CN210122541U - 基于微纳米气泡技术的智能化污水深度处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于微纳米气泡技术的智能化污水深度处理系统，包括依次连接的调节池(3)、厌氧池(4)、缺氧池(5)、好氧池(6)、MBR膜池(7)、深度处理池(8)以及监测控制器(17)。本实用新型的智能化污水深度处理系统采用“A2/O+MBR+微纳米气泡深度处理”组合反应处理工艺，其中好氧池和MBR膜池采用微纳米气泡曝气提供氧源，微纳米曝气可大大提高反应池的生物量和生物活性，同时可以提高污水中溶解性有机物的含量，进而提升污水的可生化性能，显著提高污水的处理效率。

Description

基于微纳米气泡技术的智能化污水深度处理系统

技术领域

本实用新型涉及环境保护领域，具体涉及基于微纳米气泡技术的智能化污水深度处理系统。

背景技术

我国污水处理行业经过几十年的发展，取得了优异的成绩。但仍然有很多污水处理项目因为其混有各种高浓度有机废水等各种原因，导致出水不达标。随着《水污染防治行动计划》(水十条)的深入开展，全面剿灭劣V类水体已是当前的重点目标之一。由于污水处理厂出水直接影响水环境质量，而城镇污水处理厂实行的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)—级A标准接近于地表劣V类水，污水处理出水水质需要进一步提高，因此目前国家开始对水质排放标准进行提标提议，则其普通污水处理工艺处理后的水不能正常达标排放。现有的污水处理设备通常为大型设备，占地面积大，成本高，结构复杂，自动化控制较弱。

另外，园区污水、农村污水、远离市政管网的小股分散生活污水处理如果依赖集中式污水处理，则需要兴建污水管网，这给污水处理建设投资带来压力。鉴于此，传统的污水集中处理并不能适用于所有的污水处理，其水处理技术的选择必须因地制宜，既要满足污水处理需要，还要满足运行管理维护简单，投资运行成本低廉，污水处理工艺尽可能简单的要求。美国于20世纪90年代后期提出了分散式污水管理概念，主要是用来满足远离市政集中处理设施地区的污水处理需求，推进单独处理和现场土壤处理系统作为长期的污水处理方案，相对集中式污水处理，分散式污水处理具有成本低、处理效果好、维护简单等优点，分散式污水处理在我国已因地制宜的应用到高速公路服务区、旅游景区已及一些中小型农村城镇。基于分散式污水处理技术的理念，为了减少基建设施和缩短工程建设周期，一体化污水处理设施也逐渐在市场上取得一定地位，也在工厂、学校、部队、宾馆、医院、城市小区等场所取得应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有园区生活污水、农村生活污水、远离市政管网的小股分散生活污水、部分工业废水提供一种新型高效的治理系统。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种基于微纳米气泡技术的智能化污水深度处理系统(或处理设备)，包括依次连接的调节池(3)、厌氧池(4)、缺氧池(5)、好氧池(6)、MBR膜池(7)、深度处理池(8)以及监测控制器(17)。

其中，好氧池(6)和MBR膜池(7)底部分别设置有第一微纳米气泡曝气器(9-1)，第一微纳米气泡曝气器(9-1)通过第一曝气管路(9-2)与第一微纳米气泡快速发生装置(9)连接；深度处理池(8)底部设置有第二微纳米气泡曝气器(10-1)，第二微纳米气泡曝气器(10-1)通过第二曝气管路(10-2)与第二微纳米气泡快速发生装置(10)连接，第二微纳米气泡快速发生装置(10)依次与臭氧发生器(11)和制氧机(12)连接。

其中，深度处理池(8)与回用池(15)或达标排放渠(16)连接，MBR膜池(7)还与污泥池(13)连接，MBR膜池(7)产生的部分污泥通过活性污泥回流管(20)进行回流进入到厌氧池(4)、缺氧池(5)和好氧池(6)中，剩余的污泥则进入污泥池(13)储存。

其中，监测控制器(17)与设置在各反应池和管路中的监测探头(26)、泵和阀连接，通过监测探头(26)检测的参数来控制泵和阀的开闭，对各反应池进行精准控制，保证出水满足需求。

优选情况下，其中厌氧池(4)、缺氧池(5)、好氧池(6)和MBR膜池(7)为一体式设备，包括壳体(27)，壳体(27)中通过隔板(28)隔开分别形成厌氧池(4)、缺氧池(5)、好氧池(6)和MBR膜池(7)，相互间通过隔板(28)溢流形成水路，壳体(27)一端底部设置有进水口(27-1)，另一端上部设置有出水口(27-2)。实现集成工艺，占地面积小。

优选情况下，深度处理池(8)还通过管路与调节池(3)连接，用来对不合格污水返回重新进行处理。

优选情况下，第二微纳米气泡快速发生装置(10)还通过管路与调节池(3)底部连接。

具体情况下，调节池(3)前端与过滤设备(2)连接，过滤设备(2)与污水池(1)连接。

本实用新型的主要功能如下：

微纳米气泡技术智能化污水深度处理系统采用“A2/O+MBR+微纳米气泡深度处理”的组合工艺，是在传统A2/O工艺与MBR工艺基础上的改良与创新，是一种新型脱氮除磷好氧生化处理技术与微纳米气泡深度处理技术的结合。A2/O工艺设置了厌氧、缺氧和好氧反应器，与MBR膜分离技术结合其脱氮效率更好，最后在末端用微纳米气泡臭氧进行高级氧化及消毒，是污水高标准排放的一个独特的高效装置(可达到地表准四类水)。

本处理系统在好氧池中设置固定填料(碳素纤维或复合填料)生物滤池，并在好氧池和MBR膜池采用微纳米气泡曝气提供氧源，微纳米气泡具有稳定性强、带负电荷、产生自由基离子、氧传质效率高等特点，在优化的运行条件下，氧利用率可能接近100％。微纳米曝气对污水的作用于普通曝气有所不同，不是对污染物质的去除，而是在微纳米曝气条件下可以提高污水中溶解性有机物(DOM)的含量，进而提升污水的可生化性能，且在曝气中大大提高了反应池的生物量和生物活性，显著提高污水的处理效率。

在MBR膜池中，膜组件对反应池中的微生物，尤其是对周期较长的硝化反硝化菌种以及存在于小污泥颗粒中的微生物具有良好的截留作用，可提高微生物种群的丰富性与多样性；同样由于膜的截留，其活性污泥浓度较高，使其具有更加优异的脱氮除磷效果，对COD、TP、NH3-N的去除效率更高，排放水质更加稳定可靠。

在终端，对MBR膜池出水进行微纳米气泡臭氧氧化深度处理，并带消毒及充氧作用。在深度处理池中，利用微纳米气泡，将臭氧转化为羟基自由基，氧化效果大大提高，将生物处理后废水中难降解有机物及N化合物进行氧化，在生化过程无法达标的情况下对其COD、氨氮等进一步降低，最后保证高质量出水。另在水质负荷较高，生化性较差的原水中，可通过阀门控制在进水阶段对其进行微纳米臭氧氧化，降低进水COD及不宜生化的有机物，提高生化性能。

“A2/O+MBR+微纳米气泡深度处理”系统的污泥排放量很小，甚至可以做到不产泥。污泥自降解和污泥水解可降低传统水处理系统的效率，但对“A2/O+MBR+微纳米气泡深度处理”反应系统却非常有益。常规的活性污泥法通常采用的是生物周期处于稳定期末尾至衰亡期初始时的活性污泥，而由于膜生物反应器中的高污泥浓度，微生物的总量非常大，在消耗水中有机污染物的同时，还有许多的微生物处于“饥饿”状态，因此相当一部分处于衰亡期的微生物依靠自身的内源呼吸进行代谢分解，在保持出水污染物低浓度的同时，消耗了污泥生长过程中的剩余量。

本实用新型的优点在于：

(1)采用“A2/O+MBR+微纳米气泡深度处理”的组合反应系统的基于微纳米气泡技术的智能化污水深度处理工艺。

(2)微纳米气泡破裂时，将积蓄的能量释放，产生大量的自由基离子，如氧离子、氢离子、氢氧离子等。而其中的羟基自由基具有很强的氧化作用，可以氧化分解一些难以降解的有机污染物，起到很好的净化水质的效果。

(3)微米气泡具有很大的比表面积，在水中能停留较长时间，加上自身的增压性，使得气液界面的传质效率能持续增强。将臭氧作为微纳米气泡的承载气体，微米气泡不仅能提高臭氧的传质速率，而且能强化臭氧的氧化能力，能有效地分解一些难降解的有机物，其重要原因就是臭氧能促使微纳米气泡产生更多的羟基自由基，对有机污染物的强化分解效果也更强。曝气中应用微纳米气泡技术，可以使水中产生更高的溶解氧。

(4)提出“A2/O+MBR+微纳米气泡深度处理”工艺系统，有效提高污水处理效率，为落实国家对排放污水标准提标提供解决方案。

(5)可实现集成工艺为一体化设备，占地面积小，运行简单，实现自动化控制及远程监控。

附图说明

图1为根据本实用新型的智能化污水深度处理系统整体结构示意图。

图2为根据本实用新型的一体式厌氧池、缺氧池、好氧池、MBR膜池俯视结构示意图。

图3为根据本实用新型的深度处理池俯视结构示意图。

其中，各标号分别代表：

1：污水池

2：过滤设备

3：调节池

4：厌氧池

5：缺氧池

6：好氧池

7：MBR膜池

7-1：MBR膜组件

8：深度处理池

9：第一微纳米气泡快速发生装置

9-1：第一微纳米气泡曝气器

9-2：第一曝气管路

10：第二微纳米气泡快速发生装置

10-1：第二微纳米气泡曝气器

10-2：第二曝气管路

11：臭氧发生器

12：制氧机

13：污泥池

14：外运装备

15：回用池

16：达标排放渠

17：监测控制器

18：进水管道

19：提升管道

20：活性污泥回流管

21：微纳米臭氧氧化管

22：微纳米气泡曝气管

23：污水回流管

24：回用池管

25：达标排放管

26：监测探头

27：壳体

27-1：进水口

27-2：出水口

28：隔板。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

参见图1，一种基于微纳米气泡技术的智能化污水深度处理系统，主要包括依次连接的污水池1、过滤设备2、调节池3、厌氧池4、缺氧池5、好氧池6、MBR膜池7、深度处理池8以及监测控制器17。

具体参见图2，厌氧池4、缺氧池5、好氧池6和MBR膜池7为一体式设备，包括壳体27，壳体27中通过隔板28隔开分别形成厌氧池4、缺氧池5、好氧池6和MBR膜池7，相互间通过隔板28溢流形成水路，壳体27一端底部设置有进水口27-1，另一端上部设置有出水口27-2。好氧池6和MBR膜池7底部分别设置有第一微纳米气泡曝气器9-1，第一微纳米气泡曝气器9-1通过第一曝气管路9-2以及微纳米气泡曝气管22与第一微纳米气泡快速发生装置9连接。其中，好氧池6采用碳素纤维或复合材料作为填料，MBR膜池7中设置有MBR膜组件7-1。

具体参见图3，深度处理池8底部设置有第二微纳米气泡曝气器10-1，第二微纳米气泡曝气器10-1通过第二曝气管路10-2与第二微纳米气泡快速发生装置10连接，第二微纳米气泡快速发生装置10依次与臭氧发生器11和制氧机12连接。第二微纳米气泡快速发生装置10还通过微纳米臭氧氧化管21与调节池3底部连接。

还参见图1，深度处理池8通过回用池管24与回用池15连接，通过达标排放管26与达标排放渠16连接。MBR膜池7还与污泥池13连接，MBR膜池7产生的部分污泥通过活性污泥回流管20进行回流进入到厌氧池4、缺氧池5和好氧池6中，剩余的污泥则进入污泥池13储存，通过外运装备14外运。深度处理池8还通过污水回流管23与调节池3连接，用来对不合格污水返回重新进行处理。

其中，监测控制器17与设置在各反应池和管路中的监测探头26、泵和阀连接，通过监测探头26检测的温度/pH/DO/液位等参数来控制泵和阀的开闭，对各反应池进行精准控制，保证出水满足需求。在进水端、出水端及中间池体放入在线监测探头，包括DO、pH、温度、液位、氨氮等指标，采用远程终端单元实现远程监控和控制，通过提前预设其运营工艺参数，分析告警情况并将告警情况发送到授权终端，实现对设备的控制功能。

实施例：北京市某都市园区生活污水处理项目

园区内部设有隔油池及化粪池，化粪池出水作为系统进水，水量为12t/h，运行前后水质指标如下所示(出水园区要求用于大棚蔬菜及室外绿植灌溉)：

具体步骤如下：

(1)将污水池1的污水通过进水管道18经过过滤设备2过滤，过滤污水中的较大颗粒悬浮物及杂物，进入调节池3中均化和储存，在监测控制器17的液位控制下，将污水定量提升至厌氧池4中。

(2)调节池3的水经提升管道19提升至厌氧池4中进行厌氧反应，将污水中的磷释放，并对有机物进行氨化；再进入缺氧池5进行兼性厌氧反应，对污水进行脱氮；最后进入好氧池6和MBR膜池7进行好氧反应，对污水进行硝化除磷。

(3)其中第一微纳米气泡快速发生装置9对好氧池6和MBR膜池7通过微纳米气泡曝气管22进行增氧曝气并对MBR膜池7进行一定的反冲洗，保证池中的溶解氧满足要求。其MBR膜池7的部分污泥通过活性污泥回流管20进行回流进入到厌氧池4、缺氧池5和好氧池6中。剩余的污泥则进入污泥池13储存，最后通过外运装备14外运。

(4)MBR膜池7出水后进入深度处理池8，通过第二微纳米气泡快速发生装置10，将制氧机12及臭氧发生器11产生的臭氧充入深度处理池8中进行高级氧化，分解其难降解有机物。如污水前期就难降解有机物较多，可以将臭氧通过微纳米臭氧氧化管21通入调节池3进行高级氧化，将难降解有机物大分子氧化为小分子，降低A2/O+MBR膜池的负担。

(5)污水经过深度处理后，如出水监测后不符合排放标准，则通过污水回流管23流入调节池3中重新进行处理；如果符合回用标准，则通过回用池管24通过进入回用池15进行回用；如果不需要回用符合排放标准，则通过达标排放管25进入达标排放渠16进行排放。

(6)整个系统都通过监测控制器17进行监控，通过在各反应池的温度/PH/DO/液位等监测探头26，对各反应池进行精准控制，保证出水满足需求。

Claims (6)

1.一种基于微纳米气泡技术的智能化污水深度处理系统，其特征在于，包括依次连接的调节池(3)、厌氧池(4)、缺氧池(5)、好氧池(6)、MBR膜池(7)、深度处理池(8)以及监测控制器(17)；

其中，好氧池(6)和MBR膜池(7)底部分别设置有第一微纳米气泡曝气器(9-1)，第一微纳米气泡曝气器(9-1)通过第一曝气管路(9-2)与第一微纳米气泡快速发生装置(9)连接；深度处理池(8)底部设置有第二微纳米气泡曝气器(10-1)，第二微纳米气泡曝气器(10-1)通过第二曝气管路(10-2)与第二微纳米气泡快速发生装置(10)连接，第二微纳米气泡快速发生装置(10)依次与臭氧发生器(11)和制氧机(12)连接；

其中，深度处理池(8)与回用池(15)或达标排放渠(16)连接，MBR膜池(7)与污泥池(13)连接，MBR膜池(7)产生的部分污泥通过活性污泥回流管(20)进行回流进入到厌氧池(4)、缺氧池(5)和好氧池(6)中，剩余的污泥则进入污泥池(13)储存；

其中，监测控制器(17)与设置在各反应池和管路中的监测探头(26)、泵和阀连接，通过监测探头(26)检测的参数来自动控制泵和阀的开闭，对各反应池进行精准控制，保证出水满足需求。

2.根据权利要求1所述的基于微纳米气泡技术的智能化污水深度处理系统，其特征在于，其中厌氧池(4)、缺氧池(5)、好氧池(6)和MBR膜池(7)为一体式设备，包括壳体(27)，壳体(27)中通过隔板(28)隔开分别形成厌氧池(4)、缺氧池(5)、好氧池(6)和MBR膜池(7)，相互间通过隔板(28)溢流形成水路，壳体(27)一端底部设置有进水口(27-1)，另一端上部设置有出水口(27-2)。

3.根据权利要求1所述的基于微纳米气泡技术的智能化污水深度处理系统，其特征在于，其中好氧池(6)设置成固定填料生物滤池，采用碳素纤维或复合材料作为填料。

4.根据权利要求1所述的基于微纳米气泡技术的智能化污水深度处理系统，其特征在于，深度处理池(8)还通过管路与调节池(3)连接，用来对不合格污水返回重新进行处理。

5.根据权利要求1所述的基于微纳米气泡技术的智能化污水深度处理系统，其特征在于，第二微纳米气泡快速发生装置(10)还通过管路与调节池(3)底部连接。

6.根据权利要求1所述的基于微纳米气泡技术的智能化污水深度处理系统，其特征在于，调节池(3)前端与过滤设备(2)连接，过滤设备(2)与污水池(1)连接。

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