CN114149074A - 一种污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水处理系统，包括好氧池和膜池，所述好氧池中设有第一曝气装置，所述好氧池位于所述膜池的下方，所述好氧池和膜池之间设有界面隔板，所述界面隔板设有第二曝气装置，所述第二曝气装置包括集气腔和出气管，所述集气腔开口朝下，所述出气管的顶端穿过所述界面隔板与所述膜池连通，所述出气管的下端由所述集气腔的顶部向下伸入所述集气腔中，所述出气管的下端设有开口朝上的水封帽，所述水封帽与所述出气管之间限定出用于将所述集气腔中的气体间歇性排出的气流通道，所述膜池中于所述出气管顶端的上方设有膜组件，所述膜组件外接产水管。其能够更充分的利用曝气，节省曝气能耗，同时更有效的维持膜系统的稳定运行。

Description

一种污水处理系统

技术领域

本发明用于污水处理领域，特别是涉及一种污水处理系统。

背景技术

膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)广泛应用于市政废水及工业废水处理。MBR技术结合了传统活性污泥处理工艺，即原水依次经过水平排列的生化池(比如厌氧池、缺氧池好氧池)，再进入膜池，并通过外部循环泵，维持污泥回流。

这样的传统设计，主要存在几个不足之处：

1)在设计上，通常好氧池与膜池是水平排布，毗邻而建的混凝土池体，通过溢流槽，污水从好氧池进入膜池。但是由于两个池体所需深度并不一样，故此，此毗邻而建的混凝土池体，对土建结构设计和施工产生不利影响。而且，膜生物反应器这种水平工艺布置，使得好氧池曝气与膜池曝气分隔开了，无法充分利用曝气，节省曝气能耗。

2)典型的好氧MBR设计是好氧池与膜池分别采用独立的曝气系统，两者风机选型不一致，系统复杂，备用设备多。

3)好氧池的曝气器为了实现较高的氧传质效率，多采用微孔曝气器；而膜池的曝气器是为了提高膜的吹扫效果，多采用4～6mm的穿孔管或者大气泡曝气器。故此，两个系统的曝气目标及用途完全不一样，控制方法也不相同。

4)膜池的曝气系统是为了满足膜吹扫所需要的风量，能耗较高。由于膜曝气器的设计，氧传质效率低，对于溶解氧的贡献较少。

5)传统膜曝气器安装在膜架底部，容易造成膜池池底积泥。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种污水处理系统，其能够更充分的利用曝气，节省曝气能耗，同时更有效的维持膜系统的稳定运行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种污水处理系统，包括好氧池和膜池，所述好氧池中设有第一曝气装置，所述好氧池位于所述膜池的下方，所述好氧池和膜池之间设有界面隔板，所述界面隔板设有第二曝气装置，所述第二曝气装置包括集气腔和出气管，所述集气腔开口朝下，所述出气管的顶端穿过所述界面隔板与所述膜池连通，所述出气管的下端由所述集气腔的顶部向下伸入所述集气腔中，所述出气管的下端设有开口朝上的水封帽，所述水封帽与所述出气管之间限定出用于将所述集气腔中的气体间歇性排出的气流通道，所述膜池中于所述出气管顶端的上方设有膜组件，所述膜组件外接产水管。

在一些实施例中，所述界面隔板将所述好氧池和膜池阻隔，所述界面隔板的边缘设置导通所述好氧池和膜池的气提通道。

在一些实施例中，所述界面隔板的底部边缘设有围板，所述界面隔板通过所述围板形成倒扣的凹腔，所述围板内部设有若干分隔板，所述分隔板将所述凹腔分隔为多个所述集气腔，各所述集气腔中均设有出气管和水封帽。

在一些实施例中，所述好氧池与所述膜池的占地面积相同，所述好氧池与所述膜池具有连续的内壁面。

在一些实施例中，所述好氧池的占地面积大于所述膜池的占地面积，所述好氧池的顶部与所述膜池错开的位置通过盖板密封。

在一些实施例中，所述第一曝气装置包括微孔曝气装置，所述微孔曝气装置通过管道与风机连接。

在一些实施例中，所述水封帽的中部设有连接套管，所述水封帽通过所述连接套管与所述出气管套接。

在一些实施例中，所述水封帽能够随所述连接套管沿所述出气管上下调节。

在一些实施例中，所述连接套管的下端伸入所述水封帽内部，所述连接套管与所述水封帽之间通过辐条连接，所述连接套管的下端口与所述水封帽的底部之间留有间隔。

在一些实施例中，所述连接套管的下端与所述水封帽的底部连接，所述连接套管的下端管壁上设有过孔。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：

将好氧池和膜池从传统的水平排列，改为垂直排列，并对两池界面进行特别设计，即好氧池位于膜池的下方，中间设有界面隔板，界面隔板上安装特殊设计的第二曝气装置，该第二曝气装置有若干倒扣的集气腔，可以捕捉好氧池的曝气尾气小气泡。当集气腔中储存的气体压力，超过临界释放点，第二曝气装置就会在膜池侧，释放大气泡，从而冲刷膜丝表面，防止膜污染。

本发明的技术方案可以收集好氧池曝气尾气形成的小气泡，并转为大气泡，释放到好氧池上方的膜池中，冲刷膜池中的膜组器，防止膜污染。整个系统，只有好氧池配备了风机，而膜池没有单独的风机，全部利用好氧池的曝气尾气作为膜池曝气用途，达到节能目的。其能够更充分的利用曝气，节省曝气能耗。同时，相比于小气泡，大气泡能够更好的防止膜污染，从而更有效的维持膜系统的稳定运行。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例结构示意图；

图2是本发明好氧池与膜池占地面积相同的一个实施例示意图；

图3是本发明好氧池的占地面积大于膜池的占地面积的一个实施例示意图；

图4是图1中A处局部放大示意图；

图5是图1所示的一个实施例界面隔板的底部结构示意图；

图6是图1所示的一个实施例界面隔板的顶部结构示意图；

图7是图1所示的一个实施例间歇性排气原理示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征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。

本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

其中，图1和图7给出了本发明实施例的参考方向坐标系，以下结合图1和图7所示的方向，对本发明的实施例进行说明。

为了进一步节省整体曝气能耗，并优化MBR系统的占地，需要重新考虑水平排布的工艺布置，将好氧池1与膜池2的曝气做垂直排布的相应结合，从而使得膜池2可以利用好氧池1的曝气尾气，作为膜池2的曝气，以优化曝气能耗。此外，相比于小气泡曝气，大气泡曝气能够更有效去除膜丝表面的污染，增加膜表面的传质对流，维持膜通量的稳定运行。如何将好氧池1的微小气泡曝气，转化为膜池2所需的大气泡曝气，更有效维持膜系统的稳定运行，也是关键点。

参见图1、图4、图5、图7，本发明的实施例提供了一种污水处理系统，包括好氧池1和膜池2，好氧池1中设有第一曝气装置3，好氧池1溶解氧浓度一般不小于2mg/L，好氧池1通过第一曝气装置3提供溶解氧，主要功能是降解有机物、硝化氨氮和过量摄磷。好氧池1位于膜池2的下方，好氧池1和膜池2之间设有界面隔板4，界面隔板4设有第二曝气装置5，第二曝气装置5包括集气腔51和出气管52，集气腔51开口朝下，出气管52的顶端穿过界面隔板4与膜池2连通，出气管52的下端由集气腔51的顶部向下伸入集气腔51中，出气管52的下端设有开口朝上的水封帽53，水封帽53与出气管52之间限定出用于将集气腔51中的气体间歇性排出的气流通道54，膜池2中于出气管52顶端的上方设有膜组件6，膜组件6可以放置在膜池2底部，也可以悬浮在膜池2中，或者悬挂在膜池2壁上的横梁，膜组件6外接产水管61，可以产水，也可以在线反洗。膜组件6可以是单层、双层、单列、双列排布，以便最大限度的降低气水比，节省能耗。膜组器没有膜曝气管路。膜组器只靠产水管，与产水总管相连，实现产水及在线反洗的目的。由于是利用好氧池1的曝气尾气小气泡转变的大气泡来冲刷膜表面，故此，与传统膜组器不同，本发明中的膜组件6底部不需要安装专门的曝气装置。

参见图1、图7，本发明的实施例中，将好氧池1和膜池2从传统的水平排列，改为垂直排列，并对两池界面进行特别设计，即好氧池1位于膜池2的下方，中间设有界面隔板4，界面隔板4遮盖了大部分的界面面积，这样可以尽可能的收集好氧池1的曝气尾气，界面隔板4上安装特殊设计的第二曝气装置5，该第二曝气装置5有若干倒扣的集气腔51，可以捕捉好氧池1的曝气尾气小气泡。集气腔51中的气体存量逐渐增加，集气腔51中储存的气体压力逐渐增大，并逐渐将集气腔51的水由集气腔51的底部挤出，集气腔51中的水位逐渐下降，当集气腔51中储存的气体压力，超过临界释放点，集气腔51的气体以大气泡形式经过气流通道54和出气管52溢出。第二曝气装置5就会在膜池2侧，释放大气泡，从而冲刷膜丝表面，防止膜污染，此后，第二曝气装置5重新在集气腔51中积聚气体。

本发明的技术方案可以收集好氧池1曝气尾气形成的小气泡，并转为大气泡，释放到好氧池1上方的膜池2中，冲刷膜池2中的膜组器，防止膜污染。整个系统，只有好氧池1配备了风机，而膜池2没有单独的风机，全部利用好氧池1的曝气尾气作为膜池2曝气用途，达到节能目的。其能够更充分的利用曝气，节省曝气能耗。同时，相比于小气泡，大气泡能够更好的防止膜污染，从而更有效的维持膜系统的稳定运行。

在一些实施例中，参见图1、图5、图6，界面隔板4将好氧池1和膜池2阻隔，界面隔板4的边缘通过开孔或开槽形成导通好氧池1和膜池2的气提通道41。可以允许数倍于产水流量的活性污泥，从好氧池1进入膜池2。当然，这部分活性污泥，会带走一部分曝气尾气。好氧池1曝气尾气的气提作用，可以帮助分担回流泵的负荷，达到节能的目的。

界面隔板4设置一个或多个第二曝气装置5，例如在一些实施例中，参见图1、图5、图6，界面隔板4的底部边缘设有围板42，界面隔板4通过围板42形成倒扣的凹腔，围板42内部设有若干分隔板43，分隔板43将凹腔分隔为多个集气腔51，各集气腔51中均设有出气管52和水封帽53。该实施例中，界面隔板4遮盖了大部分的界面面积，借助于边缘的围板42可以尽可能的收集好氧池1的曝气尾气进入倒扣的凹腔，进一步通过分隔板43将凹腔进行分隔，从而在界面隔板4上形成多个第二曝气装置5的集气腔51，在界面隔板4形成多个曝气点，从而为膜组件6提供更充分的冲刷。此外，分隔板43和围板42的设置也大大增加了界面隔板4的整体强度，延长了整个装置的使用寿命。

在一些实施例中，参见图2，好氧池1与膜池2的占地面积相同，膜池2放置在好氧池1之上时，两者之间的界面隔板4正好也占据一样的面积，好氧池1与膜池2具有连续的内壁面。该实施例能够使沿内壁面的污泥回流更加顺畅，降低回流泵的负荷，达到节能的目的。

在一些实施例中，参见图3，好氧池1的占地面积大于膜池2的占地面积，好氧池1的顶部与膜池2错开的位置通过盖板11密封。该实施例中，好氧池1的处理能力更强，而好氧池1多出的面积，被盖板密闭，防止好氧池1曝气尾气逃逸，保证界面隔板4上的第二曝气装置5对于膜组件6的冲刷能力。

在一些实施例中，参见图1，第一曝气装置3包括微孔曝气装置，微孔曝气装置通过管道与风机连接，微孔曝气装置安装在好氧池1底部，可以增加氧的传质效率。

水封帽53套在出气管52的下端口外侧，水封帽53套可通过独立的支撑结构实现定位，也可以与出气管52连接实现定位，例如在一些实施例中，参见图4，水封帽53的中部设有连接套管54，水封帽53通过连接套管54与出气管52套接。

进一步的，水封帽53能够随连接套管54沿出气管52上下调节。通过调节出气管52深入水封帽53的深度，可以改变大气泡释放的频率、间隔、强度。

在一些实施例中，参见图4，连接套管54的下端伸入水封帽53内部，连接套管54与水封帽53之间通过辐条55连接，连接套管54通过四周的辐条限定在水封帽53的中部位置，连接套管54的下端口与水封帽53的底部之间留有间隔，以供间歇性的气体脉冲排出。

连接套管54与水封帽53之间还可以直接连接，例如在一些实施例中，连接套管54的下端与水封帽53的底部直接连接，为了实现气流通过，连接套管54的下端管壁上设有过孔。

本发明的实施例通过设置界面隔板，以及在界面隔板上设置第二曝气装置，解决了好氧池的曝气与膜池曝气目标、用途和控制方法的差异导致的共用难题，降低了整个系统的曝气能耗，并保证了膜组件的吹扫效果。

在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种污水处理系统，其特征在于，包括好氧池和膜池，所述好氧池中设有第一曝气装置，所述好氧池位于所述膜池的下方，所述好氧池和膜池之间设有界面隔板，所述界面隔板设有第二曝气装置，所述第二曝气装置包括集气腔和出气管，所述集气腔开口朝下，所述出气管的顶端穿过所述界面隔板与所述膜池连通，所述出气管的下端由所述集气腔的顶部向下伸入所述集气腔中，所述出气管的下端设有开口朝上的水封帽，所述水封帽与所述出气管之间限定出用于将所述集气腔中的气体间歇性排出的气流通道，所述膜池中于所述出气管顶端的上方设有膜组件，所述膜组件外接产水管。

2.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述界面隔板将所述好氧池和膜池阻隔，所述界面隔板的边缘设置导通所述好氧池和膜池的气提通道。

3.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述界面隔板的底部边缘设有围板，所述界面隔板通过所述围板形成倒扣的凹腔，所述围板内部设有若干分隔板，所述分隔板将所述凹腔分隔为多个所述集气腔，各所述集气腔中均设有出气管和水封帽。

4.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述好氧池与所述膜池的占地面积相同，所述好氧池与所述膜池具有连续的内壁面。

5.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述好氧池的占地面积大于所述膜池的占地面积，所述好氧池的顶部与所述膜池错开的位置通过盖板密封。

6.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述第一曝气装置包括微孔曝气装置，所述微孔曝气装置通过管道与风机连接。

7.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述水封帽的中部设有连接套管，所述水封帽通过所述连接套管与所述出气管套接。

8.根据权利要求7所述的污水处理系统，其特征在于，所述水封帽能够随所述连接套管沿所述出气管上下调节。

9.根据权利要求7所述的污水处理系统，其特征在于，所述连接套管的下端伸入所述水封帽内部，所述连接套管与所述水封帽之间通过辐条连接，所述连接套管的下端口与所述水封帽的底部之间留有间隔。

10.根据权利要求7所述的污水处理系统，其特征在于，所述连接套管的下端与所述水封帽的底部连接，所述连接套管的下端管壁上设有过孔。

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