公布日：2022.05.06
申請日：2022.01.21
分類號(hào)：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/32(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及基于包埋微生物工法的可移動(dòng)式污水處理系統(tǒng)，包括設(shè)于集裝箱體內(nèi)的反應(yīng)池體，反應(yīng)池體具體分割為依次串連的厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、臭氧氧化池和膜池；厭氧池外側(cè)裝有來水進(jìn)水口，厭氧池底部與缺氧池連通處裝有微孔過濾網(wǎng)。好氧池內(nèi)的水通過回流泵回流至缺氧池，好氧池內(nèi)水下部分設(shè)置與曝氣風(fēng)機(jī)出口相連的曝氣管支路和曝氣盤。本發(fā)明的有益效果是:系統(tǒng)的穩(wěn)定和高效運(yùn)行。幾種常規(guī)工業(yè)廢水和生活污水主要污染物去除率均在95％以上。便于膜裝置的獨(dú)立運(yùn)行維護(hù)，大大降低膜污染程度，膜的使用壽命得以延長。本系統(tǒng)主體可安裝于廢舊集裝箱內(nèi)，具備工期短、結(jié)構(gòu)簡易緊湊和移動(dòng)方便的優(yōu)勢，適合大批量、模塊化生產(chǎn)。
權(quán)利要求書
1.一種基于包埋微生物工法的可移動(dòng)式污水處理系統(tǒng)，其特征在于：包括設(shè)于集裝箱體(31)內(nèi)的反應(yīng)池體(1)，反應(yīng)池體(1)具體分割為依次串連的厭氧池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、沉淀池(5)、臭氧氧化池(6)和膜池(7)；厭氧池(2)外側(cè)裝有來水進(jìn)水口(8)，厭氧池(2)底部與缺氧池(3)連通處裝有微孔過濾網(wǎng)(10)。好氧池(4)內(nèi)的水通過回流泵(14)回流至缺氧池(3)，好氧池(4)內(nèi)水下部分設(shè)置與曝氣風(fēng)機(jī)(21)出口相連的曝氣管支路和曝氣盤。臭氧氧化池(6)的池底分布有與臭氧發(fā)生器(16)出口相連接的曝氣管和曝氣盤(17)，同時(shí)臭氧氧化池(6)的池頂采用封閉結(jié)構(gòu)并設(shè)有與尾氣吸收裝置(18)入口相連接的排氣管路。膜池(7)內(nèi)置PVDF中空纖維簾式膜組(19)，組件包括膜架和安裝在膜架上的膜絲，膜架上設(shè)有抽吸接口；抽吸接口與抽吸泵(20)進(jìn)口管和反洗水泵(25)出口管相連接，抽吸泵(20)出水口與產(chǎn)水桶(23)的進(jìn)水口通過管路相連，產(chǎn)水桶(23)底部設(shè)置有產(chǎn)水閥(24)用于產(chǎn)水外排，產(chǎn)水桶(23)另設(shè)有反洗出水口通過反洗進(jìn)水管路與反洗水泵(25)進(jìn)水口相連；堿洗藥桶(26)和酸洗藥桶(28)分別通過堿洗加藥泵(27)和酸洗加藥泵(29)與反洗進(jìn)水管路相連用于化學(xué)清洗加藥，反洗水泵(25)出水口與抽吸接口相連，膜池(7)底部設(shè)置與曝氣風(fēng)機(jī)(21)出口相連的曝氣管(22)曝氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于包埋微生物工法的可移動(dòng)式污水處理系統(tǒng)，其特征在于：厭氧池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、沉淀池(5)、臭氧氧化池(6)和膜池(7)串聯(lián)連接處均設(shè)有溢流堰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于包埋微生物工法的可移動(dòng)式污水處理系統(tǒng)，其特征在于：沉淀池(5)和膜池(7)底部均設(shè)置與排泥泵(15)相連的排泥管路，各分支排泥管路均設(shè)置手動(dòng)閥門,污泥由排泥泵(15)統(tǒng)一外排至集裝箱體外的污泥回收桶。
4.如權(quán)利要求1所述可移動(dòng)式污水處理系統(tǒng)的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：S1.來水通過進(jìn)水口首先進(jìn)入?yún)捬醭�，�?jīng)厭氧處理后從底部流入下一級缺氧池；S2.進(jìn)入缺氧池后，來水與好氧池回流液混合經(jīng)缺氧處理從上部通過溢流方式進(jìn)入下一級好氧池；S3.進(jìn)入好氧池后，來水由底部曝氣提供溶解氧用以進(jìn)行好氧反應(yīng)，同時(shí)廢水通過回流系統(tǒng)以一定回流比回流至上一級缺氧池進(jìn)行反硝化脫氮處理，未被回流的部分繼續(xù)由上部溢流的方式進(jìn)入下一級沉淀池；S4.進(jìn)入沉淀池后，沉淀池為預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)，當(dāng)來水含磷較高通過前期生物除磷工藝無法處理達(dá)標(biāo)時(shí)在沉淀池內(nèi)通過外加除磷絮凝藥劑進(jìn)行化學(xué)除磷，沉淀池出水從上部通過溢流方式進(jìn)入下一級臭氧氧化池；S5.進(jìn)入臭氧氧化池后，臭氧通過射流曝氣裝置進(jìn)行汽水混合后噴射進(jìn)入水體，由于氣泡尺寸極小，與水體接觸面積大具有更好的接觸氧化效率，氧化池池體頂部為封閉設(shè)計(jì)以避免剩余臭氧直接排入大氣，頂部裝有排氣管路并與尾氣吸收裝置聯(lián)通，出水繼續(xù)從頂部自流入下一級膜池；S6.流入膜池后，利用膜分離技術(shù)去除懸浮物改善水質(zhì)，由抽吸泵將產(chǎn)水打入產(chǎn)水箱完成整體水處理過程。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理方法，其特征在于：步驟S1中，厭氧池中加入包埋有厭氧菌群的微生物填料，進(jìn)行該階段污水處理，所述的包埋有厭氧菌群的微生物填料的投加量占厭氧池總體積的20-40％，水力停留時(shí)間為1-3h,溶解氧濃度控制在0.1-0.5mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理方法，其特征在于：步驟S2中，缺氧池中加入包埋有缺氧菌群的微生物填料，進(jìn)行該階段污水處理，所述的包埋有缺氧菌群的微生物填料的投加量占缺氧池總體積的20-40％,水力停留時(shí)間為5-12h，溶解氧濃度控制在0.1-0.5mg/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理方法，其特征在于：步驟S3中，好氧池中加入包埋有好氧菌群的微生物填料，進(jìn)行該階段污水處理，所述的包埋有好氧菌群的微生物填料的投加量占好氧池總體積的20-40％,水力停留時(shí)間為3-8h，溶解氧濃度控制在3.0-5.0mg/L，好氧池與缺氧池之間回流比為200-400％。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理方法，其特征在于：步驟S4中，沉淀池為豎流式，當(dāng)廢水含磷酸根等組分較高時(shí)，在該步投加除磷劑進(jìn)行化學(xué)除磷，除磷劑投加量根據(jù)原水水質(zhì)控制在100-1000ppm。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理方法，其特征在于：步驟S5中，臭氧發(fā)生裝置以空氣為氧氣源采用高壓放電式合成臭氧，根據(jù)來水水質(zhì)控制高壓交流電壓控制在5-15KV，進(jìn)氣臭氧含量為10-20mg/L，為防止臭氧迅速分解水溫需控制在25-35℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理方法，其特征在于：步驟S6中，膜池采用PVDF材質(zhì)的UF中空纖維簾式膜，膜孔徑應(yīng)為0.01-0.1μm，膜池采用間歇運(yùn)行工作方式，持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后進(jìn)行停歇空曝氣，曝氣量為30-80L/簾•min，然后進(jìn)行周期性反洗，周期性反洗包括常規(guī)反洗和化學(xué)清洗，常規(guī)反洗頻率為2-4次/小時(shí)，反洗時(shí)間為0.5-2min；化學(xué)清洗分為酸洗和堿性氧化劑洗，其清洗頻率根據(jù)水質(zhì)情況確定，有機(jī)物清洗采用500-1000ppm的次氯酸鈉與100-400ppm的氫氧化鈉混合溶液，無機(jī)物清洗采用0.2-0.5％的檸檬酸/草酸或0.1-0.2％鹽酸溶液，加藥時(shí)間一般為3-15min，浸泡時(shí)間為15-30min。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種基于包埋微生物工法的可移動(dòng)式污水處理系統(tǒng)。
這種基于包埋微生物工法的可移動(dòng)式污水處理系統(tǒng)，包括設(shè)于集裝箱體內(nèi)的反應(yīng)池體，反應(yīng)池體具體分割為依次串連的厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、臭氧氧化池和膜池；厭氧池外側(cè)裝有來水進(jìn)水口，厭氧池底部與缺氧池連通處裝有微孔過濾網(wǎng)。好氧池內(nèi)的水通過回流泵回流至缺氧池，好氧池內(nèi)水下部分設(shè)置與曝氣風(fēng)機(jī)出口相連的曝氣管支路和曝氣盤。臭氧氧化池的池底分布有與臭氧發(fā)生器出口相連接的曝氣管和曝氣盤，同時(shí)臭氧氧化池的池頂采用封閉結(jié)構(gòu)并設(shè)有與尾氣吸收裝置入口相連接的排氣管路。膜池內(nèi)置PVDF中空纖維簾式膜組，組件包括膜架和安裝在膜架上的膜絲，膜架上設(shè)有抽吸接口；抽吸接口與抽吸泵進(jìn)口管和反洗水泵出口管相連接，抽吸泵出水口與產(chǎn)水桶的進(jìn)水口通過管路相連，產(chǎn)水桶底部設(shè)置有產(chǎn)水閥用于產(chǎn)水外排，產(chǎn)水桶另設(shè)有反洗出水口通過反洗進(jìn)水管路與反洗水泵進(jìn)水口相連；堿洗藥桶和酸洗藥桶分別通過堿洗加藥泵和酸洗加藥泵與反洗進(jìn)水管路相連用于化學(xué)清洗加藥，反洗水泵出水口與抽吸接口相連，膜池底部設(shè)置與曝氣風(fēng)機(jī)出口相連的曝氣管曝氣。
作為優(yōu)選：厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、臭氧氧化池和膜池串聯(lián)連接處均設(shè)有溢流堰。
作為優(yōu)選：沉淀池和膜池底部均設(shè)置與排泥泵相連的排泥管路，各分支排泥管路均設(shè)置手動(dòng)閥門,污泥由排泥泵統(tǒng)一外排至集裝箱體外的污泥回收桶。
這種可移動(dòng)式污水處理系統(tǒng)的處理方法，包括以下步驟：
S1.來水通過進(jìn)水口首先進(jìn)入?yún)捬醭�，�?jīng)厭氧處理后從底部流入下一級缺氧池；
S2.進(jìn)入缺氧池后，來水與好氧池回流液混合經(jīng)缺氧處理從上部通過溢流方式進(jìn)入下一級好氧池；
S3.進(jìn)入好氧池后，來水由底部曝氣提供溶解氧用以進(jìn)行好氧反應(yīng)，同時(shí)廢水通過回流系統(tǒng)以一定回流比回流至上一級缺氧池進(jìn)行反硝化脫氮處理，未被回流的部分繼續(xù)由上部溢流的方式進(jìn)入下一級沉淀池；
S4.進(jìn)入沉淀池后，沉淀池為預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)，當(dāng)來水含磷較高通過前期生物除磷工藝無法處理達(dá)標(biāo)時(shí)在沉淀池內(nèi)通過外加除磷絮凝藥劑進(jìn)行化學(xué)除磷，沉淀池出水從上部通過溢流方式進(jìn)入下一級臭氧氧化池；
S5.進(jìn)入臭氧氧化池后，臭氧通過射流曝氣裝置進(jìn)行汽水混合后噴射進(jìn)入水體，由于氣泡尺寸極小，與水體接觸面積大具有更好的接觸氧化效率，氧化池池體頂部為封閉設(shè)計(jì)以避免剩余臭氧直接排入大氣，頂部裝有排氣管路并與尾氣吸收裝置聯(lián)通，出水繼續(xù)從頂部自流入下一級膜池；
S6.流入膜池后，利用膜分離技術(shù)去除懸浮物改善水質(zhì)，由抽吸泵將產(chǎn)水打入產(chǎn)水箱完成整體水處理過程。
作為優(yōu)選：步驟S1中，厭氧池中加入包埋有厭氧菌群的微生物填料，進(jìn)行該階段污水處理，所述的包埋有厭氧菌群的微生物填料的投加量占厭氧池總體積的20-40％，水力停留時(shí)間為1-3h,溶解氧濃度控制在0.1-0.5mg/L。
作為優(yōu)選：步驟S2中，缺氧池中加入包埋有缺氧菌群的微生物填料，進(jìn)行該階段污水處理，所述的包埋有缺氧菌群的微生物填料的投加量占缺氧池總體積的20-40％,水力停留時(shí)間為5-12h，溶解氧濃度控制在0.1-0.5mg/L。
作為優(yōu)選：步驟S3中，好氧池中加入包埋有好氧菌群的微生物填料，進(jìn)行該階段污水處理，所述的包埋有好氧菌群的微生物填料的投加量占好氧池總體積的20-40％,水力停留時(shí)間為3-8h，溶解氧濃度控制在3.0-5.0mg/L，好氧池與缺氧池之間回流比為200-400％。
作為優(yōu)選：步驟S4中，沉淀池為豎流式，當(dāng)廢水含磷酸根等組分較高時(shí)，在該步投加除磷劑進(jìn)行化學(xué)除磷，除磷劑投加量根據(jù)原水水質(zhì)控制在100-1000ppm。
作為優(yōu)選：步驟S5中，臭氧發(fā)生裝置以空氣為氧氣源采用高壓放電式合成臭氧，根據(jù)來水水質(zhì)控制高壓交流電壓控制在5-15KV，進(jìn)氣臭氧含量為10-20mg/L，為防止臭氧迅速分解水溫需控制在25-35℃。
作為優(yōu)選：步驟S6中，膜池采用PVDF材質(zhì)的UF中空纖維簾式膜，膜孔徑應(yīng)為0.01-0.1μm，膜池采用間歇運(yùn)行工作方式，持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后進(jìn)行停歇空曝氣，曝氣量為30-80L/簾-min，然后進(jìn)行周期性反洗，周期性反洗包括常規(guī)反洗和化學(xué)清洗，常規(guī)反洗頻率為2-4次/小時(shí)，反洗時(shí)間為0.5-2min；化學(xué)清洗分為酸洗和堿性氧化劑洗，其清洗頻率根據(jù)水質(zhì)情況確定，有機(jī)物清洗采用500-1000ppm的次氯酸鈉與100-400ppm的氫氧化鈉混合溶液，無機(jī)物清洗采用0.2-0.5％的檸檬酸/草酸或0.1-0.2％鹽酸溶液，加藥時(shí)間一般為3-15min，浸泡時(shí)間為15-30min。
本發(fā)明的有益效果是:
1.本系統(tǒng)所用的包埋菌填料材質(zhì)為聚乙烯醇(PVA)，載體材料為活性炭，所包埋菌種均為生化污泥中篩選培養(yǎng)得到的高效活性菌種，分別制成包埋菌種單一的厭氧、缺氧和好氧三種包埋菌投放至對應(yīng)的反應(yīng)池，使三者始終處于各自的專一環(huán)境中，有效提高了整個(gè)包埋填料的微生物活性和抗沖擊負(fù)荷能力，更有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定和高效運(yùn)行。
2.將生化處理、臭氧氧化法和膜分離技術(shù)結(jié)合起來，前段利用包埋菌高效去除可降解有機(jī)物脫氮除磷，中段利用臭氧可氧化分解如芳環(huán)類難降解有機(jī)物凈化水質(zhì)，末端利用膜分離技術(shù)節(jié)流水中懸浮顆粒物最終達(dá)標(biāo)排放，幾種常規(guī)工業(yè)廢水和生活污水主要污染物去除率均在95％以上。
3.與傳統(tǒng)的MBR工藝相比，該系統(tǒng)將生化處理與膜分離技術(shù)分割開來，不僅可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制各生化階段的溶氧等反應(yīng)條件兼顧脫氮、除磷和去除有機(jī)物的功能，同時(shí)也便于膜裝置的獨(dú)立運(yùn)行維護(hù)，大大降低膜污染程度，膜的使用壽命得以延長。
4.本系統(tǒng)主體可安裝于廢舊集裝箱內(nèi)，具備工期短、結(jié)構(gòu)簡易緊湊和移動(dòng)方便的優(yōu)勢，適合大批量、模塊化生產(chǎn)，可以廣泛應(yīng)用于偏遠(yuǎn)且來水較為分散的地區(qū)，同時(shí)系統(tǒng)整體電力運(yùn)行成本較低，在電力系統(tǒng)欠發(fā)達(dá)區(qū)域也能保證正常運(yùn)行。
（發(fā)明人：趙國萍;張弛;陳瑤姬;賴春芳;王潔;陳彪;馮向東;婁寶輝;張雨婷;鄭志坤;黃建元;童小忠）
