CN216808509U - 基于包埋微生物工法的可移动式深度污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统，包括设于集装箱体内的反应池体，反应池体具体分割为依次串连的厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、臭氧氧化池和膜池；厌氧池外侧装有来水进水口，厌氧池底部与缺氧池连通处装有微孔过滤网。好氧池内的水通过回流泵回流至缺氧池，好氧池内水下部分设置与曝气风机出口相连的曝气管支路和曝气盘。本实用新型的有益效果是:系统的稳定和高效运行。几种常规工业废水和生活污水主要污染物去除率均在95％以上。便于膜装置的独立运行维护，大大降低膜污染程度，膜的使用寿命得以延长。本系统主体可安装于废旧集装箱内，具备工期短、结构简易紧凑和移动方便的优势，适合大批量、模块化生产。

Description

基于包埋微生物工法的可移动式深度污水处理系统

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，具体涉及一种基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统。

背景技术

工业生产和生活中排放的污水含有大量有害物质和污泥，严重影响着自然环境和人们的生命健康，随着国内外对水体污染日益严重问题的关注和高度重视，国家和地方颁布实施了新的水污染物排放标准，污水处理厂的出水指标控制越来越严格，尤其是有机物和氨氮等指标。截至目前，国内地方大型污水处理厂已总体完成提标改造以达到新的废水排放标准，至于偏远地区或欠发达地区的小规模废水排放产业则无法及时有效的做到废水集中深度处理后排放，有些甚至违反规定将未经处理的废水直接排入自然水体。

现有的较为成熟的解决方案常采用可移动式的活性污泥法处理装置，即采用微生物实现对污水的净化处理，尽可能的缩小体积使各个处理单元集成于可移动的箱体内，具体可参照申请号为“CN202021625151.3”申请的“一种集装箱式一体化污水处理装置”但该同类装置使用过程中存在如下问题：一、活性污泥法存在对进水水质、水量变化的适应性较低，运行结果容易受到影响的问题并且易出现污泥中毒、污泥上浮等情况，且对难以生化降解的污染物质去除性很差；二、净化后的污水在实现污水和污泥分离时常采用抽水泵抽取，而抽水泵抽取时吸力较大，易带动净化后的污水和污泥再次混合。这些都大大限制了废水排放标准的全国性普及，因此设计实用新型一种可便于制造和运输且运行稳定可靠的污水处理系统就显得尤其重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统。

这种基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统，包括设于集装箱体内的反应池体，反应池体具体分割为依次串连的厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、臭氧氧化池和膜池；厌氧池外侧装有来水进水口，厌氧池底部与缺氧池连通处装有微孔过滤网。好氧池内的水通过回流泵回流至缺氧池，好氧池内水下部分设置与曝气风机出口相连的曝气管支路和曝气盘。臭氧氧化池的池底分布有与臭氧发生器出口相连接的曝气管和曝气盘，同时臭氧氧化池的池顶采用封闭结构并设有与尾气吸收装置入口相连接的排气管路。膜池内置PVDF中空纤维帘式膜组，组件包括膜架和安装在膜架上的膜丝，膜架上设有抽吸接口；抽吸接口与抽吸泵进口管和反洗水泵出口管相连接，抽吸泵出水口与产水桶的进水口通过管路相连，产水桶底部设置有产水阀用于产水外排，产水桶另设有反洗出水口通过反洗进水管路与反洗水泵进水口相连；碱洗药桶和酸洗药桶分别通过碱洗加药泵和酸洗加药泵与反洗进水管路相连用于化学清洗加药，反洗水泵出水口与抽吸接口相连，膜池底部设置与曝气风机出口相连的曝气管曝气。

作为优选：厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、臭氧氧化池和膜池串联连接处均设有溢流堰。

作为优选：沉淀池和膜池底部均设置与排泥泵相连的排泥管路，各分支排泥管路均设置手动阀门,污泥由排泥泵统一外排至集装箱体外的污泥回收桶。

本实用新型的有益效果是:

1.本系统所用的包埋菌填料材质为聚乙烯醇(PVA)，载体材料为活性炭，所包埋菌种均为生化污泥中筛选培养得到的高效活性菌种，分别制成包埋菌种单一的厌氧、缺氧和好氧三种包埋菌投放至对应的反应池，使三者始终处于各自的专一环境中，有效提高了整个包埋填料的微生物活性和抗冲击负荷能力，更有利于系统的稳定和高效运行。

2.将生化处理、臭氧氧化法和膜分离技术结合起来，前段利用包埋菌高效去除可降解有机物脱氮除磷，中段利用臭氧可氧化分解如芳环类难降解有机物净化水质，末端利用膜分离技术节流水中悬浮颗粒物最终达标排放，几种常规工业废水和生活污水主要污染物去除率均在95％以上。

3.与传统的MBR工艺相比，该系统将生化处理与膜分离技术分割开来，不仅可以实现独立控制各生化阶段的溶氧等反应条件兼顾脱氮、除磷和去除有机物的功能，同时也便于膜装置的独立运行维护，大大降低膜污染程度，膜的使用寿命得以延长。

4.本系统主体可安装于废旧集装箱内，具备工期短、结构简易紧凑和移动方便的优势，适合大批量、模块化生产，可以广泛应用于偏远且来水较为分散的地区，同时系统整体电力运行成本较低，在电力系统欠发达区域也能保证正常运行。

附图说明

图1为基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统结构示意图。

图2为基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统外部示意图。

图3为水处理装置流程图。

附图标记说明：反应池体1、厌氧池2、缺氧池3、好氧池4、沉淀池5、臭氧氧化池6、膜池7、来水进水口8、厌氧包埋菌9、微孔过滤网10、缺氧包埋菌11、好氧包埋菌12、好氧池曝气盘13、回流泵14、排泥泵15、空气氧源臭氧发生器16、臭氧曝气盘17、尾气吸收装置18、中空纤维帘式模组19、抽吸泵20、曝气风机21、产水桶23、产水阀24、反洗水泵25、碱洗药桶26、碱洗加药泵27、酸洗药桶28、酸洗加药泵29、PLC控制柜30、集装箱体31、维修孔32、加强筋33、加强方管34。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。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，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

本实用新型创造性的提供了一种基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统，设备主体处理装置被安置于集装箱内以便整体移动和安放，同时集装箱内测加装XPS挤塑板保温层，外侧通过横向加强方管和纵向加强筋进行加固。处理装置由厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、臭氧氧化池和膜池几个主要反应模块构成，内部池体采用不锈钢材质确保坚固耐腐蚀且各个处理单元由不锈钢隔板隔开。池内所用包埋菌种可选择市售或在条件允许下自行制备。来水通过进水口首先进入厌氧池，经厌氧处理后从底部流入下一级缺氧池，在此与好氧池回流液混合经缺氧处理从上部通过溢流方式进入下一级好氧池，该阶段由底部曝气提供溶解氧用以进行好氧反应，同时废水通过回流系统以一定回流比回流至上一级缺氧池进行反硝化脱氮处理，未被回流的部分继续由上部溢流的方式进入下一级沉淀池，沉淀池为预设结构，当来水含磷较高通过前期生物除磷工艺无法处理达标时在沉淀池内通过外加除磷絮凝药剂进行化学除磷，沉淀池出水从上部通过溢流方式进入下一级臭氧氧化池，在该阶段臭氧通过射流曝气装置进行汽水混合后喷射进入水体，由于气泡尺寸极小，与水体接触面积大具有更好的接触氧化效率，氧化池池体顶部为封闭设计以避免剩余臭氧直接排入大气，顶部装有排气管路并与尾气吸收装置联通，出水继续从顶部自流入下一级膜池，利用膜分离技术去除悬浮物改善水质，由抽吸泵将产水打入产水箱完成整体水处理过程。

其中厌氧池中加入包埋有厌氧菌群的微生物填料，进行该阶段污水处理，所述的含有厌氧菌群包埋填料的投加量占厌氧池总体积的20-40％，水力停留时间为1～3h,溶解氧浓度控制在0.1～0.5mg/L；缺氧池中加入包埋有缺氧菌群的微生物填料，进行该阶段污水处理，所述的含有缺氧菌群包埋填料的投加量占缺氧池总体积的20-40％,水力停留时间为5～12h，溶解氧浓度控制在0.1～0.5mg/L；好氧池中加入包埋有好氧菌群的微生物填料，进行该阶段污水处理，所述的含有好氧菌群包埋填料的投加量占好氧池总体积的20～40％,水力停留时间为3～8h，溶解氧浓度控制在3.0～5.0mg/L。污水从厌氧池底部进入缺氧池且在两池连接处加装微孔过滤网以防止厌氧包埋菌流失进入缺氧池，污水进一步通过缺氧池上部的溢流堰溢流进入下一级好氧池且在溢流堰之后加装微孔过滤网以防止缺氧包埋菌流失进入好氧池，在好氧池与缺氧池之间设置有回流系统，回流比为200～400％，污水进一步通过好氧池上部的溢流堰溢流进入下一级沉淀池且在溢流堰之后加装微孔过滤网以防止好氧包埋菌流失进入沉淀池，沉淀池为竖流式，废水含磷酸根等组分较高时，在该步投加除磷剂进行化学除磷，药剂投加量根据原水水质控制在100～1000ppm，池底为斜面倒梯形设计便于沉积物迅速堆积外排，污水进一步通过沉淀池上部的溢流堰溢流进入下一级臭氧氧化池，为了高效且节省空间，臭氧发生装置以空气为氧气源采用高压放电式合成臭氧，根据来水水质控制高压交流电压控制在5～15KV，进气臭氧含量为10～20mg/L，为防止臭氧迅速分解水温需控制在25～35℃，此外臭氧发生器自身配有换热装置，经臭氧氧化处理的水进一步通过臭氧氧化池池上部的溢流堰溢流进入下一级膜池，膜池采用PVDF材质的UF中空纤维帘式膜，利用膜分离技术不仅可以完全去除悬浮固体以改善出水水质，而且可以将游离细菌和大分子有机物完全隔离在膜池内，膜孔径应为0.01～0.1μm，在保证产水量的同时也能够有效过滤悬浮物，膜池采用间歇运行工作方式，持续运行一段时间后进行停歇空曝气，曝气量为30～80L/帘～min，然后进行周期性反洗，周期性反洗包括常规反洗和化学清洗，常规反洗频率为2～4次/小时，反洗时间为0.5～2min，反洗周期和反洗时间均可根据水质情况调整；化学清洗可以去除导致膜孔堵塞且不能被反洗掉的颗粒物，延缓膜表面的污染，化学清洗分为酸洗和碱性氧化剂洗，其清洗频率根据水质情况确定，一般有机物清洗采用500～1000ppm的次氯酸钠与100～400ppm的氢氧化钠混合溶液，无机物清洗采用0.2～0.5％的柠檬酸/草酸或0.1～0.2％盐酸溶液，加药时间一般为3～15min，浸泡时间为15～30min，产水泵流量根据实际进水进行调节体。为了方便集成控制，整体设备启停和参数调控由一台就地PLC控制柜完成。

参见图1所示，这种基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统，该系统主要包括反应池体1具体分割为厌氧池2、缺氧池3、好氧池4、沉淀池5、臭氧氧化池6、膜池7以及配套的、回流装置、加药装置、反洗装置、排泥装置、曝气装置、控制装置和集装箱体。反应池体底板、壁板和内隔板均采用6～8mm的碳钢板，内壁用环氧树脂防腐处理，外壁用过氯乙烯防腐漆处理。厌氧池2外侧装有来水进水口8，厌氧池2底部与缺氧池3连通处装有微孔过滤网10。缺氧池3与好氧池4之间装有溢流堰且好氧池4内的水可通过回流泵14回流至缺氧池3，好氧池4内水下部分设置与曝气风机21出口相连的曝气管支路和曝气盘。好氧池4与沉淀池5之间装有溢流堰，沉淀池底部设置有排泥管且与排泥泵15连接。沉淀池5与臭氧氧化池6之间装有溢流堰，臭氧氧化池底分布有与臭氧发生器16出口相连接的曝气管和曝气盘17，同时池顶采用封闭结构并设有与尾气吸收装置18入口相连接的排气管路。臭氧氧化池6与膜池7之间装有溢流堰，膜池7内置PVDF中空纤维帘式膜组19，组件包括膜架和安装在膜架上的膜丝，膜架上的抽吸立柱和穿孔集水横梁均由方形不锈钢管制成，抽吸立柱顶端设有抽吸接口，抽吸接口与抽吸泵20进口管和反洗水泵25出口管相连接，抽吸泵20出水口与产水桶23的进水口通过管路相连，产水桶23底部设置有产水阀24用于产水外排，产水桶23另设有反洗出水口与反洗水泵25进水口相连，碱洗药桶26和酸洗药桶28分别通过碱洗加药泵27和酸洗加药泵29与反洗进水管路相连用于化学清洗加药，反洗水泵出水口与模架抽吸接口相连，膜池底部设置与曝气风机21出口相连的曝气管路，采用曝气管22曝气。沉淀池5和膜池7底部均设置与排泥泵15相连的排泥管路，各分支排泥管路均设置手动阀门,污泥由排泥泵15统一外排至集装箱体外的污泥回收桶。整体设备启停和参数调控由一台就地PLC控制柜30完成。集装箱体31采用钢制集装箱，顶部设置三个供人员检查维修的维修孔32，集装箱顶部和侧面均加装纵向加强筋33和横向加强方管34以增强其强度。

废水首先从来水进水口8进入厌氧池2，在厌氧菌群包埋填料9的作用下完成水解酸化和产甲烷过程。处理后的水从底部流入缺氧池3，在缺氧菌群包埋填料11的作用下完成反硝化脱氮过程。处理后的水通过上部溢流堰自流进入好氧池4，在好氧菌群包埋填料12的作用下将氨氮转化为硝态氮和亚硝态氮并按照一定的回流比回流至上一级缺氧池进行反硝化作用。处理后的水通过上部溢流堰自流进入沉淀池，经过外加除磷絮凝药剂完成絮凝沉降后来水通过上部溢流堰自流进入臭氧氧化池6，由臭氧发生器产生的臭氧经底部曝气盘喷射至池体内对水中难降解的有机物完成高级氧化过程。处理后的水通过上部溢流堰自流进入膜池7，在抽吸泵20形成的负压作用下使来水通过膜过滤作用进入产水桶23，产水桶中的产水一部分由反洗水泵25提升用于膜组件的反洗，另一部分通过产水阀24外排继续利用。

实施例1

本实施例中采用的基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统，日均污水处理量为55m³，内部池体材质为316L型不锈钢加防腐涂层，池体总有效尺寸L×B×H为12.2m×1.8m×1.8m，其中厌氧池有效长度为1.4m，缺氧池有效长度为1.6m，好氧池有效长度为4.2m，沉淀池有效长度为1.0m，臭氧氧化池有效长度为2.0m，膜池有效长度为2.0m，外部定制集装箱材质为碳钢，尺寸L×B×H为14m×3.2m×3m。设备总水力停留时间约为16h，其中厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、臭氧氧化池和膜池各自水力停留时间约为2h、4h、6h、1h、2h和1h。各生化阶段包埋菌投加量控制在30～40％，好氧区溶解氧(DO)约为4mg/L，缺氧区溶解氧(DO)为0.5mg/L，絮凝除磷剂采用市售无机高分子类药剂，臭氧氧化池中臭氧浓度约为14mg/L，膜池采用PVDF材质的UF中空纤维帘式膜，孔径为0.01μm。

表1 实施例1平稳运行一周后进水和产水平均参数

实施例1所述设备经过前期安装和调试以及包埋菌驯化等工序后投入运行，待处理废水为某化纤纺织印染厂废水。根据来水水质完成调试后确定厌氧包埋菌投加量为池体积35％左右；缺氧包埋菌投加量为池体积30％左右；好氧包埋菌投加量为池体积40％左右，臭氧氧化池内水体臭氧含量维持在16mg/L时处理效果最佳。如表1所示，平稳运行一周后COD_Cr去除率平均值为93％；NH₄ ⁺-N去除率平均值为95％；TN去除率平均值为71％；TP去除率平均值为92％；BOD₅去除率平均值为96％；石油/动植物油类去除率平均值为91％，悬浮物去除率平均值为98％。

实施例2

本实施例中采用的基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统，日均污水处理量为43m³，内部池体材质为316L型不锈钢加防腐涂层，池体总有效尺寸L×B×H为11.8m×1.6m×1.7m，其中厌氧池有效长度为1.5m，缺氧池有效长度为1.5m，好氧池有效长度为4.5m，沉淀池有效长度为1.3m，臭氧氧化池有效长度为1.5m，膜池有效长度为1.5m，外部定制集装箱材质为碳钢，尺寸L×B×H为14m×3.2m×3m。设备总水力停留时间约为18h，其中厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、臭氧氧化池和膜池各自水力停留时间约为3h、4h、6h、2h、2h和1h。各生化阶段包埋菌投加量控制在30～40％，好氧区溶解氧(DO)约为3.5mg/L，缺氧区溶解氧(DO)为0.5mg/L，絮凝除磷剂采用市售无机高分子类药剂，臭氧氧化池中臭氧浓度约为18mg/L，膜池采用PVDF材质的UF中空纤维帘式膜，孔径为0.01μm。

表2 实施例2平稳运行一周后进水和产水平均参数

实施例2所述设备经过前期安装和调试以及包埋菌驯化等工序后投入运行，待处理废水为某原料药加工生产厂废水。根据来水水质完成调试后确定厌氧包埋菌投加量为池体积35％左右；缺氧包埋菌投加量为池体积30％左右；好氧包埋菌投加量为池体积35％左右，臭氧氧化池内水体臭氧含量维持在20mg/L时处理效果最佳。如表2所示，平稳运行一周后COD_Cr去除率平均值为97％；NH₄ ⁺-N去除率平均值为95％；TN去除率平均值为77％；TP去除率平均值为87％；BOD₅去除率平均值为97％；石油/动植物油类去除率平均值为95％，悬浮物去除率平均值为99％。

Claims (3)

1.一种基于包埋微生物工法的可移动式深度污水处理系统，其特征在于：包括设于集装箱体(31)内的反应池体(1)，反应池体(1)具体分割为依次串连的厌氧池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、沉淀池(5)、臭氧氧化池(6)和膜池(7)；

厌氧池(2)外侧装有来水进水口(8)，厌氧池(2)底部与缺氧池(3)连通处装有微孔过滤网(10)，好氧池(4)内的水通过回流泵(14)回流至缺氧池(3)，好氧池(4)内水下部分设置与曝气风机(21)出口相连的曝气管支路和曝气盘，

臭氧氧化池(6)的池底分布有与臭氧发生器(16)出口相连接的曝气管和曝气盘(17)，同时臭氧氧化池(6)的池顶采用封闭结构并设有与尾气吸收装置(18)入口相连接的排气管路，

膜池(7)内置PVDF中空纤维帘式膜组(19)，组件包括膜架和安装在膜架上的膜丝，膜架上设有抽吸接口；

抽吸接口与抽吸泵(20)进口管和反洗水泵(25)出口管相连接，抽吸泵(20)出水口与产水桶(23)的进水口通过管路相连，产水桶(23)底部设置有产水阀(24)用于产水外排，产水桶(23)另设有反洗出水口通过反洗进水管路与反洗水泵(25)进水口相连；

碱洗药桶(26)和酸洗药桶(28)分别通过碱洗加药泵(27)和酸洗加药泵(29)与反洗进水管路相连用于化学清洗加药，反洗水泵(25)出水口与抽吸接口相连，膜池(7)底部设置与曝气风机(21)出口相连的曝气管(22)曝气。

2.根据权利要求1所述的基于包埋微生物工法的可移动式深度污水处理系统，其特征在于：厌氧池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、沉淀池(5)、臭氧氧化池(6)和膜池(7)串联连接处均设有溢流堰。

3.根据权利要求1所述的基于包埋微生物工法的可移动式深度污水处理系统，其特征在于：沉淀池(5)和膜池(7)底部均设置与排泥泵(15)相连的排泥管路，各分支排泥管路均设置手动阀门,污泥由排泥泵(15)统一外排至集装箱体外的污泥回收桶。

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