申請(qǐng)日2015.09.18
公開(公告)日2016.03.02
IPC分類號(hào)C02F9/04
摘要
本實(shí)用新型公開了一種利用膜混凝反應(yīng)聯(lián)合粉末活性炭吸附深度處理污水的裝置，裝置，包括膜混凝反應(yīng)部分和粉末活性炭吸附部分;所述膜混凝反應(yīng)部分包括順次連接的混凝反應(yīng)池和膜處理池，所述混凝反應(yīng)池帶有加藥系統(tǒng)，所述膜處理池內(nèi)設(shè)置超濾膜和曝氣裝置;所述粉末活性炭吸附部分包括順次連接的混合池和炭水分離系統(tǒng)，所述混合池與膜處理池連接且?guī)в蟹勰┗钚蕴考恿舷到y(tǒng)。本實(shí)用新型針對(duì)各種深度處理技術(shù)取長(zhǎng)補(bǔ)短，作為深度處理方法，運(yùn)行操作簡(jiǎn)單，污水處理高效，處理成本低。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種利用膜混凝反應(yīng)聯(lián)合粉末活性炭吸附深度處理污水的裝置，其特征在于，包括膜混凝反應(yīng)部分和粉末活性炭吸附部分;
所述膜混凝反應(yīng)部分包括順次連接的混凝反應(yīng)池和膜處理池，所述混凝反應(yīng)池帶有加藥系統(tǒng)，所述膜處理池內(nèi)設(shè)置超濾膜和曝氣裝置;
所述粉末活性炭吸附部分包括順次連接的混合池和炭水分離系統(tǒng)，所述混合池與膜處理池連接且?guī)в蟹勰┗钚蕴考恿舷到y(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述加藥系統(tǒng)包括：內(nèi)置攪拌機(jī)的溶藥罐以及與所述溶藥罐連接的儲(chǔ)藥箱，所述儲(chǔ)藥箱與混凝反應(yīng)池之間通過加藥泵連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，還設(shè)有用于清洗所述超濾膜的膜清洗池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述粉末活性炭加料系統(tǒng)包括順次連接的送料帶、切包拆包設(shè)備、第一螺旋輸送機(jī)、儲(chǔ)料斗和第二螺旋輸送機(jī)，所述第二螺旋輸送機(jī)連接至混合池的進(jìn)料口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)料斗的頂部設(shè)有壓力安全閥和除塵裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述裝置，其特征在于，還設(shè)有自控系統(tǒng)，所述自控系統(tǒng)包括：
設(shè)于混凝反應(yīng)池內(nèi)的第一液位儀;
連接膜反應(yīng)池和混合池的離心泵;
設(shè)于所述儲(chǔ)料斗內(nèi)部的高低料位計(jì);
設(shè)于所述儲(chǔ)料斗底部的下料閥;
設(shè)于所述混合池內(nèi)的第二液位儀;
連接混合池和炭水分離系統(tǒng)的提升泵;
以及控制器，所述第一液位儀、離心泵、高低料位計(jì)、下料閥、第二液位儀和提升泵均連接并受控于該控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述裝置，其特征在于，所述炭水分離系統(tǒng)包括燭式過濾器以及與所述燭式過濾器連接的反沖洗裝置，所述燭式過濾器上部設(shè)有污水出口以及與反沖洗裝置連接的反沖洗進(jìn)口、底部設(shè)有與混合池連接的污水進(jìn)口和炭漿出口;連接污水進(jìn)口與混合池的管路上沿進(jìn)水方向依次設(shè)有進(jìn)水壓力表和進(jìn)水電磁閥;污水出口連接污水排水管，污水排水管上沿排水方向依次設(shè)置出水電磁閥和出水壓力表;所述進(jìn)水壓力表、進(jìn)水電磁閥、出水電磁閥和出水壓力表均連接并受控于所述控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述裝置，其特征在于，所述反沖洗裝置包括：
與所述燭式過濾器的反沖洗進(jìn)口連接的反沖洗水罐;
與所述反沖洗水罐連接的反沖洗水泵和空壓機(jī);
設(shè)置于反沖洗水罐與反沖洗進(jìn)口連接管路上的反沖洗氣水電磁閥;
設(shè)置于反沖洗水泵與反沖洗水罐連接管路上的反沖洗水電磁閥;
以及設(shè)置在連接炭漿出口的管路上的炭漿出口電磁閥;
所述空壓機(jī)、反沖洗水電磁閥、反沖洗氣水電磁閥和炭漿出口電磁閥均連接并受控于所述控制器。
說明書
一種利用膜混凝反應(yīng)聯(lián)合粉末活性炭吸附深度處理污水的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用膜混凝反應(yīng)器(MCR)聯(lián)合粉末活性炭吸附深度處理污水的系統(tǒng)。
背景技術(shù)
污水的深度處理就是污水一級(jí)、二級(jí)處理后的三級(jí)處理，污水經(jīng)過生化二級(jí)處理后，出水仍不能滿足受納水體的排放要求時(shí);或?yàn)榱颂岣咚Y源的利用率，將污水再生利用、回用于工業(yè)及市政公用設(shè)施，如作為循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充用水，綠化景觀水等，將會(huì)遇到提高污水處理程度的需求。深度處理的目標(biāo)是：(1)進(jìn)一步降低出水中的COD、BOD等污染物指標(biāo)，達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn);(2)進(jìn)一步去除水中殘留的懸浮物，做進(jìn)一步的脫色、除臭處理;(3)進(jìn)一步去除水中氮、磷。
常用的深度處理技術(shù)由混凝沉淀、氣浮、砂濾、活性炭吸附、臭氧氧化、膜處理等幾種技術(shù)的組合。
混凝沉淀主要利用混凝作用去除污水中懸浮顆粒、膠體物質(zhì)，可有效降低濁度、COD、總磷指標(biāo)，難以去除呈高分散系(粒徑為0.05-1.5nm)及可溶解性的污染物。
膜處理分為電滲析、微濾、超濾、反滲透，電滲析是通過電位差作分離推動(dòng)力，分離離子級(jí)的污染物;后三者是通過壓力差作分離推動(dòng)力，微濾去除微粒，超濾去除微粒及大分子，反滲透用于去除小分子和離子。超濾膜去除懸浮物及高分子有機(jī)物，細(xì)菌及大腸桿菌。具有占地省、衛(wèi)生安全性好、自動(dòng)化程度高、操作壓力低能耗低等優(yōu)點(diǎn)，正逐漸廣泛應(yīng)用于污水深度處理。
超濾膜分離懸浮顆粒、膠體雜質(zhì)的效果極好，出水穩(wěn)定，但對(duì)于去除污水中溶解性有機(jī)污染物效果差，且，對(duì)進(jìn)水懸浮物要求濃度低，為去除溶解性污染物、降低進(jìn)水懸浮顆粒濃度，可以聯(lián)合混凝、吸附等技術(shù)來處理。膜混凝反應(yīng)器很好的結(jié)合了混凝與膜分離的技術(shù)，具有占地面積小、易于操作、運(yùn)行管理方便、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的優(yōu)點(diǎn)，比直接采用膜分離技術(shù)處理效果好，且減緩了膜污染。
活性炭吸附去除難生化降解的溶解性有機(jī)物、色度等。活性炭按外形分粉末活性炭和顆�；钚蕴�，一般將90%以上通過80目標(biāo)準(zhǔn)篩或粒度小于0.175mm的活性炭統(tǒng)稱為粉末活性炭。粉末活性炭活性炭吸附存在成本高的問題，故活性炭再生利用的問題亟需解決，提高活性炭的利用率，降低活性炭吸附工藝的成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種利用膜混凝反應(yīng)聯(lián)合粉末活性炭吸附深度處理污水的裝置，針對(duì)各種深度處理技術(shù)取長(zhǎng)補(bǔ)短，作為深度處理方法，運(yùn)行操作簡(jiǎn)單，污水處理高效，處理成本低。
一種利用膜混凝反應(yīng)聯(lián)合粉末活性炭吸附深度處理污水的裝置，包括膜混凝反應(yīng)部分和粉末活性炭吸附部分;
所述膜混凝反應(yīng)部分包括順次連接的混凝反應(yīng)池和膜處理池，所述混凝反應(yīng)池帶有加藥系統(tǒng)，所述膜處理池內(nèi)設(shè)置超濾膜和曝氣裝置;
所述粉末活性炭吸附部分包括順次連接的混合池和炭水分離系統(tǒng)，所述混合池與膜處理池連接且?guī)в蟹勰┗钚蕴考恿舷到y(tǒng)。
本實(shí)用新型在膜混凝反應(yīng)器處理后，往污水中投加粉末活性炭，對(duì)污水中的色度、嗅味和消毒副產(chǎn)物的前驅(qū)物的去除比單純膜混凝反應(yīng)器有較大改善。本實(shí)用新型采用粉末活性炭進(jìn)行污水處理，活性炭可分為粉末活性炭和顆粒活性炭，與顆�；钚蕴肯啾龋勰┗钚蕴恐苽淙菀�，價(jià)格相對(duì)較低，吸附能力強(qiáng)，吸附速度快，且吸附充分。
優(yōu)選地，所述加藥系統(tǒng)包括：內(nèi)置攪拌機(jī)的溶藥罐以及與所述溶藥罐連接的儲(chǔ)藥箱，所述儲(chǔ)藥箱與混凝反應(yīng)池之間通過加藥泵連接。
進(jìn)一步地，所述攪拌機(jī)為頂置攪拌機(jī)，溶藥箱用于溶解混凝劑，溶解后的混凝劑儲(chǔ)藏在儲(chǔ)藥箱內(nèi)，使用時(shí)，用加藥泵打入所述混凝反應(yīng)系統(tǒng)。
優(yōu)選地，所述混凝反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有攪拌機(jī)，進(jìn)一步優(yōu)選頂置攪拌機(jī)。用于機(jī)械攪拌，利于混凝劑充分和污水混合。
優(yōu)選地，還設(shè)有用于清洗所述超濾膜的膜清洗池。
進(jìn)一步地，所述膜反應(yīng)池的進(jìn)水管上設(shè)置膜進(jìn)水管壓力表，出水管上設(shè)置膜出水管壓力表。在膜進(jìn)出口壓差大于0.05MPa時(shí)，將膜放到膜清洗池內(nèi)用清洗劑進(jìn)行清洗，使膜能得以循環(huán)利用。
所述混凝反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有攪拌機(jī);所述超濾膜為中空纖維膜;超濾膜用于分離污水中微粒及大分子污染物。
所述曝氣裝置包括位于超濾膜下方的曝氣器和連接曝氣器的風(fēng)機(jī)。
優(yōu)選地，所述粉末活性炭加料系統(tǒng)包括順次連接的送料帶、切包拆包設(shè)備、第一螺旋輸送機(jī)、儲(chǔ)料斗和第二螺旋輸送機(jī)，所述第二螺旋輸送機(jī)連接至混合池的進(jìn)料口。
人工將小袋粉末活性炭放入送料帶，由送料帶傳送到機(jī)器內(nèi)部，由拆包裝置拆包，粉末活性炭由第一螺旋輸送機(jī)送入儲(chǔ)料裝置中，空袋從壓縮腔出來。
進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)料斗的頂部設(shè)有壓力安全閥和除塵裝置;更進(jìn)一步地，所述除塵裝置包括安裝在儲(chǔ)料斗頂部的除塵器以及與除塵器連接的第一空壓機(jī)。
壓力安全閥裝在料倉頂部，在除塵器堵塞的情況下打開壓力安全閥，釋放壓力，減少壓力增大的危險(xiǎn)。除塵裝置安裝在料倉頂部設(shè)置，除塵器根據(jù)設(shè)定的內(nèi)外壓差自動(dòng)啟動(dòng)清灰功能，清灰采用氣動(dòng)方式，所需壓縮空氣由空壓機(jī)提供。
進(jìn)一步優(yōu)選地，所述混合池內(nèi)設(shè)有攪拌機(jī)，優(yōu)選為頂置攪拌機(jī)，用于機(jī)械攪拌，利于粉末活性炭充分和污水混合。
優(yōu)選地，還設(shè)有自控系統(tǒng)，所述自控系統(tǒng)包括：
設(shè)于混凝反應(yīng)池內(nèi)的第一液位儀;
連接膜反應(yīng)池和混合池的離心泵;
設(shè)于所述儲(chǔ)料斗內(nèi)部的高低料位計(jì);
設(shè)于所述儲(chǔ)料斗底部的下料閥;
設(shè)于所述混合池內(nèi)的第二液位儀;
連接混合池和炭水分離系統(tǒng)的提升泵;
以及控制器，所述第一液位儀、離心泵、高低料位計(jì)、下料閥、第二液位儀和提升泵均連接并受控于該控制器。
所述控制器為本領(lǐng)域常用控制器，比如PLC控制器或DCS控制器。
第一液位儀用于將膜反應(yīng)器內(nèi)的液位高低信號(hào)反饋給自控系統(tǒng)，自控系統(tǒng)來控制離心泵的開停，離心泵用于為膜出水提供壓力(保持在0.1-1MPa)，膜出水通過離心泵打到混合池中;高低料位計(jì)置于儲(chǔ)料斗內(nèi)，高低料位計(jì)通過自控系統(tǒng)控制給料機(jī)的下料閥的開關(guān);第二液位儀用于將混合池內(nèi)的液位高低信號(hào)反饋給自控系統(tǒng)，自控系統(tǒng)來控制提升泵的開停，提升泵放置在混合池內(nèi)，用于將粉末活性炭和污水混合物提升到炭水分離系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行炭水分離。
進(jìn)一步優(yōu)選地，所述炭水分離系統(tǒng)包括燭式過濾器以及與所述燭式過濾器連接的反沖洗裝裝置，所述燭式過濾器上部設(shè)有污水出口以及與反沖洗裝置連接的反沖洗進(jìn)口、底部設(shè)有與混合池連接的污水進(jìn)口和炭漿出口;連接污水進(jìn)口與混合池的管路上沿進(jìn)水方向依次設(shè)有進(jìn)水壓力表和進(jìn)水電磁閥;污水出口連接污水排水管，污水排水管上沿排水方向依次設(shè)置出水電磁閥和出水壓力表;所述進(jìn)水壓力表、進(jìn)水電磁閥、出水電磁閥和出水壓力表均連接并受控于所述控制器。
燭式過濾器內(nèi)置中空微孔濾管，中空微孔濾管豎向平行置于燭式過濾器內(nèi)，進(jìn)水從過濾器下部進(jìn)，出水口設(shè)置在過濾器上部，反沖洗氣水從過濾器上部進(jìn)，炭漿出口設(shè)置在過濾器底部。
更進(jìn)一步地，反沖洗也采用自動(dòng)控制：所述反沖洗裝置包括：
與所述燭式過濾器的反沖洗進(jìn)口連接的反沖洗水罐;
與所述反沖洗水罐連接的反沖洗水泵和空壓機(jī);
設(shè)置于反沖洗水罐與反沖洗進(jìn)口連接管路上的反沖洗氣水電磁閥;
設(shè)置于反沖洗水泵與反沖洗水罐連接管路上的反沖洗水電磁閥;
以及設(shè)置在連接炭漿出口的管路上的炭漿出口電磁閥;
所述空壓機(jī)、反沖洗水電磁閥、反沖洗氣水電磁閥和炭漿出口電磁閥均連接并受控于所述控制器。
通過監(jiān)測(cè)過濾器進(jìn)出口壓力表，當(dāng)壓力差增大時(shí)，開啟過濾器反沖洗程序。第二空壓機(jī)通過風(fēng)管與反沖洗水罐進(jìn)氣口連接，反沖洗泵通過反沖洗水電磁閥與反沖洗水罐進(jìn)水口連接，反沖洗水罐的出水口通過反沖洗氣水電磁閥與柱形過濾器的反沖洗進(jìn)口連接。當(dāng)反沖洗開始，由自控系統(tǒng)打開第二空壓機(jī)、反沖洗水泵、反沖洗水電磁閥、反沖洗氣水電磁閥、炭漿出口電磁閥，同時(shí)關(guān)閉進(jìn)水電磁閥、出水電磁閥;當(dāng)反沖洗結(jié)束后，自控系統(tǒng)關(guān)閉空壓機(jī)、反沖洗水泵、反沖洗水電磁閥、反沖洗氣水電磁閥，炭漿排出，粉末活性炭可以進(jìn)行再生利用或部分可以投加到前段二級(jí)生化反應(yīng)池內(nèi)改善污泥性能、增加曝氣池生物量。炭漿排完后，自控系統(tǒng)關(guān)閉炭漿出口電磁閥，同時(shí)打開進(jìn)水電磁閥、出水電磁閥，重新開始正常過濾。
進(jìn)一步地，溶藥罐、混凝反應(yīng)池及混合池內(nèi)的攪拌機(jī)均連接并受控于所述控制器。
進(jìn)一步地，所述壓力安全閥及除塵裝置均連接并受控于所述控制器。
優(yōu)選地，攪拌機(jī)采用水下不銹鋼材質(zhì)，經(jīng)久耐用，節(jié)約成本;膜采用中空纖維膜，PP材質(zhì)，填充密度高，操作壓力小，成本低;膜出水采用帶變頻器的封閉式葉輪離心泵，能耗低，效率高;粉末活性炭投加裝置內(nèi)包含拆包裝置，可減少人為操作，減低勞動(dòng)力風(fēng)險(xiǎn)，加藥間環(huán)境好;粉末活性炭投加裝置為為封閉系統(tǒng)，避免二次污染;中空微孔濾管為不銹鋼材質(zhì)，且濾管外套有過濾層。
利用本實(shí)用新型膜混凝反應(yīng)器聯(lián)合粉末活性炭吸附深度處理裝置進(jìn)行污水處理的方法，包括如下反應(yīng)步驟：
(1)將混凝劑投加至溶藥箱內(nèi)，溶解完成后由加藥泵投加到混凝反應(yīng)池中，同時(shí)將二級(jí)處理后的污水通入混凝反應(yīng)池中，攪拌使混凝劑與污水充分混合均勻;優(yōu)選地，污水在混凝反應(yīng)池內(nèi)停留時(shí)間為10～20min;最優(yōu)選為15min。
(2)混合均勻的污水自流進(jìn)入膜處理池，通過膜過濾的形式，將污水中懸浮顆粒及大分子污染物截留，處理后的水通過離心泵吸出，膜處理池內(nèi)產(chǎn)生的污泥，外排進(jìn)行脫水處理;優(yōu)選地，膜處理池內(nèi)污水停留時(shí)間為0.5～0.5h，最優(yōu)選為1h;膜處理池內(nèi)優(yōu)選采用中空纖維膜，膜通量在60-140L/m2.h;
(3)膜進(jìn)出口壓力大于0.05MPa時(shí)，將膜放入膜清洗池內(nèi)，用清洗劑進(jìn)行清洗，清洗后的膜循環(huán)使用;
(4)向粉末活性炭投加系統(tǒng)內(nèi)投加粉末活性炭，由投料系統(tǒng)投加到混合池內(nèi)，污水用離心泵提升到混合池內(nèi)，攪拌使粉末活性炭與污水充分混合均勻;優(yōu)選地，混合池污水停留時(shí)間為20～40min，最優(yōu)選為30min;
(5)通過提升泵將混合均勻的污水提升到燭式過濾器內(nèi)進(jìn)行炭水分離，經(jīng)過中空微孔濾管截留分離，清水處理后流出，截留在燭式過濾器中的粉末活性炭排出后再生利用或部分投加到前段二級(jí)生化反應(yīng)池內(nèi);
(6)根據(jù)壓力表監(jiān)測(cè)燭式過濾器進(jìn)出水壓力差，壓差增大時(shí)(一般壓差大于0.06MPa)，自動(dòng)開啟反沖洗系統(tǒng)，使用空氣和清水對(duì)過濾器進(jìn)行反沖洗。優(yōu)選地，上述方法由本實(shí)用新型裝置實(shí)現(xiàn)。
與現(xiàn)有深度處理方法相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：
(1)比較常規(guī)的深度處理方法，本實(shí)用新型的系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)單，節(jié)省占地，操作簡(jiǎn)單。
(2)膜混凝反應(yīng)器(MCR)，往污水中投加混凝劑，用膜處理替代常規(guī)沉淀池，將污水中的固液進(jìn)行高效分離。
(3)活性炭可分為粉末活性炭和顆�；钚蕴�，與顆�；钚蕴肯啾�，粉末活性炭制備容易，價(jià)格相對(duì)較低，吸附能力強(qiáng)，吸附速度快，且吸附充分。
(4)粉末活性炭吸附與MCR的聯(lián)合，可以減少粉末活性炭的投加，節(jié)約成本;粉末活性炭吸附進(jìn)一步去除膜混凝反應(yīng)器未截留的污染物，如溶解性有機(jī)物、懸浮顆粒和色度。
(5)膜混凝反應(yīng)聯(lián)合粉末活性炭吸附的方法，作為污水的深度處理，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，出水水質(zhì)可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。
