CN114314839A - 一种双模式运行复合式动态膜农村生活污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双模式运行复合式动态膜农村生活污水处理装置，它包括反应箱体，在反应箱体内有隔板分隔为厌氧/缺氧池和好氧曝气池、好氧反应池；所述厌氧/缺氧池内设置搅拌装置，厌氧/缺氧池壁开有进水口，厌氧/缺氧池通过厌氧/缺氧池出水管接入好氧曝气池下部；所述好氧曝气池底部布设进气管、曝气主管和好氧曝气头，好氧曝气池与好氧反应池之间经隔板上、下边相互连通；动态膜组件放置在厌氧/缺氧池或者好氧反应池内，反应箱体底部设置有排泥口。本发明的优点是：双模式运行，可满足农村在灌溉期与非灌溉期的不同出水要求，结构简单、占地少、投资省、处理效果好，造价及运行费用低，适用于分散式的农村生活污水处理。

Description

一种双模式运行复合式动态膜农村生活污水处理装置

技术领域

本发明属于生活污水处理技术，具体涉及一种农村污水处理及动态膜过滤系统设备，应用于处理分散式农村生活污水。

背景技术

目前，生物处理技术被更为广泛的应用于农村地区的分散式污水处理项目，但通常存在占地大，投资成本高或出水效果不理想等问题。膜生物反应器（MBR）是将膜技术与生物反应器技术组合使用的新型水处理装置，具有出水水质好、占地规模小，污泥产量小等优点。但是，运行成本高、膜组件昂贵、膜污染导致的通量下降等缺点限制了其在农村生活污水处理上的应用。

动态膜生物反应器（DMBR）作为MBR的新的发展方向，利用较大孔径的微网材料作为膜基材, 在活性污泥过滤过程中形成生物动态膜，实现近似于微滤膜的过滤效果, 同时动态膜上的微生物对废水中的有机物进行降解。在保留MBR工艺优势的同时，更具造价低，通量高、易清洁、能耗小的优势，十分适宜用于对分散式农村生活污水的处理。

另外，现有的小型生活污水处理装置主要是以单一模式进行出水，无法针对农村的灌溉期和非灌溉期，进行适应性出水：有的处理装置在农村的灌溉期，仍然执行较高的出水标准，浪费了污水中的氮，磷等养分，不利于资源的有效利用，同时持续的好氧曝气也提高了装置的运行成本。还有的处理装置在农村的非灌溉期，无法达到出水标准，使受纳水体或土壤遭到污染。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种复双模式复合式动态膜农村生活污水处理装置，它能双模式运行，满足农村在灌溉期与非灌溉期的不同出水要求，结构简单、占地少、投资省、处理效果好，造价及运行费用低，适用于分散式的农村生活污水处理。

本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括反应箱体，在反应箱体内有隔板分隔为厌氧/缺氧池和好氧曝气池、好氧反应池；所述厌氧/缺氧池内设置搅拌装置，厌氧/缺氧池壁开有进水口，厌氧/缺氧池通过厌氧/缺氧池出水管接入好氧曝气池下部；所述好氧曝气池底部布设进气管、曝气主管和好氧曝气头，好氧曝气池与好氧反应池之间经隔板上、下边相互连通；动态膜组件放置在厌氧/缺氧池或者好氧反应池内，动态膜组件上部通过出水软管连接至出水口，反应箱体底部设置有排泥口。

本发明的优点是：

本发明的具有厌氧出水和厌氧/好氧出水双模式运行状态，实现了农村的灌溉期和非灌溉期适应性出水；反应箱体为圆形池结构，方便安装管理，方便规模生产，方便用于农村分散式生活污水；用动态膜代替了传统的MBR膜，一方面使得膜组件造价相对于传统的膜组件大大降低，有效降低了投资建造成本；另一方面，动态膜的出水可采用重力自流的方式，节省了运行的动力消耗，同时动态膜的污染较传统膜工艺较轻，清洗仅需物理清洗，从而节省了运行维护费用。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为本发明在厌氧运行状态下的平面图；

图2为本发明在厌氧/好氧运行状态下的平面图；

图3为图1和图2中A-A剖面图；

图4为可动隔板固定装置示意图；

图5为厌氧/缺氧池出水管结构示意图；

图6为膜组件结构示意图。

图中：1、反应箱体；2、进水口；3、厌氧/缺氧池；4、搅拌装置；5、排泥口；6、第一固定隔板；7、第二固定隔板；8、可动隔板；9、挡板；10、厌氧/缺氧池出水管；11、曝气主管；12、好氧曝气头；13、进气管；14、好氧曝气池；15、好氧反应池；16、溢流孔；17、出水软管；18、动态膜组件；19、出水口；20、好氧填料；21、固定轴；22、反冲洗水箱；23、支撑架；24、阀门；25、出水收集装置；26、动态膜支撑网；27、固定骨架；28、固定件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:

为了清楚描述本发明的内容，申请文件中使用了方向术语“顺时针”、“逆时针”，该术语是依据附图所示位置而定的，在实际使用中，方向可以改变不能视为对专利保护范围的限制。

本发明的构思是：采用动态膜代替传统的MBR膜，在保证出水效果的同时，大大降低了投资和运行成本，并可适应不同的出水要求，切换不同运行模式，适用于农村分散式生活污水的处理以及资源回收利用。

如图1、图2和图3所示，本发明包括反应箱体1，在反应箱体1内有隔板分隔为厌氧/缺氧池3和好氧曝气池14、好氧反应池15；所述厌氧/缺氧池3内设置搅拌装置4，包括水下推流器或搅拌机；厌氧/缺氧池3壁开有进水口2，厌氧/缺氧池3通过厌氧/缺氧池出水管10接入好氧曝气池14下部；所述好氧曝气池14底部布设进气管13、曝气主管11和好氧曝气头12；好氧曝气池14与好氧反应池15之间经隔板上、下边相互连通；动态膜组件18放置在厌氧/缺氧池3或者好氧反应池15内，动态膜组件18上部通过出水软管17连接至出水口19，反应箱体1底部设置有排泥口5。

如图3所示，反应箱体1为圆柱体、底部为倒锥形圆台，便于排出污泥，反应箱体1顶部下方10cm处安装溢流孔16，反应箱体1下底面用支撑架23抬升，升高留出底部空间，便于排泥管的安装和操作。反应箱体1的材料选用有机玻璃或不锈钢板，连接所述反应箱体的外部进、出水管为PE软管。

反应箱体1内部中心有固定轴21，第一固定隔板6、第二固定隔板7和可动隔板8三个隔板围绕中心的固定轴21扇叶形分布，第一固定隔板6与第二固定隔板7间分隔出好氧曝气池14；优选第一固定隔板6与第二固定隔板7之间为顺时针90°夹角。可动隔板8将反应箱体1剩余区域分隔出好氧反应池15和厌氧/缺氧池3，可动隔板8中心边与的固定轴21铰接，如图4所示，可动隔板8外伸边与反应箱体的内壁的挡板9用固定件28通过榫卯结构的方式固定。

可动隔板8绕固定轴21旋转调整分隔位置，调节好氧反应池15与厌氧/缺氧池3的大小。如图1所示，选择厌氧出水时，可动隔板8位于第一固定隔板6反向直线位置，厌氧/缺氧池3占总池容的一半，动态膜组件18放置在厌氧/缺氧池3中。如图2所示，选择缺氧/好氧出水时，可动隔板8位于第一固定隔板6 逆时针90°夹角位置，厌氧/缺氧池3占总池容的1/4；好氧反应池15占总池容的一半，动态膜组件18放置在好氧反应池15中。

如图5所示，厌氧/缺氧池出水管10附着于第一固定隔板6的好氧曝气池14一侧，上端管口连通厌氧/缺氧池3，下端管口伸入好氧曝气池14下部，厌氧/缺氧池出水管10上部设有阀门24。在选择厌氧出水时，污水不进入好氧曝气池14，阀门24关闭，污水经厌氧/缺氧池处理和动态膜组件18的生物处理后经出水口19排水。在选择缺氧/好氧出水时，阀门24打开，污水从厌氧/缺氧池3进入好氧曝气池14，再流进好氧反应池15，经动态膜组件18的生物处理后经出水口19排水。

好氧曝气池14和好氧反应池15内部均填充有悬浮活性生物载体20，其尺寸大于厌氧/缺氧池出水管10管径的尺寸，悬浮活性生物载体材料为正方体聚氨酯海绵。悬浮活性生物载体20内部为厌氧/缺氧环境，有利于反硝化的进行，从而免去消化液回流，节约了投资和运行费用；悬浮活性生物载体20的流化过程也实可现动态生物膜更新，避免死泥或污泥膨胀等问题，同时也对动态膜的污染起到缓解作用，延长反冲洗周期，降低反冲洗与膜组件更新频率。

如图6所示，动态膜组件18包含固定骨架27、动态膜支撑网26和出水收集装置25，动态膜支撑网覆盖于固定骨架上，固定骨架27上端口依次接在出水收集装置25入口。所述动态膜支撑网26由较大孔径的微网材料构成，如无纺布、尼龙网、不锈钢丝网或纤维滤布等中的一种以上，所述动态膜支撑网26采用圆柱状，或是其他利于出水或制作的形状，如方柱状等。

出水收集装置25侧部设置有出水口，通过出水软管连接至反应箱体1侧壁出水口19，所述出水软管17上接有反冲洗水箱22，出水软管用作反冲洗进水管。

反应箱体1进水可采用蠕动泵进水，而动态膜组件出水可采用重力自流的方式，依靠出水水头作为出水动力，上部出水水头约为8~12cm。出水一段时间后，动态膜组件18上泥饼层过厚，膜阻力增大，通量降低，开始进行反冲洗；动态膜反冲洗方式为水反冲洗，即通过出水软管17向动态膜组件18内注入动态膜出水进行动态膜反冲洗；所述反冲洗水箱22蓄水从反应箱体出水通过水泵进入反冲洗水箱22，反冲洗水箱22出水依靠重力出水，水冲洗强度为10~15倍动态膜过滤通量，冲洗时间控制在30~60s；反冲洗后，覆盖在支撑网外侧的动态膜泥饼层被冲落，重新回到反应箱体内。

本发明的工作原理是：

1、厌氧出水时，出水水质要求不高，比如用作农田灌溉，污水由进水口2进入厌氧/缺氧池3下部，在搅拌器4的搅拌作用下与厌氧/缺氧池3的污泥微生物产生厌氧反应，出水经由放置在厌氧/缺氧池3内部的动态膜组件18进行过滤出水。

为保证好氧曝气池14和好氧反应池15内微生物的活性，可采用每天两次的间歇曝气，每次曝气时长依照当场情况决定，同时曝气时，将好氧曝气池14和好氧反应池15内污水用推流装置回流至厌氧/缺氧池3。

2、缺氧/好氧出水时，出水水质要求较高，比如直排水体，污水由进水口2进入厌氧/缺氧池3下部，在搅拌器4的搅拌作用下与厌氧/缺氧池3的污泥微生物产生反应，之后通过上升流进入缺氧池出水管10，沿出水管10进入好氧曝气池14下部，经过好氧曝气头12进行曝气增氧，由第二固定隔板7上部缺口翻入好氧反应池15，在好氧池内利用悬浮好氧污泥和悬浮活性生物载体填料20表面附着的好氧微生物发生好氧生化反应，并借助悬浮活性生物载体填料20内部产生的厌氧/缺氧环境，进行同步硝化反硝化，进一步除氮，最后出水经由放置在好氧反应池15内的动态膜组件18进行过滤出水。

本发明的技术效果为：

本发明采用DMBR工艺，相较于其他工艺，通过膜组件对水中的悬浮固体（SS）的过滤，从而无需增设沉淀池，大大减小占地面积；同时，膜组件出水可将HRT与SRT分开，有利于增殖缓慢的微生物的截留生长。

本发明采用动态膜代替了传统的MBR膜，一方面使得膜组件造价相对于传统的膜组件大大降低，有效降低了投资建造成本；另一方面，动态膜的出水可采用重力自流的方式，节省了运行的动力消耗，同时动态膜的污染较传统膜工艺较轻，清洗仅需物理清洗，从而节省了运行维护费用，适合于农村分散式污水的处理对成本的要求。

本发明将好氧池分成曝气和反应两部分，仅在好氧曝气池进行曝气，而在好氧反应池进行出水，同时第二短隔板上下均未封闭，使泥水和好氧填料在两池间形成循环流，有利于降低好氧反应池的水流扰动，并使泥水混合液在膜管四周形成错流，使污泥流动过程中易于在滤布表面形成一层稳定的动态膜，从而有利于动态膜的形成与稳定运行。

本发明在农村灌溉期可采用仅厌氧出水，此时，好氧池内仅需要每天通水曝气两次即可，通水时好氧池内的污水回流至厌氧/缺氧池内，大大节约了装置曝气的能耗，实现节能降耗；同时仅厌氧出水可在保证出水内含有丰富的氮磷等营养物质的同时，对原水内的COD进行有效削减，使出水满足农村灌溉用水水质标准。

本发明采用圆形池结构，方便安装管理，方便规模生产，方便用于农村分散式生活污水；此工艺组合方式将整个污水处理过程在一个反应器中完成，既节约材料费用，又可确保处理效率，还可简化管理，一体化程度高。

本发明运行灵活，针对农村灌溉期、非灌溉期以及其他出水要求，可灵活安排运行模式。

Claims (9)

1.一种双模式运行复合式动态膜农村生活污水处理装置，包括反应箱体（1），其特征是：在反应箱体（1）内有隔板分隔为厌氧/缺氧池（3）和好氧曝气池（14）、好氧反应池（15）；所述厌氧/缺氧池（3）内设置搅拌装置（4），厌氧/缺氧池（3）壁开有进水口（2），厌氧/缺氧池（3）通过厌氧/缺氧池出水管（10）接入好氧曝气池（14）下部；所述好氧曝气池（14）底部布设进气管（13）、曝气主管（11）和好氧曝气头（12）；好氧曝气池（14）与好氧反应池（15）之间经隔板上、下边相互连通；动态膜组件（18）放置在厌氧/缺氧池（3）或者好氧反应池（15）内，动态膜组件（18）上部通过出水软管（17）连接至出水口（19），反应箱体（1）底部设置有排泥口（5）。

2.根据权利要求1所述的双模式运行复合式动态膜农村生活污水处理装置，其特征是：所述反应箱体（1）为圆柱体、底部为倒锥形圆台，反应箱体（1）下底面用支撑架（23）抬升。

3.根据权利要求2所述的双模式运行复合式动态膜农村生活污水处理装置，其特征是：反应箱体（1）内部中心有固定轴（21），第一固定隔板（6）、第二固定隔板（7）和可动隔板（8）围绕中心的固定轴（21）扇叶形分布，第一固定隔板（6）与第二固定隔板（7）间分隔出好氧曝气池（14）；可动隔板（8）将反应箱体（1）剩余区域分隔出好氧反应池（15）和厌氧/缺氧池（3），可动隔板（8）中心边与的固定轴（21）铰接，可动隔板（8）外伸边与反应箱体的内壁的挡板（9）用固定件（28）通过榫卯固定联结。

4.根据权利要求3所述的双模式运行复合式动态膜农村生活污水处理装置，其特征是：第一固定隔板（6）与第二固定隔板（7）间为顺时针90°夹角。

5.根据权利要求4所述的双模式运行复合式动态膜农村生活污水处理装置，其特征是：可动隔板（8）绕固定轴（21）旋转调整分隔位置，动隔板（8）位于第一固定隔板（6）反向直线位置，厌氧/缺氧池（3）占总池容的一半，动态膜组件（18）放置在厌氧/缺氧池（3）中；或者可动隔板（8）位于第一固定隔板（6）逆时针90°夹角位置，好氧反应池（15）占总池容的一半，动态膜组件（18）放置在好氧反应池（15）中。

6.根据权利要求5所述的双模式运行复合式动态膜农村生活污水处理装置，其特征是：厌氧/缺氧池出水管（10）附着于第一固定隔板（6）的好氧曝气池（14）一侧，上端管口连通厌氧/缺氧池（3），下端管口伸入好氧曝气池（14）下部，厌氧/缺氧池出水管（10）上部设有阀门（24）。

7.根据权利要求1-6任一所述的双模式运行复合式动态膜农村生活污水处理装置，其特征是：好氧曝气池（14）和好氧反应池（15）内部均填充有悬浮活性生物载体（20）。

8.根据权利要求7所述的双模式运行复合式动态膜农村生活污水处理装置，其特征是：动态膜组件（18）包含固定骨架（27）、动态膜支撑网（26）和出水收集装置（25），动态膜支撑网覆盖于固定骨架上，固定骨架（27）上端口依次接在出水收集装置（25）入口。

9.根据权利要求8所述的双模式运行复合式动态膜农村生活污水处理装置，其特征是：出水收集装置（25）通过出水软管（17）连接至反应箱体（1）侧壁出水口（19），所述出水软管（17）上接有反冲洗水箱（22）。

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