CN216236361U - 一种基于膜分离的化学深度除磷装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于膜分离的化学深度除磷装置。除磷装置包括装置外壳，装置外壳包括设备操作区、除磷反应区和沉淀分离区，设备操作区位于除磷反应区的上方，沉淀分离区位于除磷反应区的外侧，在除磷反应区内安装有一个或多个膜组，设备操作区内设有曝气风机、除磷加药装置、抽水泵和排泥泵。本实用新型将中空纤维膜组件与化学除磷技术耦合使用，通过膜组件的截留作用，在提高传统除磷药剂的利用率的同时，有效改善出水感官效果，在化学除磷过程中添加消毒剂，实现对出水消毒杀菌的同时，抑制了膜丝表面形成生物膜，免去了传统MBR技术使用过程中的碱洗过程，具有运维简单、灵活高效、可长期稳定运行的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种基于膜分离的化学深度除磷装置。
背景技术
磷作为污水达标排放的重点控制指标之一，是各种水处理技术的难点，现行的除磷技术主要为化学除磷及生物除磷。生物除磷其主要原理是在聚磷菌在厌氧条件下释磷，而在好氧条件下大量吸磷，最后通过排泥达到除磷的目的。化学除磷是通过投加化学试剂形成不溶性的磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离将磷从污水中去除。
接触氧化、生物滤池、生物滴滤床等污水处理工艺，被广泛应用于生活污水处理。因上述几种工艺采用非活性污泥工艺，故其对总磷的去除效果欠佳，需要辅以其他除磷方法。
而采用活性污泥法与膜分离技术相结合的MBR工艺，常将COD、氨氮、总氮、总磷的去除相结合，故膜池需要保证一定浓度的活性污泥，排泥量不足会造成磷的富集。且来水中总磷浓度波动，生物法除磷缓冲性差，难以实现出水总磷的稳定达标排放。
现有技术中，也常在MBR工艺中增加化学除磷，中国专利CN 210481132U的一种带除磷设备的一体化MBR生活污水处理装置，在MBR膜池投加PAC，将脱氮与除磷工艺结合，则需要控制膜池有较高溶解氧，另外化学污泥浓度升高会使得膜池内污泥总浓度升高，而污泥生物活性降低，影响脱氮效果。中国专利CN 109534625 B的用于膜生物反应器强化除磷的方法，采用多级A2/O阶段MBR除磷工艺，包括依次相连的厌氧池、缺氧池、好氧池和膜池，设置多级回流，通过灵活控制各级回流比以提高生物除磷的效率和效果，但在实际操作中需要监测多项参数来确定投药量，运行维护难度大，且膜池内污水未经消毒，生物量积累，膜污堵的概率加大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于膜分离的化学深度除磷装置。根据本实用新型的基于膜分离的化学深度除磷装置，将中空纤维膜组件与化学除磷技术耦合使用，通过膜组件的截留作用，在提高传统除磷药剂的利用率的同时，有效改善出水感官效果。创新性的在化学除磷过程中添加消毒剂，实现对出水消毒杀菌的同时，抑制了膜丝表面形成生物膜，免去了传统MBR技术使用过程中的碱洗过程，具有运维简单、灵活高效、可长期稳定运行的特点，本实用新型采用的技术方案如下：
根据本实用新型的一个方面，提供了一种基于膜分离的化学深度除磷装置，包括装置外壳，所述装置外壳包括设备操作区、除磷反应区和沉淀分离区，所述设备操作区位于所述除磷反应区的上方，所述设备操作区与所述除磷反应区之间设有不透水隔板，所述不透水隔板上开设有观察窗，所述沉淀分离区位于所述除磷反应区的外侧，所述沉淀分离区与所述除磷反应区之间设有导流隔板，所述装置外壳上设有进水口，所述进水口上设有进水管，所述进水管的一端与所述进水口连接，所述进水管的另一端向装置外壳内侧延伸至所述除磷反应区上方，所述装置外壳上与所述进水口相对设有出水口；
在所述除磷反应区内安装有一个或多个膜组，所述设备操作区内设有曝气风机、除磷加药装置、抽水泵和排泥泵，所述曝气风机的输出端连接有曝气管，所述曝气管远离所述曝气风机的一端位于所述膜组的下方，所述除磷加药装置的输出端连接有加药管，所述加药管远离所述除磷加药装置的一端与所述进水管连通，所述抽水泵的一端通过抽水管与所述膜组连接，所述抽水泵的另一端与所述出水口连接，所述排泥泵的一端连接有排泥管，所述排泥管远离所述排泥泵的一端位于所述沉淀分离区的底部。
优选的，所述设备操作区层高为40-70cm。
优选的，所述膜组为中空纤维帘式膜组件，所述中空纤维帘式膜的膜丝长度为0.8～1.8m，单位膜面积为30000m2/m2。
优选的，所述除磷反应区内还设置有消毒投药装置，所述消毒投药装置位于所述膜组上方。
优选的，所述导流隔板倾斜设置，所述导流隔板的底部距离所述膜组15～30cm，所述导流隔板的顶部距离膜组50～100cm，所述导流隔板与所述装置外壳底部的夹角为50～70°。
优选的，所述排泥管位于所述沉淀分离区的一端环绕成圈，所述排泥管上间隔开设有若干个排泥孔，每个所述排泥孔的孔径为10～20mm，每个所述排泥孔的朝向为垂直向上或向内侧45°倾斜向上。
本实用新型采用的上述技术方案，具有如下显著效果：
(1)本新型采用了经过亲水性处理和抗污改性的PVDF作为主要原料的中空纤维膜组件，基于膜组件的截留作用，适当的添加比传统化学除磷工艺更高的化学除磷药剂浓度，当来水总磷浓度波动时，可起到缓冲作用，提高药剂利用率，可实现出水总磷长期稳定达标。
(2)本实用新型在除磷反应区设有消毒装置，在对污水进行消毒的同时，也能抑制微生物对膜组的污染，减少了传统MBR除磷工艺过程中的碱洗过程，降低了运行操作难度，提高膜组件的理论使用寿命。
(3)本实用新型装置中膜组下安装穿孔曝气管，可实现对膜表面的冲刷，减少絮凝污泥在膜表面的附着，保持膜通量，同时也能使污水中的磷与化学除磷药剂充分反应，除磷更彻底，并且由于反应池内没有接种生化污泥，故无需控制除磷反应区内溶解氧，与传统MBR技术相比，其曝气风量更小，节约运行成本的同时，也更易操作。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的俯视图；
图3是本实用新型的应用实例示意图。
1-装置外壳，2-设备操作区，3-除磷反应区，4-沉淀分离区，5-不透水隔板，6-观察窗，7-导流隔板，8-进水口，9-进水管，10-出水口，11-膜组，12-曝气风机，13-除磷加药装置，14-抽水泵，15-排泥泵，16-曝气管，17-加药管，18-抽水管，19-排泥管，20-排泥孔，21-消毒投药装置。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。
如图1所示，根据本实用新型的一种基于膜分离的化学深度除磷装置，包括装置外壳1，装置外壳1包括设备操作区2、除磷反应区3和沉淀分离区4，设备操作区2位于除磷反应区3的上方，设备操作区2层高为70cm，设备操作区2与除磷反应区3之间设有不透水隔板5，不透水隔板5上开设有观察窗6，沉淀分离区4位于除磷反应区3的外侧，沉淀分离区4与除磷反应区3之间设有导流隔板7，导流隔板7设为4个，4个导流隔板7端部互相连接，每个导流隔板7向外倾斜设置，导流隔板7与装置外壳1底部的夹角为50°。装置外壳1上设有进水口8，进水口8上设有进水管9，进水管9的一端与进水口8连接，进水管9的另一端向装置外壳1内侧延伸至除磷反应区3上方，装置外壳1上与进水口8相对设有出水口10。
在除磷反应区3内安装有一个或多个膜组11，膜组11为中空纤维帘式膜组件，中空纤维帘式膜的膜丝长度为1.8m，单位膜面积为30000m2/m2。导流隔板7的底部距离膜组11有30cm，导流隔板7的顶部距离膜组11有100cm。设备操作区2内设有曝气风机12、除磷加药装置13、抽水泵14和排泥泵15，曝气风机12的输出端连接有曝气管16，曝气管16远离曝气风机12的一端位于膜组11的下方，除磷加药装置13的输出端连接有加药管17，加药管17远离除磷加药装置13的一端与进水管9连通，抽水泵14的一端通过抽水管18与膜组11连接，抽水泵14的另一端与出水口10连接，排泥泵15的一端连接有排泥管19，排泥管19远离排泥泵15的一端位于沉淀分离区4的底部。排泥管19位于沉淀分离区4的一端环绕成圈，排泥管19上间隔开设有若干个排泥孔20，每个排泥孔20的孔径为10mm，每个排泥孔20的朝向为垂直向上或向内侧45°倾斜向上。
其中，除磷反应区3内还设置有消毒投药装置21，消毒投药装置21位于膜组11上方，消毒投药装置21内加有消毒剂，消毒剂为含氯药剂，最优为二氧化氯缓释消毒剂，也可以采用传统的计量泵定量投加消毒液的方式，消毒剂采用二氧化氯缓释消毒剂时，需要控制二氧化氯的投加量在0.5～1.5mg/L范围内。
本实用新型在使用时，污水通过进水管9进入除磷反应区3内，化学除磷药剂通过除磷加药装置从加药口随进水流入除磷反应区3。膜组11下的穿孔曝气管16曝气，曝气强度一般为10～15Nm3/m2·h，可实现药剂与污水充分反应，同时曝气也对膜表面进行不断冲洗，除磷反应区3的污水因曝气作用不断向沉淀分离区4翻涌，化学除磷药剂与磷形成的絮凝污泥通过重力自然下沉至沉淀分离区4底部，化学除磷药剂为硫酸铝、偏铝酸钠、硫酸铝钾、聚合氯化铝等常见的含铝混凝剂。未沉淀低浓度泥水混合物又回流至除磷反应区3，以此反复循环。在除磷反应区3内在抽水泵14的负压抽吸作用下，污水通过膜组11，絮凝污泥被截留在膜表面，清水外排，膜表面的絮凝污泥经曝气冲刷作用脱落，抽水泵14的运行模式为间歇运行，一个运行周期通常为10～15分钟，运行和停止时间在一个周期内的占比为9：1。消毒投药装置21向除磷反应区3投加化学消毒药剂，实现对污水消毒，同时抑制膜表面生物污染。当除磷反应区3悬浮物浓度达到5000～8000mg/L时，对沉淀分离区4进行排泥，用排泥泵15的负压抽吸作用将高浓度的污泥排出。
以下是采用本实用新型设备的应用实例：
2019年8月搭建于广西南宁市某地的试验平台，设备处理规模为5m3/d，原污水来自所在地附近旧小区、民房中居民产生的生活污水，经过前置格栅拦截，沉砂池沉淀大块垃圾后进入本实用新型设备。化学除磷药剂依次为硫酸铝、偏铝酸钠、硫酸铝钾、聚合氯化铝，消毒剂为二氧化氯缓释剂，该设备于2019年8月11日起连续运行，第一次排泥时间为2019年11月18日。
图3为本实用新型装置连续运行期间总磷进出水指标。
下表为本实用新型装置连续运行期间出水粪大肠菌群检测结果。
下表为本实用新型装置连续运行期间悬浮物的检测结果。
| 序号 | 检测日期 | 悬浮物SS(mg/L) |
| 1 | 2019/8/15 | 0 |
| 2 | 2019/8/30 | 0 |
| 3 | 2019/9/15 | 1 |
| 4 | 2019/9/30 | 0 |
| 5 | 2019/10/15 | 0 |
| 6 | 2019/10/30 | 1 |
| 7 | 2019/11/15 | 0 |
| 8 | 2019/11/30 | 1 |
| 9 | 2019/12/10 | 0 |
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于膜分离的化学深度除磷装置，包括装置外壳，其特征在于：所述装置外壳包括设备操作区、除磷反应区和沉淀分离区，所述设备操作区位于所述除磷反应区的上方，所述设备操作区与所述除磷反应区之间设有不透水隔板，所述不透水隔板上开设有观察窗，所述沉淀分离区位于所述除磷反应区的外侧，所述沉淀分离区与所述除磷反应区之间设有导流隔板，所述装置外壳上设有进水口，所述进水口上设有进水管，所述进水管的一端与所述进水口连接，所述进水管的另一端向装置外壳内侧延伸至所述除磷反应区上方，所述装置外壳上与所述进水口相对设有出水口；
在所述除磷反应区内安装有一个或多个膜组，所述设备操作区内设有曝气风机、除磷加药装置、抽水泵和排泥泵，所述曝气风机的输出端连接有曝气管，所述曝气管远离所述曝气风机的一端位于所述膜组的下方，所述除磷加药装置的输出端连接有加药管，所述加药管远离所述除磷加药装置的一端与所述进水管连通，所述抽水泵的一端通过抽水管与所述膜组连接，所述抽水泵的另一端与所述出水口连接，所述排泥泵的一端连接有排泥管，所述排泥管远离所述排泥泵的一端位于所述沉淀分离区的底部。
2.根据权利要求1所述的一种基于膜分离的化学深度除磷装置，其特征在于：所述设备操作区层高为40-70cm。
3.根据权利要求1所述的一种基于膜分离的化学深度除磷装置，其特征在于：所述膜组为中空纤维帘式膜组件，所述中空纤维帘式膜的膜丝长度为0.8～1.8m，单位膜面积为30000m2/m2。
4.根据权利要求1所述的一种基于膜分离的化学深度除磷装置，其特征在于：所述除磷反应区内还设置有消毒投药装置，所述消毒投药装置位于所述膜组上方。
5.根据权利要求1所述的一种基于膜分离的化学深度除磷装置，其特征在于：所述导流隔板倾斜设置，所述导流隔板的底部距离所述膜组15～30cm，所述导流隔板的顶部距离膜组50～100cm，所述导流隔板与所述装置外壳底部的夹角为50～70°。
6.根据权利要求1所述的一种基于膜分离的化学深度除磷装置，其特征在于：所述排泥管位于所述沉淀分离区的一端环绕成圈，所述排泥管上间隔开设有若干个排泥孔，每个所述排泥孔的孔径为10～20mm，每个所述排泥孔的朝向为垂直向上或向内侧45°倾斜向上。
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2021
- 2021-03-22 CN CN202120580565.7U patent/CN216236361U/zh active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Intersection of Dongcheng Avenue and Dongcheng Road in Heli Park, Ningguo Economic and Technological Development Zone, Ningguo City, Xuancheng City, Anhui Province Patentee after: Anhui Boshike Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No. 12, Kexing Road, high tech Zone, Nanning, Guangxi 530000 Patentee before: GUANGXI BOSSCO ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240523 Address after: 530000 No. 101, Gao'an Road, high tech Zone, Nanning, Guangxi Zhuang Autonomous Region Patentee after: Guangxi Boshike Environmental Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Patentee after: Anhui Boshike Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Address before: Intersection of Dongcheng Avenue and Dongcheng Road in Heli Park, Ningguo Economic and Technological Development Zone, Ningguo City, Xuancheng City, Anhui Province Patentee before: Anhui Boshike Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |