CN115353204A - 折流处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种折流处理系统。该系统包括：生物反应单元、污水处理池、进水管道、出水管道，其中，生物反应单元设置在污水处理池内部，进水管道和出水管道分别设置在污水处理池的两侧；生物反应单元包括至少一个第一平板式MABR透氧膜组件和至少一个第二平板式MABR透氧膜组件，第一平板式MABR透氧膜组件和第二平板式MABR透氧膜组件间隔设置，将生物反应单元分割成依次连通的下降流区域和上升流区域。通过本发明，将折流板反应器与MABR工艺进行合理地结合，设计一种高效、低耗、易维护的污水处理系统，尤其是适用于分散式污水处理。

Description

折流处理系统

技术领域

本发明实施例涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种折流处理系统。

背景技术

近年来兴起的膜曝气生物膜反应器(Membrane aeration bio-reactor，MABR)技术是一种将曝气膜与生物膜有机结合的新型、高效、低耗的污水处理技术。该技术主要利用MABR膜的特性，水深阻力对曝气过程的影响可忽略不计，恒定的低压空气通过透氧膜与间隔层之间的缝隙进入膜组件，再将氧气分配到水中，该结构能达到最佳的氧利用效率。同时，膜表面内外分层的特殊生物膜结构，具有溶解氧和污水基质在生物膜中的异向传质特征，促使各类功能微生物在相应生态位发挥独特作用，实现同步硝化反硝化，较传统生物膜法具有低耗高效的污染物去除水平。但是，MABR工艺本身较难应对进水负荷冲击较大的水质条件。

折流板反应器的最大特点在于其在反应器中设置了折板，从而在水流方向上形成依次串联的格室，该反应器具有结构简单、水力条件良好、容积利用率高、抗冲击负荷强、操作灵活、稳定性好等优点。但是折流板反应器是一种厌氧污水处理技术，主要应用于各种高、中、低浓度有机废水的处理。对于具有脱氮除磷要求的污水处理过程，还需额外增加好氧池，这就增加组合工艺的占地面积，同时运行过程中会产生较高的曝气能耗。

因此，如何将折流板反应器与MABR工艺进行合理地结合，发挥各自优势，设计一种高效、低耗、易维护的污水处理系统，尤其是适用于分散式污水的处理方法，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

为实现折流反应器与MABR工艺结合，降低组合工艺占地面积，本发明提出了一种折流处理系统。

第一方面，本发明提供了一种折流处理系统，该系统包括：生物反应单元、污水处理池、进水管道、出水管道，其中，生物反应单元设置在污水处理池内部，进水管道和出水管道分别设置在污水处理池的两侧；

生物反应单元包括至少一个第一平板式MABR透氧膜组件和至少一个第二平板式MABR透氧膜组件，第一平板式MABR透氧膜组件和第二平板式MABR透氧膜组件间隔设置，将生物反应单元分割成依次连通的下降流区域和上升流区域。

通过上述系统，污水经过下降流区域和上升流区域后，流动方向不断发生变化，使泥水混合更加均匀，从而降低进水水质和水量波动带给生物反应系统的冲击，提高反应系统容积利用率，减少MABR工艺在与折流反应器结合时的占地面积。

结合第一方面，在第一方面的第一实施例中，该系统还包括隔墙和沉淀单元，隔墙和沉淀单元设置在污水处理池内部，生物反应单元和沉淀单元通过隔墙分隔；隔墙下端与污水处理池底部固定连接，隔墙上端设有污水翻越通道。

结合第一方面，在第一方面的第二实施例中，第一平板式MABR透氧膜组件下端设有污水折流通道；第二平板式MABR透氧膜组件下端与污水处理池固定连接，上端设有污水折流通道。

通过上述实施例，污水在各个下降流区域和上升流区域的折流，实现泥水的充分混合，提高反应系统容积利用效率。

结合第一方面的第二实施例，在第一方面的第三实施例中，第一平板式MABR透氧膜组件和第二平板式MABR透氧膜组件之间的间距，根据进水水质、水量特征进行调节。

通过上述实施例，可以通过改变平板式MABR透氧膜组件之间的间距，调节下降流区域和上升流区域的水力停留时间，应对进水水质、水量波动带来的冲击，整体上提高了系统运行稳定性。

结合第一方面或者第一方面的第三实施例，在第一方面的第四实施例中，第一平板式MABR透氧膜组件和第二平板式MABR透氧膜组件分别包括至少一块平板式MABR膜片单元，平板式MABR膜片单元包括有对称设置的MABR膜片，两片MABR膜片之间形成密封气腔。

结合第一方面的第四实施例，在第一方面的第五实施例中，密封气腔通过竖直设置的竖向隔板分成均匀分布的气流流道。

通过上述实施例，均匀分布的气流流道可以实现密封气腔内的气体均匀扩散，保证每片MABR膜片高效透氧，提高氧传质效率。

结合第一方面的第四实施例，在第一方面的第六实施例中，第一平板式MABR透氧膜组件和第二平板式MABR透氧膜组件上分别设有供气阀、气体流量计和气体压力表。

结合第一方面的第六实施例，在第一方面的第七实施例中，供气阀的供气量大小根据进、出水水质情况调节。

通过上述实施例，可以根据水质水量变化情况，调整各个膜组件的供气量，根据不同下降流、上升流区域需要的氧气情况，实现传统污水处理反应器好氧、缺氧、厌氧功能的有机融合。

结合第一方面的第七实施例，在第一方面的第八实施例中，密封气腔顶部固定有出气通道，底部固定有进气通道，进气通道通过供气阀、气体流量计和气体压力表连接供气设备，出气通道设有放空阀。

结合第一方面的第八实施例，在第一方面的第九实施例中，进气通道上设有滤布过滤器。

结合第一方面，在第一方面的第十实施例中，生物反应单元为方型、圆环型、类氧化沟型中的任意一种。

结合第一方面的第一实施例，在第一方面的第十一实施例中，沉淀单元与生物反应单元前端之间设有污泥回流管道。

通过上述实施例，可以使整个系统具有活性污泥和生物膜“双泥”特性和除碳、硝化反硝化同步去除特征，保证系统污水处理效果。

结合第一方面的第一实施例，在第一方面的第十二实施例中，沉淀单元为周进周出式，由配水孔管、折流挡板、挡水裙板、出水口组成。

结合第一方面，在第一方面的第十三实施例中，系统还包括：

排泥管道，排泥管道上设有排泥阀和排泥流量计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例提出的一种折流处理系统的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例提出的一种折流处理系统的截面示意图；

图3是根据一示例性实施例提出的平板式MABR膜片单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为实现折流反应器与MABR工艺结合，降低组合工艺占地面积，本发明提出了一种折流处理系统。

图1是根据一示例性实施例提出的一种折流处理系统的结构示意图。如图1所示，该折流处理系统包括：生物反应单元1、污水处理池2、进水管道3、出水管道4。

其中，生物反应单元1设置在污水处理池2内部，进水管道3和出水管道4分别设置在污水处理池2的两侧；

生物反应单元1包括至少一个第一平板式MABR透氧膜组件11和至少一个第二平板式MABR透氧膜组件12，第一平板式MABR透氧膜组件12和第二平板式MABR透氧膜组件12间隔设置，将生物反应单元1分割成依次连通的下降流区域和上升流区域。

在一可选实施例中，第一平板式MABR透氧膜组件11和第二平板式MABR透氧膜组件12均竖直设置于污水处理池2内部，第一平板式MABR透氧膜组件11的顶部和底部均高于第二平板式MABR透氧膜组件12的顶部和底部，第二平板式MABR透氧膜组件12的底部固定于污水处理池2的底部。

污水经进水管道3进入生物反应单元1中，多个间隔设置的第一平板式MABR透氧膜组件11和第二平板式MABR透氧膜组件12将生物反应单元1分隔成多格依次连通的下降流区域和上升流区域。污水在生物反应单元1中经过多次下降、上升折流处理后，实现泥水的充分混合，实现污染物的高效去除，经过出水管道4流出。

通过上述系统，污水经过下降流区域和上升流区域后，流动方向不断发生变化，污水流动速度减缓，使得平板式MABR透氧膜组件可以适应较强的水质波动，从而降低进水水质和水量波动带给平板式MABR透氧膜组件的冲击，减少MABR工艺在与折流反应器结合时的占地面积，提高反应系统容积利用率。

图2是根据一示例性实施例提出的一种折流处理系统的截面示意图。该系统除了包括生物反应单元1、污水处理池2、进水管道3，还包括隔墙7和沉淀单元30，隔墙7和沉淀单元30设置在污水处理池2内部，生物反应单元1和沉淀单元30通过隔墙7分隔；隔墙7下端与污水处理池2底部固定连接，隔墙7上端设有污水翻越通道，使得污水能够通过污水翻越通道从生物反应单元1流入沉淀单元30。

如图2所示，第一平板式MABR透氧膜组件11下端设有污水折流通道5；第二平板式MABR透氧膜组件12下端与污水处理池2固定连接，上端设有污水折流通道。通过污水在各个下降流区域和上升流区域的折流，在应对水质波动的同时，实现泥水的充分混合，进而使得污水处理反应更加充分。污水通过第一平板式MABR透氧膜组件11和第二平板式MABR透氧膜组件12发生生物反应，提高了反应系统容积利用效率。将平板式MABR透氧膜组件既用作污水处理反应，又兼具折流板功能，具有成本低、易维护、高效的优点。

在一示例中，第一平板式MABR透氧膜组件11和第二平板式MABR透氧膜组件12之间的间距，根据进水水质、水量特征进行调节。通过调节第一平板式MABR透氧膜组件11和第二平板式MABR透氧膜组件12之间的间距，来应对不同水质和水量波动带来的冲击，提高该系统的运行可靠性。当然，也可以通过间歇性向折流处理系统输入污水的操作来满足出水水质要求。

在又一示例中，第一平板式MABR透氧膜组件11和第二平板式MABR透氧膜组件12分别包括至少一块平板式MABR膜片单元，平板式MABR膜片单元包括有对称设置的MABR膜片，两片MABR膜片之间形成密封气腔。

在一可选实施例中，密封气腔通过竖直设置的竖向隔板14分成均匀分布的气流流道13，如图3所示。竖向隔板14使得密封气腔气体均匀扩散，在平板式MABR透氧膜组件上产生微米级气泡8，使得气液两相接触面积变大，在透氧膜表面形成明显的内层好氧、外层缺氧状态，进而使得污水在生物反应单元1中充分反应，实现脱碳、硝化反硝化同步去除的效果，提高该系统的容积利用率。

在一示例中，第一平板式MABR透氧膜组件11和第二平板式MABR透氧膜组件12上分别设有供气阀、气体流量计和气体压力表。

供气设备向第一平板式MABR透氧膜组件11和第二平板式MABR透氧膜组件12供气，通过供气阀分别调节每个透氧膜组件的供气压力和流量。

在一可选实施例中，供气阀的供气量大小根据进、出水水质特征进行调节。根据进、出水水质特征，及各下降、上升流区域污染物去除效果，确定生物反应单元1中的溶解氧浓度需求，从而确定生物反应单元1中各平板式MABR透氧膜组件的供气量大小，实现传统污水处理工艺好氧、缺氧、厌氧功能的有机融合。

在一可选实施例中，如图3所示，密封气腔顶部固定有出气通道16，底部固定有进气通道15，进气通道15通过供气阀、气体流量计和气体压力表连接供气设备，出气通道16设有放空阀。

在一可选实施例中，进气通道15上设有滤布过滤器。在本发明实施例中，供气设备主要通过气体管路连接供气阀、压力表、流量计，空气经过空气压缩设备增压后进入气体管路，通过供气阀调控压力和流量后，从进气通道15经滤布过滤器后进入第一平板式MABR透氧膜组件11和第二平板式MABR透氧膜组件12。

在一示例中，生物反应单元1为方型、圆环型、类氧化沟型中的任意一种。

在一示例中，为保证整个处理系统污泥微生物处于较佳的活性状态，沉淀单元30与生物反应单元1前端之间设有污泥回流系统；回流系统由污泥回流入口61、污泥回流出口62、污泥回流管道、回流泵等组成。

在另一示例中，沉淀单元30为周进周出式，由配水孔管31、折流挡板33、挡水裙板34、出水口32组成。

在一示例中，该系统还包括排泥管道35，排泥管道35上设有排泥阀和排泥流量计。

如图2所示，在本发明实施例中，沉淀单元30为周进周出式，生物处理后的污水，经由配水孔管31、折流挡板33、挡水裙板34，下降到池底，泥面向中心流动，汇集后呈一个平面上升。在向池中心汇流和上升过程中分离出澄清液，并反向流到池边的出水口32，形成大环形密度流，污泥则沉降到池底。折流挡板33和挡水裙板34的角度可以调整，便于控制泥水混合物进入量、进入角度和速度，使得泥水可以有效分离。

为了验证上述实施例中提供的折流处理系统的有效性，在一可选实施例中，将城镇污水厂好氧池中的活性污泥，投加到该系统内，将COD 300mg/L，氨氮NH₄ ⁺-N 35mg/L，总氮TN＜50mg/L，总磷TP 6mg/L，悬浮物SS 150mg/L左右的污水进入到该系统中。在某个泡点压力下，为避免循环水流流速对生物膜的剪切力过大，影响挂膜速度，将水流流速控制在0.01m/s进行循环挂膜，水力停留时间(Hydraulic Retention Time，HRT)HRT＝8～10h，进水温度控制在20-25℃，pH在7.5左右。挂膜初期，平板膜表面分布着面积、厚度各不相同的生物膜。运行15天左右，生物膜趋于稳定，紧密均匀地附着于膜丝表面。生物膜长到一定厚度后，会部分脱落，但几天后微生物生长繁殖，脱落的生物膜又会被填充上。15天循环挂膜以后，持续运行，观察反应系统对污染物的去除效果及生物膜颜色变化。期间，氨氮和COD去除率逐渐提高，在第25天，经检测出水水质，结果为总氮去除率97.45％，氨氮去除率达99.2％，COD去除率达到95.4％，总磷去除率89.7％，稳定满足国家对城市污水排放标准(GB18918-2002)的一级A排放标准。

在又一可选实施例中，可将上述实施例的生物反应单元1改为圆环形，由2个第一平板式MABR透氧膜组件11和1个第二平板式MABR透氧膜组件12间隔组成，三个平板式MABR透氧膜组件将一个生物反应单元1按体积分隔成1:2:3:2，逐渐增加进水总氮负荷，减少进水碳氮比，将进水水质调整为将COD 150mg/L；NH₄ ⁺-N 45mg/L，TN＜60mg/L，TP 6mg/L，SS150mg/L。持续运行三周，出水结果为总氮去除率86％，氨氮去除率达96.63％，有机物去除率85％，总磷去除率88.75％，同样达到了国家对城市污水排放标准(GB18918-2002)的一级A排放标准。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种折流处理系统，其特征在于，所述系统包括：生物反应单元、污水处理池、进水管道、出水管道，其中，所述生物反应单元设置在所述污水处理池内部，所述进水管道和所述出水管道分别设置在所述污水处理池的两侧；

所述生物反应单元包括至少一个第一平板式MABR透氧膜组件和至少一个第二平板式MABR透氧膜组件，所述第一平板式MABR透氧膜组件和第二平板式MABR透氧膜组件间隔设置，将所述生物反应单元分割成依次连通的下降流区域和上升流区域。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括隔墙和沉淀单元，

所述隔墙和所述沉淀单元设置在所述污水处理池内部，所述生物反应单元和所述沉淀单元通过所述隔墙分隔；

所述隔墙下端与所述污水处理池底部固定连接，所述隔墙上端设有污水翻越通道。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述第一平板式MABR透氧膜组件下端设有污水折流通道；

所述第二平板式MABR透氧膜组件下端与污水处理池固定连接，上端设有污水折流通道。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述第一平板式MABR透氧膜组件和所述第二平板式MABR透氧膜组件之间的间距，根据进水水质、水量特征进行调节。

5.根据权利要求1或4所述的系统，其特征在于，

所述第一平板式MABR透氧膜组件和所述第二平板式MABR透氧膜组件分别包括至少一块平板式MABR膜片单元，所述平板式MABR膜片单元包括有对称设置的MABR膜片，两片MABR膜片之间形成密封气腔。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述密封气腔通过竖直设置的竖向隔板分成均匀分布的气流流道。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述第一平板式MABR透氧膜组件和所述第二平板式MABR透氧膜组件上分别设有供气阀、气体流量计和气体压力表。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

所述供气阀的供气量大小根据进、出水水质特征进行调节。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，

所述密封气腔顶部固定有出气通道，底部固定有进气通道，所述进气通道通过所述供气阀、所述气体流量计和所述气体压力表连接供气设备，所述出气通道设有放空阀。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述进气通道上设有滤布过滤器。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述生物反应单元为方型、圆环型、类氧化沟型中的任意一种。

12.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述沉淀单元与所述生物反应单元前端之间设有污泥回流管道。

13.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述沉淀单元为周进周出式，由配水孔管、折流挡板、挡水裙板、出水口组成。

14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

排泥管道，所述排泥管道上设有排泥阀和排泥流量计。

Images