CN200971335Y - 组合式污水处理装置 - Google Patents

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徐高田
徐静
董黎静
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Abstract

本实用新型涉及一种膜生物反应器与光催化反应器相组合的组合式污水处理装置，属环保工业污水处理技术领域。本实用新型组合式污水处理装置由光催化反应器A和膜生物反应器(厌氧区B和好氧区C)组成。光催化反应器A内放置纳米二氧化钛光催化悬浮填料6，四根紫外灯管8，搅拌器3由调速器4控制，污水由进水管L1进入，由出水管L3排出；膜生物反应器厌氧区B内搅拌器3由另一调速器4控制，下方有小口1与好氧区C相通；好氧区C内设曝气管7，膜组件2根据真空压力表Y1由出水泵B4控制经出水管L3出水；好氧区C与厌氧区B间通过污泥回流泵B2及污泥回流管L7相连通。该组合装置结构紧凑，抗负荷能力强，管理方便，处理效果好。

Description

组合式污水处理装置
技术领域
本实用新型涉及一种膜生物反应器与光催化氧化反应器相结合的组合式污水处理装置，属环保工业污水处理技术领域。
背景技术
膜生物反应器(Membrane Bioreactor，简称MBR)是由膜组件和生物反应器构成的，其本质是将生物处理单元与物理处理单元结合起来进行污水处理。作为一种新的水处理技术具有的优势是其他处理技术所无法比拟的，它具有以下优点：(1)污染物去除率高，出水不含固体颗粒、原生动物、细菌和病毒等，出水浊度很低，完全符合三级处理标准，出水可直接回用于市政绿化、工业冷却水等；(2)与活性污泥法相比，反应器中的生物浓度提高5～10倍，实现反应器水力停留时间和污泥泥龄的完全分离，可提高难降解有机物的降解效率，运行控制更加灵活、稳定；(3)抗冲击负荷能力强；(4)传质效率高，氧的转移效率高达26～60％左右；(5)泥龄高，只产生非常少的剩余污泥；(6)占地面积小，能有效去除氨氮，对难降解的工业废水处理也非常有效，还可用于回用水处理等特点，已经广泛地应用于各个领域。
纳米多相光催化氧化技术是近30年才出现的新技术，日益引起研究人员的重视。随着对环境污染控制研究，光催化氧化法被应用于气相和水相中一些难降解污染物的治理研究，已取得了显著效果。到目前为止，纳米二氧化钛光催化剂在研究和开发应用中，主要用于废水处理和空气净化上。在使用时主要以两种形式进行，一种是将纳米TiO2粉体混入溶液中，通过气动搅拌，或直接机械搅拌，TiO2与污染物充分混合，这时TiO2悬浮在溶液中，称为悬浮体系。另一种是将纳米TiO2负载在某种载体上进行操作。
将膜生物反应器处理技术与光催化氧化技术组合，应用于污水处理并达到回用的目的，不仅是对传统的生物处理技术的一种改进，也是对新型高级氧化处理技术的有益探索，可以达到优质的污水处理效果。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种膜生物反应器与光催化氧化技术相结合的组合式污水处理装置，本实用新型的又一目的是将光催化技术作为膜生物反应器的预处理，不仅提高了膜生物反应器的污水处理效率，且提高了膜生物反应器运行的可靠性，提高了膜生物处理工艺的处理效果。
本组合式污水处理装置，包括光催化反应器和膜生物反应器两部分，其特征是：光催化反应器内部设置有一搅拌器，由调速器与其连接以控制和调节搅拌速度；搅拌器旁侧的圆周方向设置有四根对称等距布置的紫外灯管；水槽中放有特制的纳米二氧化钛催化剂悬浮式填料；在水槽外侧设有与液体流量计、阀门相连接的进水管，并与水槽上部进水口相连；水槽下部设有出水管，通过进水泵与邻接的膜生物反应器的厌氧区水槽外侧的进水管相连接，该进水管经进水泵通过阀门、液体流量计与膜生物反应器厌氧区水槽上部的管孔相通；厌氧区内部设搅拌器，由调速器控制其转速；厌氧区下部有小孔与好氧区相通；好氧区下部设一污泥回流管通过污泥回流泵回流至厌氧区；好氧区下部设曝气泵，分别经曝气管与光催化反应器和好氧区的曝气管相连，气体流量计控制其曝气量；好氧区内部设膜组件，根据真空压力表读数由出水泵、液体流量计经出水管控制出水；光催化反应器和膜生物反应器顶部设溢流管，底部设放空管。
本实用新型组合式污水处理装置结构紧凑，抗负荷能力强，管理方便，处理效果好；对于有机物含量较高、成分复杂、有毒有害、难生物降解的废水具有较好的处理效果。本实用新型组合式污水处理装置经实验证明，处理难生物降解的工业废水，可以达到上海市污水排放综合标准一级，根据要求也可调试工况使出水达到回用的标准。
附图说明
图1是本实用新型组合式污水处理装置的结构示意图
图中各数码标记符号的意义如下：
A-光催化反应器、B-膜生物反应器厌氧区、C-膜生物反应器好氧区、L1污水进水管、L2-曝气管、L3-出水管、L4-溢流管、L5-放空管、L6-进水管、L7-污泥回流管、F1A-液体流量计、F1B-液体流量计、F1C-液体流量计、F2-气体流量计、B1-进水泵、B2-污泥回流泵、B3-曝气泵、B4-出水泵、1-小口、2-膜组件、3-搅拌器、4-调速器、5-阀门、6-纳米TiO2填料、7-曝气头、8-紫外灯管、Y1-真空压力表。
具体实施方式
现结合附图和实施例将本实用新型组合式污水处理装置的结构进一步叙述如下：实施例1：
参见图1，本实施例的组合式污水处理装置，包括光催化反应器和膜生物反应器两部分；光催化反应器(A)内部设置有一搅拌器(3)，由调速器(4)与其连接以控制和调节搅拌速度；搅拌器(3)旁侧的圆周方向设置有四根对称等距布置的紫外灯管(8)；水槽中放有特制的纳米二氧化钛催化剂悬浮式填料(6)；在水槽外侧设有与液体流量计(F1A)、阀门(5)相连接的污水进水管(L1)，并与水槽上部进水口相连；水槽下部设有出水管(L3)，通过进水泵(B1)与邻接的膜生物反应器的厌氧区(B)水槽外侧的进水管(L6)相连接，该进水管(L6)经进水泵(B1)、液体流量计(F1B)与膜生物反应器厌氧区(B)水槽上部的管孔相通；厌氧区(B)内部设搅拌器(3)，由调速器(4)控制其转速；厌氧区(B)下部有小孔(1)与好氧区(C)相通；好氧区(C)下部设一污泥回流管(L7)通过污泥回流泵(B2)回流至厌氧区(B)；好氧区(C)下部设曝气泵(B3)，分别经曝气管(L2)与光催化反应器(A)和好氧区(C)的曝气管(7)相连，气体流量计(F2)控制其曝气量；好氧区(C)内部设膜组件(2)，根据真空压力表(Y1)读数由出水泵(B4)、液体流量计(F1C)经出水管(L3)控制出水；光催化反应器(A)和膜生物反应器顶部设溢流管(L4)，底部设放空管(L5)。
本实用新型组合式污水处理装置中，在光催化反应器中采用的填料介质是一种特制的纳米TiO2悬浮式填料。该填料的制备方法如下：将TiO2粉末置放于水中，粉末与水的质量比为2.5-5％，用超声波分散，使之混合均匀，形成TiO2溶液；另将事先用超声波清洗过的聚丙烯多面球粒浸入到用乙醇溶液稀释的钛酸酯偶联剂中，乙醇与钛酸酯的质量配合比为1∶1，缓慢搅拌10-30分钟，然后将聚丙烯多面球粒取出放置于上述TiO2溶液中，继续搅拌10-30分钟，随后取出放入烘箱于80℃下干燥2小时，可制得稳定的纳米TiO2悬浮式填料。
膜生物处理采用活性污泥法，在生物反应器里对活性污泥连续曝气进行培养。
本实用新型污水处理装置运行操作过程如下：
废水首先经污水进水管L1经阀门5、液体流量计F1A进入光催化反应器A水槽内，经由调速器4控制转速的搅拌器3剧烈搅拌槽内被处理的废水，在水力搅拌下和水槽底部曝气头7的喷射曝气作用下，废水吸收了四个紫外灯管8发射出的紫外辐射，废水中的大分子有机物和其他污染物质在纳米TiO2光催化剂的催化作用下发生催化氧化反应，使污染物质和难降解物质得到初步去除；然后光催化反应器的出水通过L3出水管进入膜生物反应器厌氧区B中，在由调速器4控制的搅拌器3的作用下，经过一定的水力停留时间，废水中的一些有机物在厌氧条件下发生氧化分解，该区主要进行反硝化处理，有机物量得到初步下降；废水经小口1进入膜生物反应器好氧区C，在曝气管7的作用下，废水与好氧区C中的活性污泥混合，废水中的有机物被微生物吸收从而得到去除，该区主要进行废水的硝化和有机物降解，曝气的目的最为重要的是为微生物的生长提供氧气，另外就是通过搅拌，使活性污泥与废水充分接触，同时减缓膜污染，由真空压力表Y1、出水泵B4的控制下，经处理的废水由膜组件2经出水管L3抽吸出水，膜组件起到了二沉池的作用。本装置中的废水流量和曝气量大小均利用阀门5控制。好氧区的污泥通过污泥回流泵B2回流至缺氧区，以保证反硝化的污泥量。

Claims (1)

1.一种组合式污水处理装置，包括光催化反应器和膜生物反应器两部分，其特征是：光催化反应器(A)内部设置有一搅拌器(3)，由调速器(4)与其连接以控制和调节搅拌速度；搅拌器(3)旁侧的圆周方向设置有四根对称等距布置的紫外灯管(8)；水槽中放有特制的纳米二氧化钛催化剂悬浮式填料(6)；在水槽外侧设有与液体流量计(F1A)、阀门(5)相连接的污水进水管(L1)，并与水槽上部污水进水口相连；水槽下部设有出水管(L3)，通过进水泵(B1)与邻接的膜生物反应器的厌氧区(B)水槽外侧的进水管(L6)相连接，该进水管(L3)经进水泵(B1)通过阀门(5)、液体流量计(F1B)与膜生物反应器厌氧区(B)水槽上部的管孔相通；厌氧区(B)内部设搅拌器(3)，由调速器(4)控制其转速；厌氧区(B)下部有小孔(1)与好氧区(C)相通；好氧区(C)下部设一污泥回流管(L7)经污泥回流泵(B2)连接回流至厌氧区(B)；好氧区(C)下部设曝气泵(B3)，分别经曝气管(L2)与光催化反应器(A)和好氧区(C)的曝气管(7)相连，气体流量计(F2)控制其曝气量；好氧区(C)内部设膜组件(2)，根据真空压力表(Y1)读数由出水泵(B4)、液体流量计(F1C)经出水管(L3)控制出水；光催化反应器(A)和膜生物反应器顶部设溢流管(L4)，底部设放空管(L5)。
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