CN205662427U - 一种水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水处理设备，所述设备至少包括预处理单元、SMBR反应器单元、臭氧接触池单元、二级生化池单元、后臭氧接触池以及活性炭吸附池单元，其中所述SMBR反应器单元包括膜分离室单元、SBR室以及回流泵单元；所述预处理单元连接SMBR反应器，所述SMBR反应器通过臭氧接触池连接二级生化池单元，所述二级生化池单元通过后臭氧接触池连接活性炭吸附池单元。本实用新型采用SBR和MBR相结合的SMBR反应器单元对高含盐废水具有较好的处理效果。

Description

一种水处理设备

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域，尤其涉及一种水处理设备。

背景技术

苯酚丙酮废水一直是一种难处理的化工废水，目前，尚无成熟、稳定的处理方法。

根据该废水组分特点来分析，其水质主要有以下特点：

1)与其它废水相比，废水中缺少N、P、微量元素等营养物质；

2)从苯酚、丙酮、石油类等组份性质分析，这些有机物均在水中有较大的溶解度，用物理方法如吸附、吹脱等难以直接去除；

3)废水含盐量高，硫酸钠溶盐量在50000～80000mg/L；

4)组分均具有一定程度的可生物降解性，但同时底物在达到一定浓度时，同样具有较强的生物抑制性，当超过某一浓度后将直接导致生物中毒死亡，该废水具有较强的生物抑制性，生物必须经过严格的驯化，且驯化的菌种须具备耐盐的特性；

5)原废水表现出较强的碱性，实际pH值在9～10之间，具有较强的刺激性气味；

6)有机组成比较复杂。

该种苯酚丙酮高盐度生产废水具有很高的盐份，并且有机物浓度较高且对生化处理装置的微生物具有抑制和毒害作用。其中包括；苯酚丙酮含酚废水、废碱氧化水等几部分。该废水进入大污水处理场后容易对系统造成冲击和波动，是一种较难处理的化工生产废水。

实用新型内容

针对现有技术之不足，本实用新型提供了一种水处理设备，所述设备至少包括预处理单元、SMBR反应器单元、臭氧接触池单元、二级生化池单元、后臭氧接触池、活性炭吸附池单元和MF装置，

其中所述SMBR反应器单元包括膜分离室单元、SBR室以及回流泵单元；

所述预处理单元连接SMBR反应器，所述SMBR反应器通过臭氧接触池连接二级生化池单元，所述二级生化池单元通过后臭氧接触池连接活性炭吸附池单元；

所述预处理单元包括调配水箱，所述调配水箱设有提升泵和温度自动控制装置，所述提升泵设置有流量计；

所述SMBR反应器连接中间水箱，所述中间水箱连接所述臭氧接触池；所述二级生化池连接二沉池，所述二沉池连接活性炭吸附池；

所述活性炭吸附池连接自动投加装置、机械搅拌装置；

所述调配水箱、所述臭氧接触池以及所述后臭氧接触池连接同一臭氧发生器。

根据一种优选实施方式，所述调配水箱的容积为8000L。

根据一种优选实施方式，所述调配水箱通过连接预臭氧接触池与所述与臭氧发生器相连。

根据一种优选实施方式，所述臭氧接触池和所述后臭氧接触池的长宽高分别为1500mm、550mm和2100mm。

根据一种优选实施方式，所述SMBR反应器的长宽高为4000mm、2200mm和2400mm。

根据一种优选实施方式，所述二级生化反应池的长宽高分别为4400mm、1400mm和2000mm。

根据一种优选实施方式，所述活性炭吸附池的长宽高分别为3300mm、1300mm和1500mm。

根据一种优选实施方式，所述SMBR反应器、二级生化池和活性炭吸附池分别连接同一鼓风机。

根据一种优选实施方式，所述预臭氧接触池的长宽高分别为2000mm、750mm和2100mm。

根据一种优选实施方式，所述鼓风机为离心式鼓风机。

附图说明

图1是本实用新型一种实施方式的装置连接图；

图2是本实用新型中膜生物反应器装置示意图；

图3是本实用新型中另一种实施方式的装置连接图；和

图4是本实用新型中另一种实施方式的装置连接图。

附图标记列表

1：回流泵 2：循环清洗泵 3：鼓风机

4：反洗药箱 5：加药泵 6：反洗泵

7：产水泵 8：过滤器

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。根据本实用新型中苯酚丙酮水质特点的分析，兼顾处理效果与运行成本，选择生化、高级氧化和活性炭吸附相结合的工艺路线。

根据小试结果，采用SBR与MBR相结合的SMBR工艺对处理苯酚丙酮废水具有较好的处理效果。它是集中了SBR与MBR各自的优点而形成的一种新工艺，尤其对于这种高含盐的生产废水更具优势。

SBR是序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated SludgeProcess)的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。

SBR工艺具有以下优点：

(1)理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。

(2)运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。

(3)耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。

(4)工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。

(5)处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。

(6)反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。

(7)SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。

(8)脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。

(9)工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，布置紧凑、占地面积省。

膜生物反应器(Membrane Bioreactor，MBR)是高效膜分离技术和传统活性污泥法的结合，几乎能将所有的微生物截留在生物反应器中，这使反应器中的生物污泥浓度提高，理论上污泥泥龄可以无限长，使出水的有机污染物含量降到最低，能有效地去除氨氮，对难降解的工业废水也非常有效。

MBR是膜分离技术与生物处理法的高效结合，其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离。这种工艺不仅有效地达到了泥水分离的目的，而且具有污水三级处理传统工艺不可比拟的优点：

(1)高效地进行固液分离，其分离效果远好于传统的沉淀池，出水水质良好，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用，实现了污水资源化。

(2)膜的高效截留作用，使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离，运行控制灵活稳定。

(3)由于MBR将传统污水处理的曝气池与二沉池合二为一，并取代了三级处理的全部工艺设施，因此可大幅减少占地面积，节省土建投资。

(4)利于硝化细菌的截留和繁殖，系统硝化效率高。通过运行方式的改变亦可有脱氨和除磷功能。

(5)由于泥龄可以非常长，从而大大提高难降解有机物的降解效率。

(6)反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行，剩余污泥产量极低，由于泥龄可无限长，理论上可实现零污泥排放。

(7)系统实现PLC控制，操作管理方便

图2示出了本实用新型中膜生物反应器装置示意图。在本实用新型中利用这两种成熟的工艺结合起来，即利用SBR工艺利用时空变化操作的优点，又可避免因盐度升高，混合液密度增大，污泥不易沉降容易流失的缺点。

本实用新型各主要单元的规模见表3-1。单元规模按照采用稀释水对综合废水进行勾兑调整后的混合水量计算。

表3-1各主要工艺单元的实施方式规模

单元	好氧反应器	臭氧氧化装置	后续生化单元	活性炭吸附
					处理量	6m3/d	300L/h	300L/h	300L/h
运行工况	间歇	连续	连续	连续

实施例1

图1示出了根据本发明实施例1的工艺设备图。在该实施方式中，实验原水取自综合废水排水点。初定每日取水一次，综合废水1.5m³，其它稀释水4.5m³，按照1∶3的比例进行混合。稀释后的TDS约为15000～20000mg/L。调整pH到5.5～6.5，投加定量尿素、磷盐、铁盐。若混合液温度低于20℃，采用蒸汽或者电加热装置对混合液进行加热。实施方式装置进水量为6m³/d。

每日取原水后，由实验人员先对水质进行分析化验，根据分析结果调节PH值，确定与稀释水混合最佳比例，然后根据混合后的COD浓度确定营养盐投加数量。调配水箱内设置温度自动控制装置，保证水箱内温度满足SMBR进水要求，约35℃左右。

调配水箱设提升泵，泵后设流量计，将污水提升至SMBR反应器，并根据不同阶段调节泵流量。

SMBR反应器采用间歇进水、间歇排水的运行模式。

SMBR反应器设置回流泵，保证膜分离室污泥回到SMBR室，保证系统污泥浓度。SMBR系统共用一台回转式鼓风机供气。

SMBR出水泵将产水送入中间水箱，中间水箱出水则采用连续式，经提升泵送入臭氧接触池。

臭氧接触池出水自流进入二级生化池。二级生化池采用普通活性污泥法运行模式，臭氧氧化后的污水连续进入系统，二级生化池后设二沉池，污泥回流到进水端，出水连续流入活性炭吸附池。

活性炭通过自动投加装置进入吸附池，池内设机械搅拌装置，使活性炭充分与废水混合。吸附后的活性炭通过二沉池进行分离。上清液达标排放。部分活性炭回到吸附池再利用，另一部分排出系统脱水作为固废处理。表3.4示出本实施例中设备规格。

表3.4本实施例的试验设备、仪器及试剂

实施例2

图3示出了本实施例的装置连接图。其中，调配池为1个8m³PE水箱。驯化调试调配水：1m³苯酚丙酮废水，6m³自来水，1∶6比例调配。设备运行时调配水：0.9m³苯酚丙酮废水，0.6m³废碱氧化水，4.5m³861综合污水，水进完后，开循环泵，使配水均匀，配水达到要求后，用泵抽吸到原水箱，调配水要求如下：

调配水要求参数：TDS：15000-20000mg/L，PH：5.5-6.5，温度：20-35℃。

刚开始循环期间，SMBR和二沉池进行闷曝驯化，驯化1个月左右，主要驯化污泥浓度SV₃₀，SV₃₀要达到50％左右，污泥浓度要活性好，每天增加进水和投加碳源保证微生物活性，投加其他药品维持水体中各种微生物所需保证活性污泥稳步增长。加营养液来增加污泥浓度和活性。

营养液药剂种类：硫酸、尿素、面粉、葡萄糖、磷酸二氢钾、硫酸亚铁。

驯化期间SMBR加营养液量葡萄糖2000g、尿素215g、磷酸二氢钾88.4g、硫酸亚铁29.82g；二级生化加营养液量：葡萄糖1000g、尿素107g、磷酸二氢钾44.2g、硫酸亚铁18.9g；

根据化验水中N、P、微量元素等，合理添加如下药剂，驯化阶段前期药剂分别添加在SMBR和二级生化池中，驯化后期整个工艺已经打通，药品主要投加在调配水箱中随着进水逐步进入所有流程，对比参数如下：

铁：硫酸亚铁

磷：磷酸二氢钾

碳：尿素、面粉、葡萄糖

pH：硫酸；

SMBR是SBR与MBR相结合的工艺设备。SBR是序列间歇式活性污泥法(SequencingBatch Reactor Activated Sludge Process)的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。

MBR膜生物反应器(Membrane Bioreactor，MBR)，MBR是膜分离技术与生物处理法的高效结合，其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池进行固液分离。

SMBR菌种投加，从处理苯酚废水后脱泥机污泥取500kg，SMBR投加300kg菌种。

SMBR在污泥驯化阶段，每天检查最少两次活性污泥浓度(SV₃₀)，SV₃₀理论指标为50％左右，同时要通过镜检活性污泥中的微生物状况获得该活性污泥发展到的具体阶段，检查活性污泥观察好坏，观察内容如：球菌、钟虫、脱柄钟虫、轮虫、豆形虫、等枝钟虫、独缩虫等，污泥结构是否均匀，污泥颜色，污泥活性等。

驯化阶段SV₃₀达到50％左右，以应对运行期间发生的冲击，但在正常运行期间，SV₃₀基本保持在30％左右只需是在30％左右；曝气溶解氧控制在5-7mg/L；水力停留时间为12h，污泥龄为20d。

SMBR采用间歇式运行，进水量为6m³/d，每天分两次补水运行，每次补水3m³，用多级离心泵从调配水池抽吸，用时约30-40min，连续曝气12h，开启MBR膜自吸泵，产水至中间水箱，抽吸泵为流量3m³/h，产水约一个小时，产水3m³后停止产水进入进水阶段。抽吸到膜丝上部为止。

微滤膜丝调试阶段：倍杰特膜丝：4片，每片5m²，共20m²，产水量：2m³/h，膜通量为100L/m²/h。

求是微滤膜：10片，每片10m²，共100m²，产水量：3m³/h，膜通量为30L/m²/h，运行正常。

中间水箱为1个8m³PE水箱，在运行过程中，水箱中长很多绿藻，考虑到杀菌问题，因为MF有反洗，需要投加只杀青苔而对活性污泥没有影响的药品，优选次氯酸钠或者GT-881。中间水箱由中间提升泵将水泵至臭氧接触池，泵出口流量为300L/h，臭氧接触池至最终出水采用自压方式经过后续工艺，中间水箱之后设备为24小试连续运行。

臭氧接触池臭氧设备最大臭氧量为300g/h，运行期间臭氧开40％，120g/h，供臭氧接触池和后臭氧接触池，臭氧接触池为60g/h臭氧，水量为300L/h，即200g/T/h臭氧。

臭氧装置需要冷却水进行冷却，冷却水选用自来水循环冷却，并做部分溢流，保证温度，运行一段时间需要洗刷一次冷却水箱，因为里边会长满绿藻。

二级生化池采用普通活性污泥法运行模式，二级生化池后设二沉池，二沉池装有斜管，二沉池底部设污泥回流，污泥回流至进水端，出水流入后臭氧接触池。

二级生化池连续运行，进水量为300L/h。在污泥驯化阶段，每天检查最少两次活性污泥浓度(SV₃₀)，SV₃₀理论指标为30％左右，同时要通过镜检检查活性污泥好坏，观察内容如：球菌、钟虫、脱柄钟虫、轮虫、豆形虫、等枝钟虫、独缩虫等，污泥结构是否均匀，污泥颜色，污泥活性等。

驯化阶段SV₃₀达到30％左右，但在正常运行期间，SV₃₀只是在25％左右，曝气溶解氧控制在5-7mg/L。

在调试与运行期间，二沉池经常跑泥，后再斜管上加一个四方形挡泥板，挡住部分泥流失，同时在斜管上方加一台自动潜水泵，抽吸泥回二级生化池前端。

后臭氧接触池臭氧设备最大臭氧量为300g/h，运行期间臭氧开40％，即120g/h，供前臭氧接触池和后臭氧接触池，后臭氧接触池为60g/h臭氧，水量为300L/h，即200g/T/h臭氧。

活性炭吸附池中活性炭通过自动投加装置进入吸附池，池内设机械搅拌曝气装置，使活性炭充分与废水混合。吸附后的活性炭通过二沉池进行分离。刚开始调试阶段投加粉末活性炭，投加后，在水中分离效果不好，产水中还有部分粉末，而且经常粘接到膜丝上，很难冲洗下来，污堵膜丝，后来更换为颗粒活性炭，颗粒活性炭一次性加入后，清洗干净，连续曝气运行。

在本实施例中MF装置膜丝为倍杰特膜丝，参数如下：

倍杰特膜丝：共4片，每片5m²，共20m²，产水量：0.3m³/h，膜通量为15L/m²/h，设备运行正常，出水合格。

在活性炭粉末状态下运行，膜丝还是容易污堵，因为粉末粘接到膜丝上后，很难冲洗出来，更换颗粒活性炭后，一切正常。通过实施流程证明，工艺可靠，COD都在30mg/l以下，其它指标也都合格，整体达到设备要求。

在本实施例中，SMBR池采用间断进水、排水的方式运行，分别可在手动和自动状态运行。手动状态根据各个设备手动档下的控制要求操作。

SMBR在自动状态下运行时，操作如下：

进水泵根据SMBR池内液位控制，当池内进水达到最高液位时，进水泵强制停泵，进水时同时受三个指令控制，在满足SMBR时间序列要求，池内低液位，调配池非低液位三个条件后，进水泵启动。

SMBR供气系统采用电磁阀门，按照时间序列控制，开始进水后1小时，开启SBR池进气电磁阀和MBR池进气电磁阀，当达到预定时间(暂定10小时，从开始进水计算时间)后，关闭两个进气电磁阀，系统开始静止沉降阶段，沉降0.5小时后，污泥回流泵启动运行，总沉降时间达到1小时后，关闭回流泵，开始启动膜过滤。

膜过滤采用浸没式微滤膜，抽吸泵即作为产水泵也作为反洗水泵，通过进出水管道上的电磁阀开启实现切换。泵的流量用变频器进行控制，抽吸和反洗时的运行频率可通过手动设定实现。微滤膜的运行按照产水10分钟，反洗2分钟的模式运行，反洗状态时，反洗进气电磁阀同时开启，反洗结束后关闭。当SMBR池内液位达到低液位时，微滤膜系统停止运行。等待周期结束后，进入下一运行周期。

污泥回流泵的运行：当周期开始，进水泵开始进水时，污泥回流泵开始运行，当系统开始停气沉淀时，回流泵停止。沉淀0.5小时后，污泥泵启动，开始产水阶段时，回流泵停止运行。

风机同时供SMBR池、二级生化反应池、活性炭吸附池气源。二级生化、活性炭吸附均连续供气，而SMBR池间断供电，因此需要采用1台变频器提供不同的风量。当SMBR开始曝气时间序列时，伴随进气阀门的开启，用气量增大，则风机采用较高档频率，当进入沉降周期时，伴随气阀关闭，风机提前进入较低风量档频率。档位根据手动操作确定。

整个SMBR时间序列设置1台小型PLC实现自动控制。

直接进入MF产水阶段，MF单独产水不在时间序列控制。MF产水，当MF产水泵和反洗曝气阀门在程控状态时，MF就开始产水。二级生化曝气阀和活性炭曝气阀为同一阀门(臭氧循环水)。阀门组从手动转到程控时不得将臭氧循环水阀门关闭，需要保证此阀门为常开状态。

实施例3

图4示出了本实施例的工艺设备连接图，其中调配池连接二级生化池，二级生化池连接SMBR反应器，所述SMBR反应器连接臭氧接触池，所述臭氧接触池连接活性炭吸附池。所述二级生化池、SMBR反应器和臭氧接触池共用连接同一鼓风机。

所述设备规格与上述实施例相同调配水和正常运行一样，二级生化和SMBR继续序批式运行，每天进水量和方法和以前一样，开一组臭氧设备，臭氧开度为30％，臭氧量为：90g/h，水量还是300L/h，二级生化污泥浓度SV30为15％左右。SMBR污泥浓度SV30为20％，运行一段时间污泥增长至30％。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种水处理设备，其特征在于，所述设备至少包括预处理单元、SMBR反应器单元、臭氧接触池单元、二级生化池单元、后臭氧接触池、活性炭吸附池单元和MF装置，

其中所述SMBR反应器单元包括膜分离室单元、SMBR室以及回流泵单元；

所述预处理单元连接SMBR反应器单元，所述SMBR反应器单元通过臭氧接触池单元连接二级生化池单元，所述二级生化池单元通过后臭氧接触池连接活性炭吸附池单元；

所述预处理单元包括调配水箱，所述调配水箱设有提升泵和温度自动控制装置，所述提升泵设置有流量计；

所述SMBR反应器单元连接中间水箱，所述中间水箱连接所述臭氧接触池单元；所述二级生化池单元连接二沉池，所述二沉池连接所述活性炭吸附池单元；

所述活性炭吸附池单元连接自动投加装置和机械搅拌装置；

所述调配水箱、所述臭氧接触池单元以及所述后臭氧接触池连接同一臭氧发生器。

2.如权利要求1所述的水处理设备，其特征在于，所述调配水箱的容积为8000L。

3.如权利要求1所述的水处理设备，其特征在于，所述调配水箱通过连接预臭氧接触池与臭氧发生器相连。

4.如权利要求1所述的水处理设备，其特征在于，所述臭氧接触池大单元和所述后臭氧接触池的长宽高分别为1500mm、550mm和2100mm。

5.如权利要求1所述的水处理设备，其特征在于，所述SMBR反应器单元的长宽高为4000mm、2200mm和2400mm。

6.如权利要求1所述的水处理设备，其特征在于，所述二级生化池单元的长宽高分别为4400mm、1400mm和2000mm。

7.如权利要求1所述的水处理设备，其特征在于，所述活性炭吸附池单元的长宽高分别为3300mm、1300mm和1500mm。

8.如权利要求1所述的水处理设备，其特征在于，所述SMBR反应器单元、二级生化池单元和活性炭吸附池单元分别连接同一鼓风机。

9.如权利要求3所述的水处理设备，其特征在于，所述预臭氧接触池的长宽高分别为2000mm、750mm和2100mm。

10.如权利要求8所述的水处理设备，其特征在于，所述鼓风机为离心式鼓风机。