罐，絮凝池之前设置提升设备和加药设备，纳滤水箱和折点加氯池之间设有提升泵一和管道混合器，次氯酸钠加药系统的出口与管道混合器的入口连通，膜池内设有若干陶瓷膜片，纳滤池内设置若干管式纳滤膜；本发明污水应急处理工艺，采用可移动的污水应急处理设备进行污水处理。无需现场组装，方便移动，可快速投入使用，出水指标稳定，适用于污水应急处理。

Description

可移动的污水应急处理设备及工艺

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种生活污水应急处理设备及工艺。

背景技术

在市政规划和民政救灾规划方面，应急处理设备的战略储备应当作为主要内容之一。以地震为例，每个安置点每天要产生大量的生活污水。如果这些生活污水未经处理直接排入附近的水体，一方面，会污染饮用水的水源，不利于饮水安全；另一方面，会对当地的水环境造成污染，严重的甚至会引起疾病传播，不利于灾区防疫。以旅游景点为例，其日常污水产生量相对稳定，但是一旦进入黄金周、节假日、旅游旺季等，旅游景点的污水量超出平时污水量的二倍还要多，导致出水严重超标，会污染附近水体。为处理安置点或旅游景点的生活污水，就需要在短时间内建设相应污水应急处理设备。

现有的污水应急处理设备，通常采用传统的活性污泥处理方法或者常规的一级处理方法。以上设备及处理方法存在如下缺点：1、采用活性污泥处理法需要较长的调试时间，无法快速投入使用，因此难以应急；(2)、因活性污泥法受温度影响较大，所以处理效果并不如意，尤其是冬季处理效果更差；(3)、常规的一级处理方法大多针对SS和总磷指标，而针对COD、氨氮和总氮指标几乎不能控制，排入受纳水体仍然不能解决富营养化的问题；(4)设备需现场组装，不方便移动。以上缺点严重限制了污水应急处理设备在紧急情况下的应用。

因此，急需一种可以解决上述问题的污水应急处理设备及工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种污水应急处理设备及污水应急处理工艺，其无需现场组装，方便移动，可快速投入使用，出水指标稳定，适用于污水应急处理。

本发明可移动式的污水应急处理设备，包括集装箱及位于集装箱内的依次连通的絮凝池、沉淀池、膜池、纳滤系统、纳滤水箱、折点加氯池、清水池和活性炭滤罐，集装箱内还设置有次氯酸钠加药系统、除磷药剂加药系统、助凝剂加药系统；所述絮凝池的入口连接有进水管路，所述除磷药剂加药系统通过除磷剂加药管连入所述絮凝池中，所述助凝剂加药系统通过助凝剂加药管连入所述絮凝池中；膜池中设有若干膜组件，所述膜池的空气入口连接有曝气系统，所述膜池的污水出口和纳滤系统的入口之间设有自吸泵，自吸泵的入口与膜池的污水出口连接，自吸泵的出口与纳滤系统的入口连接；所述纳滤系统中设有若干管式纳滤膜和增压泵，所述纳滤系统与纳滤水箱之间通过管道连通；所述纳滤水箱和折点加氯池之间设有提升泵一和管道混合器；次氯酸钠加药系统的出口与管道混合器的入口连通；所述清水池和活性炭滤罐之间设有提升泵二；所述活性炭滤罐的出口连接有排放管路。

本发明可移动的污水应急处理设备，其中，所述膜组件采用陶瓷膜片。

本发明可移动的污水应急处理设备，其中，所述沉淀池为竖流沉淀池。

本发明可移动的污水应急处理设备，其中，所述絮凝池与沉淀池之间通过过水管路连通，过水管路的一端与絮凝池的出口连接，过水管路的另一端与沉淀池的入口连接。

本发明可移动的污水应急处理设备，其中，所述折点加氯池与清水池之间通过过水口连通。

本发明可移动的污水应急处理设备，其中，所述絮凝池内设置有搅拌机，除磷药剂加药系统内、助凝剂加药系统内均设置有搅拌机和加药计量泵。

本发明可移动的污水应急处理设备，其中，所述提升泵一内置于纳滤水箱中，提升泵一的入口没入纳滤水箱的水位下，提升泵一的出口通过提升管路一与折点加氯池的入口相连，管道混合器设置在提升管路一上。

本发明可移动的污水应急处理设备，其中，所述提升泵二内置于清水池中，提升泵二的入口没入清水池的水位下，提升泵二的出口通过提升管路二与活性炭滤罐的入口相连。

本发明的工作原理为：絮凝池中采用药剂与污水混合反应来实现悬浮物、部分COD和总磷物质的去除；膜池中的若干膜组件采用陶瓷膜片，利用陶瓷膜片及纳滤膜的截留作用再次去除COD和前端沉淀未去除的SS及总磷的絮体；采用管道混合器对污水与药剂进行混合，能够快速、均匀的反应，实现脱氮；活性炭滤罐的设置能够对余氯进行吸附，降低排放的余氯浓度，避免了余氯、超量COD对受纳水体的影响。

与现有技术相比，本发明可移动的污水应急处理设备，将絮凝池、沉淀池、膜池、纳滤系统、纳滤水箱、折点加氯池、清水池和活性炭滤罐、次氯酸钠加药系统、除磷药剂加药系统、助凝剂加药系统全部集成到集装箱内，使用时无需现场组装，方便移动，可快速投入使用，生活污水经絮凝池絮凝、沉淀池沉淀、膜池中的陶瓷膜片过滤、纳滤系统再次过滤分离、折点加滤池除总氮、活性碳滤罐除余氯，利用物理和化学反应的结合处理生活污水，出水指标稳定，未采用活性污泥法脱氮除磷处理污水，不受温度影响，适用于污水应急处理。

本发明污水应急处理工艺，采用上述可移动的污水应急处理设备处理污水，包括如下步骤：

步骤一：进入絮凝池内的生活污水，与除磷药剂加药系统输送的除磷剂、助凝剂加药系统输送的助凝剂进行反应，流入沉淀池中去除大颗粒杂质、SS、部分COD及总磷物质，得到第一处理水；

步骤二：所述第一处理水经沉淀池送入所述膜池中进行过滤，得到第二处理水；

步骤三：将第二处理水送入所述纳滤系统中进行COD的再次去除，在输送中采用自吸泵负压抽取的方式，得到第三处理水；

步骤四：将第三处理水送入纳滤水箱，并通过提升送入折点加氯池，在提升中，采用提升泵一提升使第三处理水流入管道混合器，与次氯酸钠加药系统中输送的次氯酸钠混合反应进行总氮的去除，得到第四处理水；

步骤五：将所述第四处理水送入所述清水池中，并通过提升进入活性炭滤罐中进行余氯的进一步吸附，在提升中采用提升泵二送入，余氯吸附后得到第五处理水，经排放管路排放。

本发明污水应急处理工艺，其中，所述步骤一中，生活污水通过提升泵由外部调节池送入絮凝池中，在送入絮凝池之前，生活污水由管道经格栅池流入外部调节池。

本发明污水应急处理工艺，采用可移动的污水应急处理设备对污水进行应急处理，具有如下特点：

1、本工艺采用物理截流(膜池、纳滤系统、活性炭滤罐)和化学反应(絮凝、折点加滤)相结合的方式处理污水：物理截流作用能够很好的对颗粒或细小的污染物质进行截流，对有机物质进行吸附；絮凝过程能够使含磷物质进行反应形成絮体，有助于沉降和驱除，对含氨氮物质进行氧化，形成氮气释放到空气中。与现有技术的活性污泥法脱氮除磷工艺相比，不受温度影响，适用于污水应急处理。

2、因工艺采用絮凝、沉淀、膜池过滤、纳滤再次过滤分离、折点加滤除总氮、活性炭滤罐几个部分的有机组合，将COD、氨氮、总氮、总磷、SS等指标控制在地标B的范围内，流程较短，出水指标稳定。

3、以日处理生活污水50吨为例，设备功率6.09千瓦即可满足需求，成本低。

下面结合附图对本发明可移动的污水应急处理设备及工艺作进一步说明。

附图说明

图1为本发明可移动的污水应急处理设备的平面布置图；

图2为本发明工艺流程图；

其中：1、絮凝池；2、沉淀池；3、膜池；4、纳滤系统；5、纳滤水箱；6、折点加氯池；7、清水池；8、活性炭滤罐；9、次氯酸钠加药系统；10、曝气系统；11、除磷药剂加药系统；12、助凝剂加药系统；13、自吸泵；14、提升泵一；15、提升泵二；16、管道混合器；17、外部调节池；20、集装箱；101、进水管路；102、过水管路；601、过水口；801、排放管路；901、次氯酸钠加药管；1001、空气管；1101、除磷剂加药管；1201、助凝剂加药管；1401、提升管路一；1501、提升管路二；2001、门。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明可移动的污水应急处理设备，包括集装箱20及位于集装箱20内的依次串联连通的絮凝池1、沉淀池2、膜池3、纳滤系统4、纳滤水箱5、折点加氯池6、清水池7和活性炭滤罐8，集装箱20的门2001设置在一侧，集装箱20内还设置有次氯酸钠加药系统9、除磷药剂加药系统11、助凝剂加药系统12；絮凝池1内设置有搅拌机，絮凝池1的入口连接有进水管路101，絮凝池1与沉淀池2之间通过过水管路102连通，过水管路102的一端与絮凝池1的出口连接，过水管路102的另一端与沉淀池2的入口连接，沉淀池2采用竖流沉淀池，沉淀池2的底部连接有污泥管道201。

如图1和图2所示，除磷药剂加药系统11通过除磷剂加药管1101连入絮凝池1中，助凝剂加药系统12通过助凝剂加药管1201连入絮凝池1中，除磷药剂加药系统11内、助凝剂加药系统12内均设置有搅拌机和加药计量泵，除磷药剂加药系统内的加药计量泵将除磷剂经除磷剂加药管1101泵入絮凝池1中，助凝剂加药系统内的加药计量泵将助凝剂经助凝剂加药管1201泵入絮凝池1中。

膜池3中设有若干膜组件，膜组件采用陶瓷膜片。如图1和图2所示，膜池3的空气入口通过空气管1001连接有曝气系统10，膜池3的污水出口和纳滤系统4的入口之间设有自吸泵13，自吸泵13的入口与膜池3的污水出口连接，自吸泵13的出口与纳滤系统4的入口连接；自吸泵采用抽取的方式将污水从膜池3中送入纳滤系统4中，同时，曝气系统10对膜池3中的陶瓷膜片进行冲刷，一年内对陶瓷膜片表面用清水冲刷2-3次。

如图1和图2所示，纳滤系统4中设有若干管式纳滤膜和增压泵，纳滤系统4与纳滤水箱5之间通过管道连通；纳滤水箱5和折点加氯池6之间设有提升泵一14和管道混合器16；提升泵一14内置于纳滤水箱5中，提升泵一14的入口没入纳滤水箱5的水位下，提升泵一14的出口通过提升管路一1401与折点加氯池6的入口相连，管道混合器16设置在提升管路一1401上；次氯酸钠加药系统9的出口通过次氯酸钠加药管901与管道混合器16的入口连通。纳滤水箱5中的污水经过提升泵一14的提升，与次氯酸钠加药系统9中的次氯酸钠在管道混合器16中混合，增加了药剂与污水的接触面积，同时延长了反应时间，使反应更加充分。

如图1和图2所示，折点加氯池6与清水池7之间通过过水口601连通；清水池7和活性炭滤罐8之间设有提升泵二15，提升泵二15内置于清水池7中，提升泵二15的入口没入清水池7的水位下，提升泵二15的出口通过提升管路二1501与活性炭滤罐8的入口相连，活性炭滤罐8的出口连接有排放管路801。

本发明中，管式纳滤膜定期冲洗，纳滤系统内部有自动控制。

设备集装箱内可设置电控柜，控制各泵、搅拌机和风机的启停。

本发明工作原理是：本发明中的絮凝池、沉淀池和膜池之间采用沿程自流的方式运行，膜池与纳滤系统之间采用自吸泵负压抽取至纳滤系统中的中间水池，再通过增压泵输送到纳滤系统后流入到纳滤水箱中；纳滤水箱与折点加氯池的过流是通过提升泵提升后与管道混合器加入的药剂进行混合，流入清水池，再通过提升泵提升至活性炭滤罐后排放。

本发明中，絮凝池中采用药剂与污水混合反应来实现悬浮物、部分COD和总磷物质的去除；膜池中设有若干膜组件采用陶瓷膜片，利用陶瓷膜片及纳滤膜的截留作用再次去除COD和前端沉淀未去除的SS(固体悬浮物)及总磷的絮体；采用管道混合器对污水与药剂进行混合，能够快速、均匀的反应，实现脱氮；活性炭滤罐的设置能够对余氯进行吸附，降低排放的余氯浓度；整个工艺联动后，能够实现出水指标COD、氨氮、总氮、总磷、SS达到北京市地标B的出水标准。

如图2所示，本发明污水应急处理工艺，采用上述可移动的污水应急处理设备处理污水，包括如下步骤：

步骤一：生活污水由管道经格栅池流入外部调节池，经提升泵由外部调节池进入絮凝池1内的生活污水，与除磷药剂加药系统11输送的除磷剂、助凝剂加药系统12输送的助凝剂进行反应，流入沉淀池2中去除大颗粒杂质、SS、部分COD及总磷物质，得到第一处理水；

步骤二：第一处理水经沉淀池送入膜池3中进行过滤，得到第二处理水；

步骤三：将第二处理水送入纳滤系统4中进行COD的再次去除，在输送中采用自吸泵13负压抽取的方式，得到第三处理水；

步骤四：将第三处理水送入纳滤水箱5，并通过提升送入折点加氯池6，在提升中，采用提升泵一14提升使第三处理水流入管道混合器16，与次氯酸钠加药系统9中输送的次氯酸钠混合反应进行总氮的去除，得到第四处理水；

步骤五：将第四处理水送入清水池7中，并通过提升进入活性炭滤罐8中进行余氯的进一步吸附，在提升中采用提升泵二15送入，余氯吸附后得到第五处理水，经排放管路排放。

本发明步骤一中，沉淀池2污泥通过污泥管道201排入外部调节池或排入污泥池中定期外运处理。步骤三中，纳滤系统连接有一条浓水管路1701，浓水管路出口接到外部调节池17中。

本发明污水应急处理工艺，步骤一中，反应形成的絮体沉降至沉淀池2底部，此时沉淀池2上部清水即是第一处理水；步骤二中，将第一处理水送入膜池3中进行过滤，此时，细小颗粒絮体被进一步截流，部分COD、悬浮物质、形成的含磷絮体将进一步得到去除，通过自吸泵13抽出，同时伴随着曝气装置10对膜表面冲刷，得到第二处理水；步骤三中，将第二处理水送入纳滤系统4中进行剩余部分COD的再次去除，得到第三处理水；步骤四中，将第三处理水送入纳滤水箱5，并通过提升送入折点加氯池，在提升过程中，采用提升泵一14将第三处理水提升至管道混合器16，与次氯酸钠加药系统9中输送的药剂混合进行氨氮的氧化，形成氮气，氮气逸出，得到第四处理水；步骤五中，将得到的第四处理水送入清水池7中，并通过提升泵二15进入活性炭滤罐8中进行余氯等的进一步吸附，使第五处理水达到排放标准的要求。

本发明可移动的污水应急处理设备及工艺，主要适用于市政救灾以及旅游景点等节假日污水总量突增的污水处理站，还适用于土地资源紧张的地方或无污水处理设备的地方的生活污水的处理。

本发明的有益效果如下：

一、设备可移动：因设备集成到集装箱内，使用时，将设备吊装运输至现场，泵放入外部调节池内即可运行。

二、设备和工艺不受温度影响：因设备是物理和化学反应的结合，而机理中使用的物理反应和化学反应发生的条件中，温度不是制约因素，与生化处理工艺活性污泥脱氮除磷效果受温度影响较大的情况相比，有较大优势。

三、出水指标稳定、流程短、效果好、能耗低：

1、因为本工艺采用物理截流(膜池、纳滤系统、活性碳滤罐)和化学反应(絮凝、折点加滤)，物理截流作用能够很好的对颗粒或细小的污染物质进行截流，对有机物质进行吸附等，而絮凝过程能够很好对含磷物质进行反应形成絮体，有助于沉降和去除，对含氨氮物质进行氧化，形成氮气释放到空气中。为实现出水指标达标，可计算药剂投加量，以控制反应过程；同时，可通过控制进水的稳定性来实现工艺运行的稳定性。

2、因工艺采用絮凝、沉淀、膜池过滤、纳滤再次过滤分离、折点加滤除总氮、活性碳滤罐等五个部分的有机组合，将COD、氨氮、总氮、总磷、SS等指标控制在地标B的范围内，流程较短。

3、以50吨/天的该设备为例，装机功率为6.09千瓦，而生物处理工艺要想实现该出水指标，其设备的装机功率为12千瓦左右，与生物处理工艺设备相比，成本低。

下面举例说明本发明的出水效果：某生活区污水进水指标如表一，预处理工艺为隔油池、化粪池和调节池，后端接可移动的污水应急处理设备，运行3小时后，设备出水效果对比如表二，以下单位均为mg/L：

表一：

	COD	氨氮	TP	TN	SS	PH
							进水指标	425	68.4	6.5	72.3	163	6-9
出水指标	15.6	＜0.01	0.15	2.3	1	6-9

表二：

从表一可知，本发明可移动的污水应急处理设备及工艺常规指标达到了地标B标准(DB11/307-2013)，从表二可知，本发明可移动的污水应急处理设备及工艺的污水处理效果优于与传统的应急处理设备及工艺。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可移动的污水应急处理设备，其特征在于：包括集装箱(20)及位于集装箱(20)内的依次连通的絮凝池(1)、沉淀池(2)、膜池(3)、纳滤系统(4)、纳滤水箱(5)、折点加氯池(6)、清水池(7)和活性炭滤罐(8)，集装箱(20)内还设置有次氯酸钠加药系统(9)、除磷药剂加药系统(11)、助凝剂加药系统(12)；所述絮凝池(1)的入口连接有进水管路(101)，所述除磷药剂加药系统(11)通过除磷剂加药管(1101)连入所述絮凝池(1)中，所述助凝剂加药系统(12)通过助凝剂加药管(1201)连入所述絮凝池(1)中；膜池(3)中设有若干膜组件，所述膜池(3)的空气入口连接有曝气系统(10)，所述膜池(3)的污水出口和纳滤系统(4)的入口之间设有自吸泵(13)，自吸泵(13)的入口与膜池(3)的污水出口连接，自吸泵的出口与纳滤系统(4)的入口连接；所述纳滤系统(4)中设有若干管式纳滤膜和增压泵，所述纳滤系统(4)与纳滤水箱(5)之间通过管道连通；所述纳滤水箱(5)和折点加氯池(6)之间设有提升泵一(14)和管道混合器(16)；次氯酸钠加药系统(9)的出口与管道混合器(16)的入口连通；所述清水池(7)和活性炭滤罐(8)之间设有提升泵二(15)；所述活性炭滤罐(8)的出口连接有排放管路。

2.根据权利要求1所述的可移动的污水应急处理设备，其特征在于：所述膜组件采用陶瓷膜片。

3.根据权利要求2所述的可移动的污水应急处理设备，其特征在于：所述沉淀池(2)为竖流沉淀池。

4.根据权利要求3所述的可移动式的污水应急处理设备，其特征在于：所述絮凝池(1)与沉淀池(2)之间通过过水管路(102)连通，过水管路(102)的一端与絮凝池(1)的出口连接，过水管路(102)的另一端与沉淀池(2)的入口连接。

5.根据权利要求4所述的可移动的污水应急处理设备，其特征在于：所述折点加氯池(6)与清水池(7)之间通过过水口(601)连通。

6.根据权利要求5所述的可移动的污水应急处理设备，其特征在于：所述絮凝池(1)内设置有搅拌机，除磷药剂加药系统(11)内、助凝剂加药系统(12)内均设置有搅拌机和加药计量泵。

7.根据权利要求6所述的可移动的污水应急处理设备，其特征在于：所述提升泵一(14)内置于纳滤水箱(5)中，提升泵一(14)的入口没入纳滤水箱(5)的水位下，提升泵一(14)的出口通过提升管路一(1401)与折点加氯池(6)的入口相连，管道混合器(16)设置在提升管路一(1401)上。

8.根据权利要求7所述的可移动的污水应急处理设备，其特征在于：所述提升泵二(15)内置于清水池(7)中，提升泵二(15)的入口没入清水池(7)的水位下，提升泵二(15)的出口通过提升管路二(1501)与活性炭滤罐(8)的入口相连。

9.一种污水应急处理工艺，采用如权利要求1-8中任一项所述的可移动的污水应急处理设备处理污水，包括如下步骤：

步骤一：进入絮凝池(1)内的生活污水，与除磷药剂加药系统(11)输送的除磷剂、助凝剂加药系统(12)输送的助凝剂进行反应，流入沉淀池(2)中去除大颗粒杂质、SS、部分COD及总磷物质，得到第一处理水；

步骤二：所述第一处理水经沉淀池送入所述膜池(3)中进行过滤，得到第二处理水；

步骤三：将第二处理水送入所述纳滤系统(4)中进行COD的再次去除，在输送中采用自吸泵(13)负压抽取的方式，得到第三处理水；

步骤四：将第三处理水送入纳滤水箱(5)，并通过提升送入折点加氯池(6)，在提升中，采用提升泵一(14)提升使第三处理水流入管道混合器(16)，与次氯酸钠加药系统(9)中输送的次氯酸钠混合反应进行总氮的去除，得到第四处理水；

步骤五：将所述第四处理水送入所述清水池(7)中，并通过提升进入活性炭滤罐(8)中进行余氯的进一步吸附，在提升中采用提升泵二(15)送入，余氯吸附后得到第五处理水，经排放管路排放。

10.根据权利要求9所述的污水应急处理工艺，其特征在于：所述步骤一中，生活污水通过提升泵由外部调节池送入絮凝池(1)中，在送入絮凝池(1)之前，生活污水由管道经格栅池流入外部调节池。

Images