公布日：2022.05.06
申請日：2022.01.21
分類(lèi)號：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，包括設于集裝箱體內的反應池體，反應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；厭氧池外側裝有來(lái)水進(jìn)水口，厭氧池底部與缺氧池連通處裝有微孔過(guò)濾網(wǎng)。好氧池內的水通過(guò)回流泵回流至缺氧池，好氧池內水下部分設置與曝氣風(fēng)機出口相連的曝氣管支路和曝氣盤(pán)。本發(fā)明的有益效果是:系統的穩定和高效運行。幾種常規工業(yè)廢水和生活污水主要污染物去除率均在95％以上。便于膜裝置的獨立運行維護，大大降低膜污染程度，膜的使用壽命得以延長(cháng)。本系統主體可安裝于廢舊集裝箱內，具備工期短、結構簡(jiǎn)易緊湊和移動(dòng)方便的優(yōu)勢，適合大批量、模塊化生產(chǎn)。
權利要求書(shū)
1.一種基于包埋微生物工法的可移動(dòng)式污水處理系統，其特征在于：包括設于集裝箱體(31)內的反應池體(1)，反應池體(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)外側裝有來(lái)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(guò)濾網(wǎng)(10)。好氧池(4)內的水通過(guò)回流泵(14)回流至缺氧池(3)，好氧池(4)內水下部分設置與曝氣風(fēng)機(21)出口相連的曝氣管支路和曝氣盤(pán)。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(pán)(17)，同時(shí)臭氧氧化池(6)的池頂采用封閉結構并設有與尾氣吸收裝置(18)入口相連接的排氣管路。膜池(7)內置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(guò)管路相連，產(chǎn)水桶(23)底部設置有產(chǎn)水閥(24)用于產(chǎn)水外排，產(chǎn)水桶(23)另設有反洗出水口通過(guò)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(guò)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)底部設置與曝氣風(fēng)機(21)出口相連的曝氣管(22)曝氣。
2.根據權利要求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，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)連接處均設有溢流堰。
3.根據權利要求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，其特征在于：沉淀池(5)和膜池(7)底部均設置與排泥泵(15)相連的排泥管路，各分支排泥管路均設置手動(dòng)閥門(mén),污泥由排泥泵(15)統一外排至集裝箱體外的污泥回收桶。
4.如權利要求1所述可移動(dòng)式污水處理系統的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：S1.來(lái)水通過(guò)進(jìn)水口首先進(jìn)入厭氧池，經(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(lái)水與好氧池回流液混合經(jīng)缺氧處理從上部通過(guò)溢流方式進(jìn)入下一級好氧池；S3.進(jìn)入好氧池后，來(lái)水由底部曝氣提供溶解氧用以進(jìn)行好氧反應，同時(shí)廢水通過(guò)回流系統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，沉淀池為預設結構，當來(lái)水含磷較高通過(guò)前期生物除磷工藝無(wú)法處理達標時(shí)在沉淀池內通過(guò)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(guò)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(guò)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計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(guò)程。
5.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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，除磷劑投加量根據原水水質(zhì)控制在100-1000ppm。
9.根據權利要求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，根據來(lái)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.根據權利要求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，膜孔徑應為0.01-0.1μm，膜池采用間歇運行工作方式，持續運行一段時(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反洗和化學(xué)清洗，常規反洗頻率為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，其清洗頻率根據水質(zhì)情況確定，有機物清洗采用500-1000ppm的次氯酸鈉與100-400ppm的氫氧化鈉混合溶液，無(wú)機物清洗采用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。
這種基于包埋微生物工法的可移動(dòng)式污水處理系統，包括設于集裝箱體內的反應池體，反應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；厭氧池外側裝有來(lái)水進(jìn)水口，厭氧池底部與缺氧池連通處裝有微孔過(guò)濾網(wǎng)。好氧池內的水通過(guò)回流泵回流至缺氧池，好氧池內水下部分設置與曝氣風(fēng)機出口相連的曝氣管支路和曝氣盤(pán)。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(pán)，同時(shí)臭氧氧化池的池頂采用封閉結構并設有與尾氣吸收裝置入口相連接的排氣管路。膜池內置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(guò)管路相連，產(chǎn)水桶底部設置有產(chǎn)水閥用于產(chǎn)水外排，產(chǎn)水桶另設有反洗出水口通過(guò)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(guò)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，膜池底部設置與曝氣風(fēng)機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)連接處均設有溢流堰。
作為優(yōu)選：沉淀池和膜池底部均設置與排泥泵相連的排泥管路，各分支排泥管路均設置手動(dòng)閥門(mén),污泥由排泥泵統一外排至集裝箱體外的污泥回收桶。
這種可移動(dòng)式污水處理系統的處理方法，包括以下步驟：
S1.來(lái)水通過(guò)進(jìn)水口首先進(jìn)入厭氧池，經(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(lái)水與好氧池回流液混合經(jīng)缺氧處理從上部通過(guò)溢流方式進(jìn)入下一級好氧池；
S3.進(jìn)入好氧池后，來(lái)水由底部曝氣提供溶解氧用以進(jìn)行好氧反應，同時(shí)廢水通過(guò)回流系統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，沉淀池為預設結構，當來(lái)水含磷較高通過(guò)前期生物除磷工藝無(wú)法處理達標時(shí)在沉淀池內通過(guò)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(guò)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(guò)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計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(guò)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，根據來(lái)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，膜孔徑應為0.01-0.1μm，膜池采用間歇運行工作方式，持續運行一段時(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反洗和化學(xué)清洗，常規反洗頻率為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，其清洗頻率根據水質(zhì)情況確定，有機物清洗采用500-1000ppm的次氯酸鈉與100-400ppm的氫氧化鈉混合溶液，無(wú)機物清洗采用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的反應池，使三者始終處于各自的專(zhuān)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荷能力，更有利于系統的穩定和高效運行。
2.將生化處理、臭氧氧化法和膜分離技術(shù)結合起來(lái)，前段利用包埋菌高效去除可降解有機物脫氮除磷，中段利用臭氧可氧化分解如芳環(huán)類(lèi)難降解有機物凈化水質(zhì)，末端利用膜分離技術(shù)節流水中懸浮顆粒物最終達標排放，幾種常規工業(yè)廢水和生活污水主要污染物去除率均在95％以上。
3.與傳統的MBR工藝相比，該系統將生化處理與膜分離技術(shù)分割開(kāi)來(lái)，不僅可以實(shí)現獨立控制各生化階段的溶氧等反應條件兼顧脫氮、除磷和去除有機物的功能，同時(shí)也便于膜裝置的獨立運行維護，大大降低膜污染程度，膜的使用壽命得以延長(cháng)。
4.本系統主體可安裝于廢舊集裝箱內，具備工期短、結構簡(jiǎn)易緊湊和移動(dòng)方便的優(yōu)勢，適合大批量、模塊化生產(chǎn)，可以廣泛應用于偏遠且來(lái)水較為分散的地區，同時(shí)系統整體電力運行成本較低，在電力系統欠發(fā)達區域也能保證正常運行。
（發(fā)明人：趙國萍;張弛;陳瑤姬;賴(lài)春芳;王潔;陳彪;馮向東;婁寶輝;張雨婷;鄭志坤;黃建元;童小忠）
