公布日：2023.04.04
申請(qǐng)日：2022.11.16
分類(lèi)號(hào)：C02F3/12(2006.01)I;C02F3/20(2006.01)I;C02F3/26(2006.01)I
摘要
一種可處理航天廢水的MABR一體化裝置及方法，屬于廢水處理裝置技術(shù)領(lǐng)域。當(dāng)壓力超過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全值時(shí)PLC給予相應(yīng)警示。進(jìn)水結(jié)束后，循環(huán)離心泵延時(shí)開(kāi)啟，待處理廢水與循環(huán)水箱內(nèi)殘余水混合，污水不斷地經(jīng)過(guò)生物膜表面，使污染物濃度降低。當(dāng)供氣氣源為純氧或者空氣時(shí)，對(duì)應(yīng)氣路打開(kāi)，采取單端供氧模式，供氣壓力維持預(yù)定范圍內(nèi)。當(dāng)供氣壓力低于設(shè)定值時(shí)，PLC系統(tǒng)控制氣源開(kāi)關(guān)補(bǔ)充純氧供應(yīng)。PLC控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各部分氣體/液體的壓力、流量及水質(zhì)情況，監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸至PLC控制裝置中，PLC裝置根據(jù)數(shù)據(jù)反饋綜合分析并調(diào)整受控設(shè)備的開(kāi)關(guān)。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種可處理航天廢水的MABR一體化裝置，其特征在于,包括PLC控制裝置，空氣氣源與一路的進(jìn)氣裝置的手動(dòng)減壓閥的一端連接，手動(dòng)減壓閥的另一端與氣體安全閥連接，氣體安全閥的另一端與進(jìn)氣氣路閥連接，進(jìn)氣氣路閥的另一端與MABR反應(yīng)器主體連接，純氧氣源與另一路的進(jìn)氣裝置的手動(dòng)減壓閥的一端連接，手動(dòng)減壓閥的另一端與氣體安全閥連接，氣體安全閥的另一端與進(jìn)氣氣路閥連接，進(jìn)氣氣路閥的另一端與MABR反應(yīng)器主體連接，MABR反應(yīng)器主體分別與多水質(zhì)檢測(cè)儀、液體壓力計(jì)、氣體壓力計(jì)、進(jìn)水止回閥、取樣/放空閥及循環(huán)水箱的一端連接，進(jìn)水口與進(jìn)水離心泵的一端與連接，進(jìn)水離心泵的另一端與連接進(jìn)水止回閥，氣體壓力計(jì)的另一端與氣體流量計(jì)連接，氣體流量計(jì)的另一端與連接排氣氣路閥，排氣氣路閥的另一端與干燥器連接，干燥器的另一端與氧氣/二氧化碳傳感器連接，氧氣/二氧化碳傳感器的另一端與氣體排放口連接，循環(huán)水箱出口端與液體泄壓閥連接，液體泄壓閥的另一端與循環(huán)離心泵連接，循環(huán)離心泵的另一端與多水質(zhì)檢測(cè)儀的另一端連接，循環(huán)水箱的另一端與壓力電磁閥連接，壓力電磁閥的另一端及壓力調(diào)節(jié)閥的一端與出水口連接，PLC控制裝置分別與上述部件連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可處理航天廢水的MABR一體化裝置，其特征在于,出水管路閥、Y型過(guò)濾器、出水止回閥及壓力調(diào)節(jié)閥相互順序連接形成出液固分離過(guò)濾裝置，兩個(gè)液固分離過(guò)濾裝置分別連通循環(huán)水箱與出水口。
3.一種可處理航天廢水的MABR一體化處理方法，其特征在于,含有以下步驟：步驟1、MABR一體化系統(tǒng)由PLC系統(tǒng)控制各部件的開(kāi)關(guān)，待處理的航天混合廢水自進(jìn)水經(jīng)泵加壓后在MABR箱體內(nèi)混合，在出水口壓力的作用下，已處理的廢水經(jīng)液固分離過(guò)濾裝置排除至裝置外，PLC同時(shí)通過(guò)監(jiān)測(cè)液固分離期間系統(tǒng)壓力，當(dāng)壓力超過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全值時(shí)PLC給予相應(yīng)警示，步驟2、進(jìn)水結(jié)束后，循環(huán)離心泵延時(shí)開(kāi)啟，待處理廢水與循環(huán)水箱內(nèi)殘余水混合，污水不斷地經(jīng)過(guò)生物膜表面，使污染物濃度降低，步驟3、當(dāng)供氣氣源為空氣時(shí)，對(duì)應(yīng)進(jìn)氣氣路開(kāi)啟，空氣循環(huán)流動(dòng)，供氣壓力維持在設(shè)定范圍內(nèi)；當(dāng)氧氣含量低于預(yù)定值時(shí)，管道內(nèi)氣體停止循環(huán)，PLC系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)補(bǔ)充新鮮空氣供氧，步驟4、當(dāng)供氣氣源為純氧時(shí)，對(duì)應(yīng)氣路打開(kāi)，采取單端供氧模式，供氣壓力維持預(yù)定范圍內(nèi)，當(dāng)供氣壓力低于設(shè)定值時(shí)，PLC系統(tǒng)控制氣源開(kāi)關(guān)補(bǔ)充純氧供應(yīng)，步驟5、PLC控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各部分氣體/液體的壓力、流量及水質(zhì)情況，監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸至PLC控制裝置中，PLC裝置根據(jù)數(shù)據(jù)反饋綜合分析并調(diào)整受控設(shè)備的開(kāi)關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可處理航天廢水的MABR一體化處理方法，其特征在于,當(dāng)進(jìn)水路系統(tǒng)、出水路系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，待處理的航天混合廢水自進(jìn)水離心泵加壓后泵入MABR箱體中，廢水在MABR箱體內(nèi)混合，出水管路閥延遲開(kāi)啟，受出水口壓力的影響，已處理的廢水不斷地從循環(huán)水箱經(jīng)液固分離過(guò)濾裝置排除至裝置外，反應(yīng)器準(zhǔn)備對(duì)下一批次廢水開(kāi)始降解處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可處理航天廢水的MABR一體化處理方法，其特征在于,當(dāng)循環(huán)水路(監(jiān)測(cè))運(yùn)行時(shí)，排水管路閥關(guān)閉，循環(huán)離心泵延時(shí)開(kāi)啟，循環(huán)裝置使得待處理廢水與循環(huán)水箱內(nèi)殘余水混合，污水不斷地經(jīng)過(guò)膜絲上的生物膜表面，污染物濃度不斷降低，同時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀表定時(shí)測(cè)定水質(zhì)指標(biāo)，并反饋至PLC系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可處理航天廢水的MABR一體化處理方法，其特征在于,當(dāng)空氣氣源供氣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，對(duì)應(yīng)進(jìn)氣氣路閥開(kāi)啟，排氣氣路閥開(kāi)啟，供氣壓力維持在預(yù)定范圍內(nèi)。在此狀態(tài)下供氧時(shí)：空氣經(jīng)手動(dòng)減壓閥及氣體安全閥，進(jìn)入MABR箱體，空氣隨即在壓力作用下沿內(nèi)部膜絲向微生物供氧，同時(shí)監(jiān)測(cè)氣體壓力及流量計(jì)，隨后空氣被干燥器干燥，氧氣/二氧化碳傳感器監(jiān)測(cè)其含量，當(dāng)含量低于預(yù)定值時(shí)，管道內(nèi)氣體停止循環(huán)，管道氣體將被排空，再次補(bǔ)充新鮮空氣繼續(xù)為裝置供氧。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可處理航天廢水的MABR一體化處理方法，其特征在于,當(dāng)純氧氣源供氣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，對(duì)應(yīng)氣路閥打開(kāi)，排氣氣路閥處于常閉狀態(tài)，供氣壓力在預(yù)定范圍內(nèi)。純氧經(jīng)手動(dòng)減壓閥及氣體安全閥進(jìn)入MABR箱體。當(dāng)供氣壓力低于設(shè)定值時(shí)，氣源將及時(shí)補(bǔ)充純氧。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可處理航天廢水的MABR一體化處理方法，其特征在于,含有以下步驟：MABR一體化系統(tǒng)由PLC系統(tǒng)控制各部件的開(kāi)關(guān)，待處理的航天混合廢水經(jīng)泵加壓后在MABR箱體內(nèi)混合，同時(shí)在系統(tǒng)壓力的作用下，上次循環(huán)的已處理的廢水經(jīng)液固分離過(guò)濾裝置排除至裝置外，期間PLC系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安全性；進(jìn)水結(jié)束后，系統(tǒng)開(kāi)啟待處理廢水與循環(huán)水箱內(nèi)殘余水混合，污水不斷地經(jīng)過(guò)生物膜表面，使污染物濃度降低；當(dāng)供氣氣源為空氣時(shí)，對(duì)應(yīng)進(jìn)氣氣路開(kāi)啟，當(dāng)供氣氣源為純氧時(shí)，對(duì)應(yīng)氣路打開(kāi)，采取單端供氧模式，供氣壓力維持在預(yù)定范圍內(nèi)，當(dāng)氧氣含量分別低于其預(yù)定值時(shí)，PLC系統(tǒng)控制氣路系統(tǒng)補(bǔ)充新鮮氧氣供應(yīng)。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種可處理航天廢水的MABR一體化裝置及方法。采用MABR無(wú)泡曝氣膜生物反應(yīng)器為核心的航天廢水一體化處理系統(tǒng)適用性明顯，利用一體化系統(tǒng)可以滿足對(duì)MABR運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)管理與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需求，并及時(shí)反饋廢水的處理情況。
一種可處理航天廢水的MABR一體化裝置，包括PLC控制裝置，空氣氣源與一路的進(jìn)氣裝置的手動(dòng)減壓閥的一端連接，手動(dòng)減壓閥的另一端與氣體安全閥連接，氣體安全閥的另一端與進(jìn)氣氣路閥連接，進(jìn)氣氣路閥的另一端與MABR反應(yīng)器主體連接，純氧氣源與另一路的進(jìn)氣裝置的手動(dòng)減壓閥的一端連接，手動(dòng)減壓閥的另一端與氣體安全閥連接，氣體安全閥的另一端與進(jìn)氣氣路閥連接，進(jìn)氣氣路閥的另一端與MABR反應(yīng)器主體連接，MABR反應(yīng)器主體分別與多水質(zhì)檢測(cè)儀、液體壓力計(jì)、氣體壓力計(jì)、進(jìn)水止回閥、取樣/放空閥及循環(huán)水箱的一端連接，進(jìn)水口與進(jìn)水離心泵的一端與連接，進(jìn)水離心泵的另一端與連接進(jìn)水止回閥，氣體壓力計(jì)的另一端與氣體流量計(jì)連接，氣體流量計(jì)的另一端與連接排氣氣路閥，排氣氣路閥的另一端與干燥器連接，干燥器的另一端與氧氣/二氧化碳傳感器連接，氧氣/二氧化碳傳感器的另一端與氣體排放口連接，循環(huán)水箱出口端與液體泄壓閥連接，液體泄壓閥的另一端與循環(huán)離心泵連接，循環(huán)離心泵的另一端與多水質(zhì)檢測(cè)儀的另一端連接，循環(huán)水箱的另一端與壓力電磁閥連接，壓力電磁閥的另一端及壓力調(diào)節(jié)閥的一端與出水口連接，PLC控制裝置分別與上述部件連接。
出水管路閥、Y型過(guò)濾器、出水止回閥及壓力調(diào)節(jié)閥相互順序連接形成出液固分離過(guò)濾裝置，兩個(gè)液固分離過(guò)濾裝置分別連通循環(huán)水箱與出水口。
一種可處理航天廢水的MABR一體化處理方法，含有以下步驟：
步驟1、MABR一體化系統(tǒng)由PLC系統(tǒng)控制各部件的開(kāi)關(guān)，待處理的航天混合廢水自進(jìn)水經(jīng)泵加壓后在MABR箱體內(nèi)混合，在出水口壓力的作用下，已處理的廢水經(jīng)液固分離過(guò)濾裝置排除至裝置外。PLC同時(shí)通過(guò)監(jiān)測(cè)液固分離期間系統(tǒng)壓力，當(dāng)壓力超過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全值時(shí)PLC給予相應(yīng)警示。
步驟2、進(jìn)水結(jié)束后，循環(huán)離心泵延時(shí)開(kāi)啟，待處理廢水與循環(huán)水箱內(nèi)殘余水混合，污水不斷地經(jīng)過(guò)生物膜表面，使污染物濃度降低。
步驟3、當(dāng)供氣氣源為空氣時(shí)，對(duì)應(yīng)進(jìn)氣氣路開(kāi)啟，空氣循環(huán)流動(dòng)，供氣壓力維持在設(shè)定范圍內(nèi)；當(dāng)氧氣含量低于預(yù)定值時(shí)，管道內(nèi)氣體停止循環(huán)，PLC系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)補(bǔ)充新鮮空氣供氧。
步驟4、當(dāng)供氣氣源為純氧時(shí)，對(duì)應(yīng)氣路打開(kāi)，采取單端供氧模式，供氣壓力維持預(yù)定范圍內(nèi)。當(dāng)供氣壓力低于設(shè)定值時(shí)，PLC系統(tǒng)控制氣源開(kāi)關(guān)補(bǔ)充純氧供應(yīng)。
步驟5、PLC控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各部分氣體/液體的壓力、流量及水質(zhì)情況，監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸至PLC控制裝置中，PLC裝置根據(jù)數(shù)據(jù)反饋綜合分析并調(diào)整受控設(shè)備的開(kāi)關(guān)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)發(fā)一種適用于航空航天領(lǐng)域中密閉環(huán)境的廢水凈化處理技術(shù)和一體化裝置。一體化裝置將微生物生化處理和膜技術(shù)無(wú)泡曝氣生物膜反應(yīng)器-MABR有機(jī)的結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)航天廢水的處理要求：處理密閉環(huán)境空氣冷凝水、尿液、衛(wèi)生廢水或其混合液；除氧氣或空氣補(bǔ)給外，無(wú)其他外源物質(zhì)的消耗。
可處理航天廢水的一體化裝置的核心為無(wú)泡曝氣生物反應(yīng)器MABR；系統(tǒng)進(jìn)、出水路系統(tǒng)，液固分離系統(tǒng)，水力循環(huán)系統(tǒng)，純氧/空氣供氧氣路系統(tǒng)以及MABR水箱為一體化；MABR反應(yīng)器一體裝置用于處理航天廢水包括尿液廢水，冷凝廢水、衛(wèi)生廢水以及其他混合廢水等；純氧/空氣供氣雙管路設(shè)計(jì)提高了系統(tǒng)適用性，循環(huán)水箱的設(shè)置用于降低系統(tǒng)廢水處理的容積負(fù)荷，設(shè)置壓力電磁閥保障了系統(tǒng)安全性。
氧源適用性廣，供氧氣路針對(duì)空氣源或純氧源均設(shè)置了不同的運(yùn)行模式；可處理航天廢水的MABR一體裝置的應(yīng)用場(chǎng)景為航天產(chǎn)生的廢水處理領(lǐng)域；系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)設(shè)置液固分離過(guò)濾裝置，一體化裝置可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)、出水均為單一液相，減少?gòu)U水下級(jí)處理負(fù)擔(dān)；系統(tǒng)設(shè)置多處壓力及水質(zhì)監(jiān)測(cè)部件，用于保障系統(tǒng)安全、有效運(yùn)行。
本發(fā)明設(shè)計(jì)處理能力約5L/d，水力停留時(shí)間(HRT＝12～48h)可自由調(diào)節(jié)，進(jìn)水TOC為600～2500mg/L，進(jìn)水總氮560～2600mg/L，實(shí)現(xiàn)TOC去除率≥90％，TN硝化率(轉(zhuǎn)化為NO3--N的比例)≥70％，TN去除率≥50％。
本發(fā)明滿足對(duì)MABR運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)管理與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需求，并及時(shí)反饋廢水的處理情況。具有占地面積小、固液分離效率高、耐沖擊負(fù)荷和易于自動(dòng)化控制等特點(diǎn)，適用于占地空間有限、對(duì)自動(dòng)化要求較高的環(huán)控生保系統(tǒng)(ECLSS)。
（發(fā)明人：王麗;張良長(zhǎng);魏來(lái);尹利鵬;曾來(lái)源;艾為黨;黃江龍;俞開(kāi)昌;薛濤;成海亮;戴日成）
