CN114772856A - 一种利用膜生物反应器的污水处理系统及污水处理方法 - Google Patents

Abstract

一种利用膜生物反应器的污水处理系统，其包括固液分离机构、缓冲池、处理池、膜生物反应池和控制器；通过上述结构之间的配合实现污水的处理。通过固液分离机构与膜组件配合实现对污水进行处理，从而降低了后期对膜组件的处理压力；当固液分离机构的筛网出现堵塞时，能够实现快速清理；浮动机构的结构提高了水上部分的稳定性能，防止了由于底部曝气造成的大的水面波动对水上部分的影响；膜生物反应池内同时设置有曝气组件、气液混合组件，通过曝气组件、气液混合组件的配合，提高了水处理的净化效果。

Description

一种利用膜生物反应器的污水处理系统及污水处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，更具体地说，涉及一种利用膜生物反应器的污水处理系统及污水处理方法。

背景技术

城乡生活污水一直是河水以及地下水水质的污染源，上述污水多呈现富营养化、可生化性强、且往往裹挟大量固体杂质，如对上述水体处理不好，将对环境造成严重的影响。而随着各国的环保部门对污水排放标准的越来越严格，很多传统污水处理厂的污水处理系统已越来越难以满足高排放标准的要求。在这样的背景下，亟需开发一种新型污水处理系统。

而膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor ，简称MBR）是一种膜分离技术与生物处理技术有机结合的新型态污水处理系统，其利用超滤或微滤膜实现污泥的高效截留，有效提升微生物量，具有固液分离好、处理能力强、出水水质稳定、占地省、剩余污泥产量低等优势。由于上述优势，已得到广泛使用，也逐渐成为污水处理过程中的重要技术手段。

MBR技术作为一种规模推广和快速发展中的技术，其发展还面临着诸多挑战和障碍。高能耗就是MBR规模产业化应用的一个主要障碍，降低能耗是提升MBR技术核心竞争力的重要环节，也是降低无水处理成本的关键。另外，在MBR技术的实际使用过程中，膜组件的曝气的好坏直接影响MBR技术的能耗，因此提升曝气效果也是降低MBR能耗的关键。另外，由于其往往裹挟有大量固体杂质，因此为了提升MBR的处理效能，污水在通过膜组件处理前，对其进行有效过滤也是一个必要手段。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决相关技术中存在的上述技术问题。为此，本发明的一个目的在于构建一种利用膜生物反应器的污水处理系统及污水处理方法，同时给出相应的处理方法，降低MBR技术使用能耗。

本发明是通过系列技术手段实现的：

一种利用膜生物反应器的污水处理系统，其包括固液分离机构、缓冲池、生化处理池、膜生物反应池和控制器；所述固液分离机构包括分离箱体，所述分离箱体内设有卧式筛分筒，所述卧式筛分筒套设在废物收集箱左端，所述卧式筛分筒由多片横向设置的筛网首尾相抵接形成，所述筛分筒的左右两端分别设有支撑板，所述筛分筒的左端设置有进料口，所述筛分筒的左端支撑板上连接有转轴，所述分离箱体上连接有电机，电机通过转轴带动卧式筛分筒旋转运动，每片所述筛网横向设置有转杆，所述转杆的两端设置在左右两支撑板之间，其中转杆的一端透过筛分筒的右端支撑板且连接有用于控制相邻筛网相接和分离的筛网离合器；所述筛网离合器通过驱动转杆的转动实现对相邻筛网的相接和分离的控制，所述废物收集箱相对于卧式筛分筒的位置可以调节；

所述分离箱体的底部设置有排水口，分离箱体与缓冲池连接；缓冲池通过第一水泵和水管与所述生化处理池连接；所述水管上设置有控制阀；

所述生化处理池内壁设置液位传感器，所述生化处理池内还通过支撑体连接设置有漂浮式曝气装置，所述漂浮式曝气装置包括位于生化处理池下部的下曝气机构和位于生化处理池上部的作业机构，所述位于生化处理池上部的作业机构包括浮动机构、第一气泵和磁体集氧机构，所述浮动机构安装在顶部圆形平台下端，顶部圆形平台下侧均布有插槽，浮动机构包括连接杆，所述连接杆的上端插设在所述插槽内，所述连接杆的下端固定连接有柱状基体，所述柱状基体的直径大于所述连接杆的直径，所述连接杆通过所述柱状基体套设有空腔柱状浮体，所述柱状基体侧壁与所述空腔柱状浮体侧壁之间设置有多个滚动球体，且所述柱状基体和所述空腔柱状浮体的上下壁之间通过弹簧连接；所述空腔柱状浮体的底部通过绳索连接有配重块；所述第一气泵和磁体集氧机构分别安装在顶部圆形平台上表面；所述下曝气装置包括电机、输气管道、拉瓦尔喷管和叶轮；所述拉瓦尔喷管内设置有由电机驱动的气刀，电机与拉瓦尔喷管之间通过连接管连接，所述连接管上连接有输气管道，所述输气管道与所述第一气泵连接；所述磁体集氧机构与第一气泵之间通过管道连接；

所述膜生物反应池与生化处理池连接，所述膜生物反应池内设置有膜组件、曝气组件、气液混合组件、废物收集室，所述膜组件的膜板竖直设置在膜生物反应池内，所述膜生物反应池底部设置有曝气组件，所述膜组件上方设置有气液混合组件，所述膜生物反应池的顶部设置有废物收集室；所述气液混合组件由水管和进气管组成，所述水管由依次连接设置的进水部、收缩部、颈部、放大部和出水部组成的一体结构，所述颈部周向均匀倾斜设置有三个进气管，且所述进气管与所述水管连通设置；在气液混合组件和膜组件之间还间隔设置有多个弧形气体扩散板；所述进气管与第二气泵连接；所述曝气组件与空气压缩机连接；所述生化处理池内的经过处理后的水与所述膜生物反应池入水口连接；位于所述膜生物反应池中下部的出水口通过第二水泵将经过所述膜组件处理过的水循环入水管的进水部，循环水和气体在水管的颈部混合，所述废物收集室用于收集所述膜生物反应池内的漂浮废物。

进一步的，所述筛网上设置有压力传感器，所述压力传感器用于检测所述筛网上的压力信号，所述压力传感器与控制器连接。

进一步的，所述电机通过输出轴连接有气刀，所述气刀为波浪形切刀，且拉瓦尔喷管与切刀相对的位置设置有与波浪形切刀相互配合的凹凸结构。

进一步的，所述生化处理池和膜生物反应池的底部均设置有排污口。

进一步的，磁体集氧机构包括磁体单元、集氧罩和固定架，所述集氧罩的周壁上设置有环状固定架，所述固定架上间隔均布设置有磁体单元。

一种采用上述利用膜生物反应器的污水处理系统的污水处理方法，包括如下步骤：

将固液分离机构、缓冲池、生化处理池和膜生物反应池依次连接设置，且由控制器统一进行控制；将待处理的污水通入到所述卧式筛分筒内，在电机通过转轴带动卧式筛分筒旋转运动的同时，所述筛网上的压力传感器不断检测所述筛网上的压力信号，并将所述压力信号不断发送给控制器；当控制器判断所述筛网出现堵塞时，调节废物收集箱相对于卧式筛分筒的位置，使得所述卧式筛分筒完全置于所述废物收集箱内，同时控制所述筛网离合器使得转杆带动筛网转动，使得相互抵接的筛网相互分离，从而通过废物收集箱实现对卧式筛分筒内的废物的收集和对筛网的清理；

分离箱体的经过初步分离的水进入到缓冲池；缓冲池内的水通过第一水泵进入到所述生化处理池内；所述生化处理池内的液位传感器与所述控制器连接，当所述液位传感器监测到液位值超过预定值时，控制器关闭控制阀；所述磁体集氧机构聚集的氧气通入到第一气泵内，所述第一气泵通过输气管道将气体通入到电机与拉瓦尔喷管之间的连接管内，所述气刀实现对气体的不断分散，从而实现生化处理池内的曝气；

所述生化处理池内的经过处理后的水导入到膜生物反应池的入水口；通过膜组件实现对水的进一步净化处理，膜生物反应池内的漂浮废物通过废物收集室收集。

本发明的有益效果为： 1）通过固液分离机构与膜组件配合实现对污水进行处理，从而降低了后期对膜组件的处理压力，降低了成本；当固液分离机构的筛网出现堵塞时，能够实现快速清理；2）在生化处理池内设置漂浮式曝气装置，且漂浮式曝气装置采用包括位于生化处理池下部的下曝气机构和位于生化处理池上部的作业机构的形式，所述位于生化处理池上部的作业机构包括浮动机构、第一气泵和磁体集氧机构，浮动机构的结构提高了水上部分的稳定性能，防止了由于底部曝气造成的大的水面波动对水上部分的影响；3）膜生物反应池内同时设置有曝气组件、气液混合组件，通过曝气组件、气液混合组件的配合，尤其是在气液混合组件和膜组件之间还间隔设置有多个弧形气体扩散板，提高了水处理的净化效果。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为生化处理池的具体结构示意图；

图3为膜生物反应池内部的具体结构示意图；

图4为气液混合组件的具体结构示意图；

图中序号为，1、固液分离机构，2、缓冲池，3、生化处理池，4、膜生物反应池，5、第一水泵，6、第二水泵，7、液位传感器，8、位于生化处理池上部的作业机构，9、位于生化处理池下部的下曝气机构，10、配重块，11、膜组件，12、曝气组件，13、废物收集室，14、气液混合组件，15、弧形气体扩散板，16、水管 ，17、进气管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的发明内容作进一步地说明。

请参见图1-4，本发明一种较佳的实施例中的一种利用膜生物反应器的污水处理系统，其包括固液分离机构1、缓冲池2、生化处理池3、膜生物反应池4和控制器；所述固液分离机构1包括分离箱体，所述分离箱体内设有卧式筛分筒，所述卧式筛分筒套设在废物收集箱左端，所述卧式筛分筒由多片横向设置的筛网首尾相抵接形成，所述筛分筒的左右两端分别设有支撑板，所述筛分筒的左端设置有进料口，所述筛分筒的左端支撑板上连接有转轴，所述分离箱体上连接有电机，电机通过转轴带动卧式筛分筒旋转运动，当进行固液分离操作时，多片横向设置的筛网彼此之间相互抵接，从而形成一个完整的筛分筒；同时，每片所述筛网横向设置有转杆，所述转杆的两端设置在左右两支撑板之间，其中转杆的一端透过筛分筒的右端支撑板且连接有用于控制相邻筛网相接和分别的筛网离合器；所述筛网离合器通过驱动转杆的转动实现对相邻筛网的相接和分离的控制，所述废物收集箱相对于卧式筛分筒的位置可以调节；进一步的，为了及时了解筛网的堵塞情况，在所述筛网上设置有压力传感器，所述压力传感器用于检测所述筛网上的压力信号，所述压力传感器与控制器连接，从而根据筛网所受的压力信号判断筛网的堵塞情况，从而控制器将作出对筛网离合器结合和断开的指示。

所述分离箱体的底部设置有排水口，分离箱体与缓冲池2连接，将经过初步固液分离的水排入到缓冲池2内等待后续处理；缓冲池2通过第一水泵5和水管与所述生化处理池3连接；所述水管上设置有控制阀；为了使得生化处理池内的水能够达到较好的处理效果，需要将生化处理池内的水量填充在预定范围内，因此在所述生化处理池内壁设置液位传感器7，所述生化处理池3内还通过支撑体连接设置有漂浮式曝气装置，所述漂浮式曝气装置包括位于生化处理池下部的下曝气机构9和位于生化处理池上部的作业机构8，所述位于生化处理池上部的作业机构8包括浮动机构、第一气泵和磁体集氧机构，所述浮动机构安装在顶部圆形平台下端，顶部圆形平台下侧均布有插槽，浮动机构包括连接杆，所述连接杆的上端插设在所述插槽内，所述连接杆的下端固定连接有柱状基体，所述柱状基体的直径大于所述连接杆的直径，所述连接杆通过所述柱状基体套设有空腔柱状浮体，所述柱状基体侧壁与所述空腔柱状浮体侧壁之间设置有多个滚动球体，且所述柱状基体和所述空腔柱状浮体的上下壁之间通过弹簧连接；所述空腔柱状浮体的底部通过绳索连接有配重块10；上述浮动机构的结构提高了水上部分的稳定性能，防止了由于底部曝气造成的大的水面波动对水上部分的影响；而所述第一气泵和磁体集氧机构分别安装在顶部圆形平台上表面；所述下曝气装置包括电机、输气管道、拉瓦尔喷管和叶轮；所述拉瓦尔喷管内设置有由电机驱动的气刀，电机与拉瓦尔喷管之间通过连接管连接，所述连接管上连接有输气管道，所述输气管道与所述第一气泵连接；所述电机通过输出轴连接有气刀，所述气刀为波浪形切刀，且拉瓦尔喷管与切刀相对的位置设置有与波浪形切刀相互配合的凹凸结构；气刀的不断旋转不断切割气体，使得气体和水的充分混合；所述磁体集氧机构与气泵之间通过管道连接，所述废物收集室13用于收集所述膜生物反应池内的漂浮废物；所述膜生物反应池4与生化处理池3连接，所述膜生物反应池4内设置有膜组件11、曝气组件12、气液混合组件14、废物收集室13，所述膜组件11的膜板竖直设置在膜生物反应池内，所述膜生物反应池底部设置有曝气组件12，所述膜组件上方设置有气液混合组件14，所述膜生物反应池的顶部设置有废物收集室；所述气液混合组件由水管16和进气管17组成，所述水管16由依次连接设置的进水部、收缩部、颈部、放大部和出水部组成的一体结构，所述颈部周向均匀倾斜设置有三个进气管17，且所述进气管与所述水管连通设置；在气液混合组件和膜组件之间还间隔设置有多个弧形气体扩散板15，弧形气体扩散板15的设置使得气液不断对其进行撞击，将漂浮物更好的分离出来；所述进气管与第二气泵连接；所述曝气组件与空气压缩机连接；所述生化处理池内的经过处理后的水进入到膜生物反应池上端的入水口连接；位于所述膜生物反应池中下部的出水口通过第二水泵6将经过所述膜组件处理过的水循环入水管的进水部，循环水和气体在水管的颈部混合，所述废物收集室13用于收集所述膜生物反应池内的漂浮废物。

进一步的，所述生化处理池和膜生物反应池的底部均设置有排污口。

进一步的，磁体集氧机构包括磁体单元、集氧罩和固定架，所述集氧罩的周壁上设置有环状固定架，所述固定架上间隔均布设置有磁体单元。

一种采用上述利用膜生物反应器的污水处理系统的污水处理方法，包括如下步骤：

将固液分离机构1、缓冲池2、生化处理池3和膜生物反应池4依次连接设置，且由于控制器统一进行控制；将待处理的污水通入到所述卧式筛分筒内，在电机通过转轴带动卧式筛分筒旋转运动的同时，所述筛网上的压力传感器不断检测所述筛网上的压力信号，并将所述压力信号不断发送给控制器；当控制器判断所述筛网出现堵塞时，调节废物收集箱相对于卧式筛分筒的位置，使得所述卧式筛分筒完全置于所述废物收集箱内，同时控制所述筛网离合器使得转杆带动筛网转动，使得相互抵接的筛网相互分离，从而通过废物收集箱实现对卧式筛分筒内的废物的收集和对筛网的清理；卧式筛分筒根据需要可以设置成多级；

分离箱体的经过初步分离的水进入到缓冲池；缓冲池内的水通过第一水泵进入到所述生化处理池内；所述生化处理池内的液位传感器与所述控制器连接，当所述液位传感器监测到液位值超过预定值时，控制器关闭控制阀；所述磁体集氧机构聚集的氧气通入到第一气泵内，所述第一气泵通过输气管道将气体通入到电机与拉瓦尔喷管之间的连接管内，所述气刀实现对气体的不断分散，从而实现生化处理池内的曝气；

所述生化处理池内的经过处理后的水导入到膜生物反应池上端的入水口；通过膜组件实现对水的进一步净化处理，膜生物反应池内的漂浮废物通过废物收集室收集。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出去若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种利用膜生物反应器的污水处理系统，其包括固液分离机构、缓冲池、生化处理池、膜生物反应池和控制器；所述固液分离机构包括分离箱体，所述分离箱体内设有卧式筛分筒，所述卧式筛分筒套设在废物收集箱左端，所述卧式筛分筒由多片横向设置的筛网首尾相抵接形成，所述筛分筒的左右两端分别设有支撑板，所述筛分筒的左端设置有进料口，所述筛分筒的左端支撑板上连接有转轴，所述分离箱体上连接有电机，电机通过转轴带动卧式筛分筒旋转运动，每片所述筛网横向设置有转杆，所述转杆的两端设置在左右两支撑板之间，其中转杆的一端透过筛分筒的右端支撑板且连接有用于控制相邻筛网相接和分离的筛网离合器；所述筛网离合器通过驱动转杆的转动实现对相邻筛网的相接和分离的控制，所述废物收集箱相对于卧式筛分筒的位置可以调节；

所述分离箱体的底部设置有排水口，分离箱体与缓冲池连接；缓冲池通过第一水泵和水管与所述生化处理池连接；所述水管上设置有控制阀；

所述生化处理池内壁设置液位传感器，所述生化处理池内还通过支撑体连接设置有漂浮式曝气装置，所述漂浮式曝气装置包括位于生化处理池下部的下曝气机构和位于生化处理池上部的作业机构，所述位于生化处理池上部的作业机构包括浮动机构、第一气泵和磁体集氧机构，所述浮动机构安装在顶部圆形平台下端，顶部圆形平台下侧均布有插槽，浮动机构包括连接杆，所述连接杆的上端插设在所述插槽内，所述连接杆的下端固定连接有柱状基体，所述柱状基体的直径大于所述连接杆的直径，所述连接杆通过所述柱状基体套设有空腔柱状浮体，所述柱状基体侧壁与所述空腔柱状浮体侧壁之间设置有多个滚动球体，且所述柱状基体和所述空腔柱状浮体的上下壁之间通过弹簧连接；所述空腔柱状浮体的底部通过绳索连接有配重块；所述第一气泵和磁体集氧机构分别安装在顶部圆形平台上表面；所述下曝气装置包括电机、输气管道、拉瓦尔喷管和叶轮；所述拉瓦尔喷管内设置有由电机驱动的气刀，电机与拉瓦尔喷管之间通过连接管连接，所述连接管上连接有输气管道，所述输气管道与所述第一气泵连接；所述磁体集氧机构与第一气泵之间通过管道连接；

所述膜生物反应池与生化处理池连接，所述膜生物反应池内设置有膜组件、曝气组件、气液混合组件、废物收集室，所述膜组件的膜板竖直设置在膜生物反应池内，所述膜生物反应池底部设置有曝气组件，所述膜组件上方设置有气液混合组件，所述膜生物反应池的顶部设置有废物收集室；所述气液混合组件由水管和进气管组成，所述水管由依次连接设置的进水部、收缩部、颈部、放大部和出水部组成的一体结构，所述颈部周向均匀倾斜设置有三个进气管，且所述进气管与所述水管连通设置；在气液混合组件和膜组件之间还间隔设置有多个弧形气体扩散板；所述进气管与第二气泵连接；所述曝气组件与空气压缩机连接；所述生化处理池内的经过处理后的水与所述膜生物反应池入水口连接；位于所述膜生物反应池中下部的出水口通过第二水泵将经过所述膜组件处理过的水循环入水管的进水部，循环水和气体在水管的颈部混合，所述废物收集室用于收集所述膜生物反应池内的漂浮废物。

2.根据权利要求1所述的一种利用膜生物反应器的污水处理系统，其特征在于：所述筛网上设置有压力传感器，所述压力传感器用于检测所述筛网上的压力信号，所述压力传感器与控制器连接。

3.根据权利要求1所述的一种利用膜生物反应器的污水处理系统，其特征在于：所述驱动电机通过输出轴连接有气刀，所述气刀为波浪形切刀，且拉瓦尔喷管与切刀相对的位置设置有与波浪形切刀相互配合的凹凸结构。

4.根据权利要求3所述的一种利用膜生物反应器的污水处理系统，其特征在于：所述处理池和膜生物反应池的底部均设置有排污口。

5.根据权利要求4所述的一种利用膜生物反应器的污水处理系统，其特征在于：磁体集氧机构包括磁体单元、集氧罩和固定架，所述集氧罩的周壁上设置有环状固定架，所述固定架上间隔均布设置有磁体单元。

6.一种根据权利要求2-5任一项所述的一种利用膜生物反应器的污水处理系统的污水处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

将固液分离机构、缓冲池、生化处理池和膜生物反应池依次连接设置，且由控制器统一进行控制；将待处理的污水通入到所述卧式筛分筒内，在电机通过转轴带动卧式筛分筒旋转运动的同时，所述筛网上的压力传感器不断检测所述筛网上的压力信号，并将所述压力信号不断发送给控制器；当控制器判断所述筛网出现堵塞时，调节废物收集箱相对于卧式筛分筒的位置，使得所述卧式筛分筒完全置于所述废物收集箱内，同时控制所述筛网离合器使得转杆带动筛网转动，使得相互抵接的筛网相互分离，从而通过废物收集箱实现对卧式筛分筒内的废物的收集和对筛网的清理；

分离箱体的经过初步分离的水进入到缓冲池；缓冲池内的水通过第一水泵进入到所述生化处理池内；所述生化处理池内的液位传感器与所述控制器连接，当所述液位传感器监测到液位值超过预定值时，控制器关闭控制阀；所述磁体集氧机构聚集的氧气通入到第一气泵内，所述第一气泵通过输气管道将气体通入到电机与拉瓦尔喷管之间的连接管内，所述气刀实现对气体的不断分散，从而实现生化处理池内的曝气；

所述生化处理池内的经过处理后的水导入到膜生物反应池的入水口；通过膜组件实现对水的进一步净化处理，膜生物反应池内的漂浮废物通过废物收集室收集。

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