申請日2015.07.15
公開(公告)日2016.01.20
IPC分類號C02F9/14
摘要
本實用新型提供了一種帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置，屬于醫(yī)療廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有醫(yī)療廢水處理易產(chǎn)生污泥、污水處理裝置占地面積大等技術(shù)問題。本醫(yī)療廢水處理裝置包括具有空腔的罐體，罐體上側(cè)開設有連通空腔的進水口，腔體包括相互隔開的分解池、曝氣池和膜組件處理池，進水口位于分解池上方且所述分解池與曝氣池之間、曝氣池與所述膜組件處理池之間均相連通，曝氣池內(nèi)設有曝氣結(jié)構(gòu)，膜組件處理池內(nèi)設有膜-生物反應器，膜組件處理池內(nèi)連接有出水管道，帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置還包括能夠?qū)Τ鏊艿纼?nèi)的液體進行消毒的紫外線燈管。本醫(yī)療廢水處理裝置具有占地面積小、集成度高及減少二次污染的優(yōu)點。
權(quán)利要求書
1.一種帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置，其特征在于，所述帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置包括具有空腔 (2)的罐體(1)，所述罐體(1)上側(cè)開設有連通空腔(2)的進水口(3)，所述腔體包括相互隔開的分解池(8)、曝氣池(9)和膜組件處理池(10)，所述進水口(3)位于所述分解池(8)上方且所述分解池(8)與曝氣池(9)之間、所述曝氣池(9)與所述膜組件處理池(10)之間均相連通，所述曝氣池(9)內(nèi)設有曝氣結(jié)構(gòu)(12)，所述膜組件處理池(10)內(nèi)設有膜-生物反應器(11)，所述膜組件處理池(10)內(nèi)連接有出水管道(13)，所述帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置還包括能夠?qū)Τ鏊艿?13)內(nèi)的液體進行消毒的紫外線燈管(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置，其特征在于，所述罐體(1)內(nèi)依次間隔設有豎直向上的隔板一(6)和隔板二(7)，所述隔板一(6)和隔板二(7) 將所述罐體(1)的空腔(2)分隔為所述的分解池(8)、曝氣池 (9)和膜組件處理池(10);所述隔板一(6)和隔板二(7)的上端面均與所述罐體(1)的上側(cè)內(nèi)壁之間具有間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置，其特征在于，所述帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置還包括出水口(4)，所述紫外線燈管(15)設置在所述罐體(1)上方，所述出水管道(13)上設有自吸泵(5)，所述出水管道(13)的一端設置在所述膜-生物反應器(11)一側(cè)，所述出水管道(13)穿過所述紫外線燈管(15)的紫外線照射區(qū)域且所述出水管道(13)另一端與所述出水口(4)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置，其特征在于，所述曝氣結(jié)構(gòu)(12)包括設置在所述罐體(1)上方的風機(121)，所述曝氣池(9)靠近底部間隔設有若干具有出氣小孔的擴散盤(122)，所述擴散盤(122)的出氣小孔與所述風機(121)通過通氣管道一(123)相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置，其特征在于，所述風機(121)還連接有通氣管道二 (14)，所述通氣管道二(14)的出氣口位于所述膜-生物反應器 (11)處。
說明書
一種帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型屬于醫(yī)療廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置。
背景技術(shù)
世界上的淡水資源相對來說比較匱乏，中國是一個嚴重缺水國家，污水處理及回用是開發(fā)利用水資源的有效措施之一。污水回用是將城市污水、工業(yè)污水等通過污水處理裝置處理之后，將其重復利用;各種污水就近可得，可免去長距離輸水，而實現(xiàn)就近處理實現(xiàn)水資源的充分利用，同時污水經(jīng)過就近處理，也可防止污水在長距離輸送過程中造成污水滲漏，導致污染地下水源;污水回用已經(jīng)在世界上許多缺水的地區(qū)廣泛采用。
我國專利(公告號：CN203946925U;公開日：2014-11-19)公開了一種污水處理罐，其罐體內(nèi)設置有過濾膜支架和過濾膜自動清潔裝置，在過濾膜支架的作用下，污水中的污物可形成過濾膜，過濾膜自動清潔裝置使由污物形成的過濾膜振動、部分脫落，可有效地防止過濾膜板結(jié)，降低了污水處理罐的清洗頻率和維護成本，使得污水處理罐的工作時間延長，污水處理量增多，污水處理能力得到了提高;通過設置沖洗裝置，在污水處理罐停止工作時，對罐體和/或過濾膜支架進行沖洗，以防止污水中的污物滯留在罐體的內(nèi)壁面上形成掛臘，或者污物滯留在過濾膜支架上，堵塞過濾膜支架上的過水間隙。
上述專利中的污水處理罐雖然設置了過濾膜自動清潔裝置能夠清洗過濾膜，但該裝置結(jié)構(gòu)復雜，占用空間較大，同時上述專利中污水處理罐采用的普通過濾膜會沉淀出大量的污泥，難以處理，而且過濾的水質(zhì)效果有待提高。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型針對現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問題，提供一種帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置，本實用新型所要解決的技術(shù)問題：一是如何提高污水處理效率和污水處理后的水質(zhì)效果，二是如何減少污水處理裝置的占地面積和提高污水處理后的水質(zhì)效果。
本實用新型的第一個目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理方法，其特征在于，所述帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理方法包括以下步驟：
a、預處理：將污水置入分解池中，利用厭氧發(fā)酵法處理污水;
b、好氧處理：將經(jīng)過步驟a處理的污水置入曝氣池中，利用曝氣手段使空氣和污水充分接觸;
c、膜組件處理：將經(jīng)過步驟b處理的污水置入膜組件處理池中，利用膜-生物反應器將污水中的懸浮物過濾截留，并對污水中的有機物和可氧化物質(zhì)進行降解或氧化分解，降低污水中的生化耗氧量以及化學耗氧量指標;
d、消毒排放：利用自吸泵將經(jīng)過步驟c處理的污水吸出，并進入紫外線燈管消毒，達到排放標準以后進行排放。
其原理如下：本技術(shù)方案中采用MBR(MembraneBio-Reactor，膜-生物反應器)作為污水處理凈化膜組件，污水進入一區(qū)分解池預處理，利用厭氧發(fā)酵法處理污水，在厭氧微生物的作用下，對可生物降解的高濃度污水經(jīng)厭氧發(fā)酵，大部分有機物被降解，使污水初步凈化，在降解有機物的過程中不斷產(chǎn)生污泥。然后污水進入二區(qū)曝氣池中，經(jīng)曝氣結(jié)構(gòu)使空氣與污水強烈充分接觸，其目的在于將空氣中的氧溶解于污水中，將污水中不需要的氣體和揮發(fā)性物質(zhì)放逐到空氣中，促進氣體與液體之間物質(zhì)交換，從而進一步好氧處理，曝氣結(jié)構(gòu)還能夠通過使水流運動達到充分混合和攪拌的目的，空氣中的氧通過曝氣傳遞到污水中與有機物或可氧化物質(zhì)接觸，降低污水中的COD和BOD(COD：ChemicalOxygenDemand，利用化學氧化劑將水中可氧化物質(zhì)氧化分解，根據(jù)殘留的氧化劑的量計算出氧的消耗量;BOD：BiochemicalOxygenDemand，生化需氧量或生化耗氧量，表示水中有機物等需氧污染物質(zhì)含量的一個綜合指示)指標。然后污水再進入三區(qū)膜組件處理池經(jīng)由膜-生物反應器處理，截留懸浮物和降解污水中的有機物和可氧化物質(zhì)，然后通過自吸泵利用出水管道將處理后的污水吸出來并進入紫外線燈管進行消毒，最后達標排放。
本技術(shù)方案可以用于醫(yī)療廢水處理，該處理標準采用《醫(yī)療廢水排放標準》(GB/T18466-2005)的規(guī)定。
在上述的帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理方法中，在步驟a之前，利用管道收集生活廢水，通過格柵池去除污水中大顆粒懸浮物。
在上述的帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理方法中，在步驟a中，初步去除污水中的懸浮物和有機物使污水中懸浮物以及生化耗氧量的指標分別達到40%～50%和20%～30%。經(jīng)過步驟a處理后SS(SuspendedSubstance，水質(zhì)中的懸浮物)達到40%～50%，優(yōu)選45%，BOD(BiochemicalOxygenDemand，生化需氧量或生化耗氧量，表示水中有機物等需氧污染物質(zhì)含量的一個綜合指示)指標達到20%～30%，優(yōu)選為25%。
在上述的帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理方法中，在步驟c中，利用膜-生物反應器截留污水中90%-95%的懸浮物。經(jīng)過步驟c處理后，污水中的懸浮物得到進一步過濾和處理，SS(SuspendedSubstance，水質(zhì)中的懸浮物)的去除率達到90%-95%，從而滿足污水處理排放標準。
在上述的帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理方法中，在步驟d中，紫外線燈管發(fā)出的紫外光為C射線，波長為240nm～260nm。本技術(shù)方案中優(yōu)選波長為253.7nm的紫外線。紫外線殺菌UV燈發(fā)出波長253.7nm的紫外線，紫外線殺菌燈在幾秒時間內(nèi)就可以殺死細菌病毒，殺菌效率高達99%。該紫外線使細菌和病毒的蛋白質(zhì)發(fā)生變性離解、核酸中形成胸腺嘧啶二聚體，從而破壞各種病毒和細菌的DNA和RNA結(jié)構(gòu)，殺死其他消毒方法不能消滅的細菌。
每一粒波長253.7nm的紫外線光子具有4.9eV的能量。當紫外線照射到微生物時，便發(fā)生能量的傳遞和積累，積累結(jié)果造成微生物滅活，從而達到消毒的目的。當細菌，病毒吸收超過3600～65000uW/cm2計量時，對細菌、病毒的去氧核醣核酸(DNA)及核醣核酸(RNA)具有強大破壞力，能使細菌、病毒喪失生存力及繁殖力進而消滅細菌，病毒，達到消毒滅菌成效。紫外線一方面可使核酸突變，阻礙其復制，轉(zhuǎn)錄封鎖及蛋白質(zhì)的合成;一方面產(chǎn)生自由基可引起光電離，從而導致細胞的死亡。
本實用新型的第二個目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置，其特征在于，所述帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置包括具有空腔的罐體，所述罐體上側(cè)開設有連通空腔的進水口，所述腔體包括相互隔開的分解池、曝氣池和膜組件處理池，所述進水口位于所述分解池上方且所述分解池與曝氣池之間、所述曝氣池與所述膜組件處理池之間均相連通，所述曝氣池內(nèi)設有曝氣結(jié)構(gòu)，所述膜組件處理池內(nèi)設有膜-生物反應器，所述膜組件處理池內(nèi)連接有出水管道，所述帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置還包括能夠?qū)Τ鏊艿纼?nèi)的液體進行消毒的紫外線燈管。
其原理如下：運用第一個技術(shù)方案的帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理方法，并結(jié)合并技術(shù)方案中帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置達到處理污水的目的，收集的生活廢水經(jīng)過管道與本罐體上的進水口相連，污水從進水口流入分解池中，在分解池經(jīng)過初步沉淀和分解，再到曝氣池中經(jīng)曝氣結(jié)構(gòu)使空氣與污水強烈充分接觸，其目的在于將空氣中的氧溶解于污水中，將污水中不需要的氣體和揮發(fā)性物質(zhì)放逐到空氣中，促進氣體與液體之間物質(zhì)交換，從而進一步好氧處理;然后再到膜組件處理池中，膜組件處理池中培養(yǎng)有大量的馴化細菌，在兼氧、好氧微生物的新陳代謝作用下，污水中的各類污染物得到去除，通過膜的過濾作用可以完全做到“固液分離”，從而保證出水濁度降至極低，污水中的各類污染物也通過膜的過濾作用得到進一步的去除。污水經(jīng)過膜-生物反應器處理后再采用紫外線殺菌，紫外線燈管發(fā)射的紫外線可使蛋白質(zhì)發(fā)生變性離解，核酸中形成胸腺嘧啶二聚體，破壞各種病毒和細菌的DNA和RNA結(jié)構(gòu)，導致細菌和病毒的死亡，還能夠殺死其他消毒方法不能殺菌的細菌;本紫外線燈管發(fā)射的紫外線能夠在幾秒時間內(nèi)就可以殺死細菌病毒，殺菌效率高達99%。最后經(jīng)過出水管道排出水質(zhì)較好的水，完成污水的凈化回收利用。本帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，產(chǎn)生的污泥少，污水處理效率高，水質(zhì)效果好。
在膜組件處理池中，有機物的降解主要是通過形成較高濃度的污泥在兼性厭氧性菌作用下完成的;大分子有機污染物被逐步降解為小分子有機物，最終氧化分解為CO2、H2O等穩(wěn)定的無機物質(zhì)，由于兼性厭氧菌的生成不需要溶解氧的保證，所以降低了動力消耗。膜-生物反應器在實現(xiàn)污水處理回用的同時，實現(xiàn)了有機污泥的大幅度減量，可實現(xiàn)基本無有機剩余污泥排放，成功解決了剩余污泥處置難題。
新增有機物在兼性厭氧菌的作用下一部分被分解為小分子有機物，繼而被氧化分解為CO2、H2O等無機物;另一部分被合成為細胞。在低污泥負荷條件下，該細胞作為營養(yǎng)物在兼性厭氧菌作用下一部分又被分解為小分子有機物，繼而又被氧化分解為CO2、H2O等無機物;另一部分又被合成為新細胞。依此類推，在低污泥負荷條件下，該新細胞又作為營養(yǎng)物，在兼性厭氧菌的作用下繼續(xù)作分解與合成的代謝，直至細胞最后全部代謝為CO2、H2O等無機物。
當系統(tǒng)內(nèi)新增細胞等于代謝速率時，有機污泥零增長。本申請人通過長期實驗監(jiān)測出當污泥自身消化與增殖達到動態(tài)平衡時，系統(tǒng)內(nèi)的污泥負荷基本維持在0.072kg(COD)/kg(MLSS·d)。進水有機污染物濃度高，新增細胞多，代謝速率高，MLVSS升高;反之，進水有機污染物濃度低，新增細胞少，代謝速率低，MLVSS降低。由于膜-生物反應器能夠?qū)⒓毦亓粝聛�，污泥濃度隨進水濃度可以在比較寬的范圍內(nèi)波動，確保系統(tǒng)能在0.072kg(COD)/kg(MLSS·d)這個污泥負荷下運行，實現(xiàn)有機剩余污泥近零排放。且通過不排泥方式的運行，可以維持較長污泥齡，抑制了絲狀菌的增殖，解決了不排泥情況下的污泥膨脹問題。
污水除磷技術(shù)主要有化學除磷和生物除磷，化學除磷藥劑用量大，產(chǎn)生的化學污泥多，運行成本高;生物除磷需通過排泥實現(xiàn)，存在剩余污泥處理難題，本技術(shù)方案利用膜-生物反應器對有機污泥進行分解，解決了這一難題。
本技術(shù)方案中還采用兼氧生物氣化除磷工藝，厭氧氨氧化的反應機理是：在一定條件下，硝化作用產(chǎn)生大量的NO2-累積，厭氧氨氧化菌首先將NO2-轉(zhuǎn)化成NH2OH，再以NH2OH為電子受體將NH4+氧化生成N2H4;N2H4轉(zhuǎn)化成N2，并為NO2-還原成NH2OH提供電子，實驗中有少量NO2-被氧化成NO2-。由于實現(xiàn)了短程硝化、厭氧氨氧化作用，減少了供氧，大幅降低曝氣能耗和反硝化所需碳源，從而實現(xiàn)了高效脫氮目的。在實施上，不僅要優(yōu)化營養(yǎng)條件和環(huán)境條件，促進厭氧氨氧化菌的生長，同時要設法改善菌體的沉降性能并改進反應器的結(jié)構(gòu)，促使功能菌有效持留。
厭氧氨氧化涉及的化學反應為：
NH2OH+NH3→N2H4+H2O;
N2H4→N2+4[H];
HNO2+4[H]→NH2OH+H2O。
在上述的帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置中，所述罐體內(nèi)依次間隔設有豎直向上的隔板一和隔板二，所述隔板一和隔板二將所述罐體的空腔分隔為所述的分解池、曝氣池和膜組件處理池;所述隔板一和隔板二的上端面均與所述罐體的上側(cè)內(nèi)壁之間具有間隙。污水從進水口從上往下進入后在重力作用下沖到底部，處理過程中達到一定量后自動漫過隔板一或隔板二，進入下一道工序，提高自動化的同時保證充分反應。
在上述的帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置中，所述帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置還包括出水口，所述紫外線燈管設置在所述罐體上方，所述出水管道上設有自吸泵，所述出水管道的一端設置在所述膜-生物反應器一側(cè)，所述出水管道穿過所述紫外線燈管的紫外線照射區(qū)域且所述出水管道另一端與所述出水口相連接。
在上述的帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置中，所述曝氣結(jié)構(gòu)包括設置在所述罐體上方的風機，所述曝氣池靠近底部間隔設有若干具有出氣小孔的擴散盤，所述擴散盤的出氣小孔與所述風機通過通氣管道一相連通。本技術(shù)方案中的擴散盤包括出氣管上端設置的圓錐形葉片，圓錐形葉片上開設若干出氣小孔，出氣小孔與出氣管相連通，出氣管下端通氣管道一相連通。
在上述的帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置中，所述風機還連接有通氣管道二，所述通氣管道二的出氣口位于所述膜-生物反應器處。本技術(shù)方案中風機通過通氣管道二對膜-生物反應器處通氣，從而對膜-生物反應器的膜絲進行沖刷、震蕩，并防止膜-生物反應器的污染和堵塞，同時產(chǎn)生的溶解氧正好被用來氧化部分小分子有機物和維持出水的溶解氧值。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型中的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：
1、本帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理方法出水效果好，懸浮物小于10mg/L。
2、本帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理方法利用紫外線殺菌無二次污染，運行安全，可靠而且成本及運行維護費用低。
3、本帶紫外線消毒的膜技術(shù)醫(yī)療廢水處理裝置占地面積少，集成度高，有機污泥近零排放，減少二次污染。
