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一種利用集成式機械清洗SBRMBR的污水處理方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410163434.3

申請日:

2014.04.23

公開號:

CN105016561A

公開日:

2015.11.04

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 9/14申請日:20140423|||公開
IPC分類號: C02F9/14 主分類號: C02F9/14
申請人: 上海子征環保科技有限公司
發明人: 藏莉莉; 張宇; 李漢沖; 狄翰嫻; 王旭; 官章琴; 趙海軍
地址: 200086上海市楊浦區大連路1619號駿豐國際廣場502室
優先權:
專利代理機構: 上海元一成知識產權代理事務所(普通合伙)31268 代理人: 譚震威
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410163434.3

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.01.25|||2015.12.02|||2015.11.04

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種利用集成式機械清洗SBR-MBR的污水處理方法,涉及序批式活性污泥法、膜生物反應器的在線清洗,應用于城鎮污水處理領域的集成式機械自動清洗序批式膜生物反應器,尤其適用于小規模的污水處理。本發明由雜質分離預處理工藝單元、SBR-MBR主體工藝單元、平板膜污泥濃縮工藝后處理單元、自動控制單元和微網及膜表面污染物刮除系統組成,在雜質分離預處理單元中的微網組件、SBR-MBR主體單元中的柔性膜組件、平板膜濃縮后處理單元中的柔性膜組件,通過不同形式的微網及膜表面污染控制部件和部件傳遞系統,同時滿足微網污染和膜污染的控制以及污泥攪拌的要求。本發明方法的整套工藝集成度高,出水脫氮效果好,出水通量穩定,工藝產生的污泥同時得到有效處理。

權利要求書

權利要求書
1.  一種利用集成式機械清洗SBR-MBR的污水處理方法,包括雜質分離預處理工藝單元、SBR-MBR主體工藝單元、平板膜污泥濃縮后處理工藝單元、自動控制系統和電動刮刀系統,其特征在于:SBR-MBR主體工藝單元按照時間順序以進水階段、缺氧階段、好氧階段運行,在進水階段,控制進水泵(7)開、刮刀(5)開、鼓風機(9)停、出水泵(8)停,通過刮刀(5)在反應池中的來回往復運動擦洗膜表面,控制膜污染,同時通過刮刀(5)的運動使原水和污泥充分接觸、混合均勻,進入缺氧階段,控制進水泵(7)停、刮刀(5)開、鼓風機(9)停、出水泵(8)停,通過刮刀(5)在反應池中的往復運動擦洗膜表面,控制膜污染,同時通過刮刀(5)的運動攪拌反應池中的污泥,促進反硝化作用的進行,然后進入好氧階段,在好氧階段按照時間順序分不出水階段和出水階段運行,在不出水階段中,控制進水泵(7)停、刮刀(5)開、鼓風機(9)開、出水泵(8)停,氨氮和剩余有機物得到去除,出水階段中,控制進水泵(7)停、刮刀(5)開、鼓風機(9)開、出水泵(8)按照抽停比運行,在好氧階段通過刮刀(5)在反應池中的往復運行擦洗膜表面,控制膜污染的同時達到使污泥混合均勻。

2.  根據權利要求1所述的污水處理方法,其特征在于:微孔管曝氣的氣水比低于10:1。

3.  根據權利要求1所述的污水處理方法,其特征在于:柔性膜組件采用拉鏈式柔性膜(4)。

4.  根據權利要求1所述的污水處理方法,其特征在于:對雜質分離預處理單元中的微網組件、SBR-MBR主體單元中的柔性膜組件、平板膜濃縮后處理單元中的柔性膜組件的機械清洗部件即刮刀(5)通過傳送帶由一臺電動機通過自動控制系統控制,刮刀(5)的傳動頻率需同時滿足對微網污染和膜污染的控制和污泥攪拌混合的要求。

說明書

說明書一種利用集成式機械清洗SBR-MBR的污水處理方法
技術領域
    一種利用集成式機械清洗SBR-MBR的污水處理方法,涉及序批式活性污泥法、膜生物反應器及其在線清洗,應用于城鎮污水處理領域的集成式機械自動清洗序批式膜生物反應器,尤其適用于小規模的污水處理。
背景技術
目前,膜-生物反應器(以下簡稱MBR)以膜分離替代傳統二沉池,是將膜分離技術與活性污泥法相結合的水處理技術。MBR具有處理效果好,污泥濃度高,處理負荷高,剩余污泥少,占地面積小等優點,在污水處理及中水回用領域的應用具有廣闊前景。但是,膜-生物反應器仍有以下缺點:
(1)MBR一般在好氧環境下運行,不能對氮元素進行有效的去除,若要實現污水的脫氮需求,需要在膜生物反應器前端設置缺氧池,導致工藝占地面積變大,運行中的管理和維護難度加大。
(2)在MBR的運行工程中,不可避免的會造成膜污染,造成膜通量下降,甚至無法繼續使用,而依靠更換膜組件來恢復反應器的運行,勢必會增加反應器的造價并造成運行周期中斷,直接影響膜組件的效率和使用壽命,阻礙其在實際中的應用。
(3)現有A/O-MBR或A/A/O-MBR反應器,不僅需要污泥回流泵,A池也需要攪拌裝置。對于小規模污水處理裝置來說,不僅導致投資高,還由于設備多引起管理復雜,同時,能耗高。
(4)MBR對污水預處理要求較高,進水中過多的細小顆粒會積聚在反應器內和膜表面上,影響MBR的長期穩定運行,現有設計和工程尚缺少與MBR配套的預處理設備。
(5)現有小規模污水處理設備或工程缺少污泥處理系統,污泥出路存在問題。
序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor,以下簡稱SBR)是一種簡易、快速且低耗的污水處理工藝,其主要反應器只有一個曝氣池,運行按照時間可分為流入、反應、沉淀、排放和待機(閑置),SBR系統組成簡單,無需污泥回流設備,并且通過運行方式的調節,在去除污水中含碳有機物的同時能夠滿足污水處理的脫氮要求。但是SBR仍有以下不足之處:
(1)排水時間短,并且要求排水時不攪動沉淀污泥層,需要專門的排水設備。
(2)容易產生浮渣,處理出水中仍然含有懸浮物質。
(3)后處理設備要求大。
為了解決上述的問題,有研究者發明了一種將SBR和MBR結合的污水處理方法,可以實現污水處理中良好的脫氮效果,同時通過膜組件實現泥水分離,無需專門的排水設備,可獲得十分優良的出水水質,出水中檢測不到懸浮物質。在這種污水處理方法中,缺氧時原水由進水泵增壓經過布水管噴射流入反應池,使污泥與原水接觸混合,操作系統復雜,能耗極高,同時沒有有效的膜污染控制措施,會造成膜污染加劇,出水通量下降,污水處理系統不穩定,運行和維護的費用高。
在SBR-MBR污水處理方法的開發和應用中,今后研究的方向有以下兩點:(1)在進水和缺氧時,通過運行簡單且低能耗的設備使原水和污泥充分接觸混合均勻。(2)有效的膜污染控制措施,保證SBR-MBR長期獲得穩定的出水通量。(3)進一步降低電耗,減少運行費用。(4)強化進水預處理,避免各種雜質在生物反應器中累積。
發明內容
本發明目的在于提供一種泥水分離、脫氮效果好,出水幾乎不含懸浮物,利用集成式機械清洗SBR-MBR的污水處理方法。
本發明的技術方案如下:
本發明方法通過雜質分離預處理工藝單元、SBR-MBR主體工藝單元、平板膜污泥濃縮工藝后處理單元、自動控制單元和污染物刮除系統實現,其中最主要的是SBR-MBR主體工藝單元。其中,雜質分離預處理工藝包括雜質分離池、微網組件、污染物刮除部件、微網出水管、溢流管、雜質收集裝置、外運設備組成,在運行時進水由水泵或其他方式引入雜質分離池,由微網膜組件將大于微網孔徑的雜質攔截在反應器內,微網出水由重力自流管收集后進入SBR-MBR主體反應器,濃縮雜質通過溢流管進入雜質收集裝置后由外運設備輸出系統,在微網出水的過程中,污染物刮除部件對微網膜組件進行清刷,維持微網一定的水通量并控制微網污染。SBR-MBR主體工藝由生物反應池、柔性膜組件和污染物刮除系統組成,其中柔性膜組件置于生物反應池中,采用拉鏈式柔性膜。微孔曝氣管配置于柔性膜組件正下方,通過鼓風機連接曝氣管進行曝氣充氧,氣量按維持正常生化反應所需設置,由于微孔曝氣管氧利用率高于穿孔管,氣水比維持在10:1或更低。SBR-MBR主體工藝的運行按照時間順序分為三個階段:進水階段、缺氧階段和好氧階段。第一階段為進水階段,自動控制系統控制進水泵開、電動刮刀開、鼓風機停、出水泵停,通過電動刮刀在反應池中的上下運動擦洗膜表面控制膜污染的同時,刮刀的上下運動使原水和污泥充分接觸、混合均勻。第二階段為缺氧階段,自動控制系統控制進水泵停、電動刮刀開、鼓風機停、出水泵停,通過電動刮刀在反應池中的上下往復運動擦洗膜表面,控制膜污染的同時,刮刀攪拌反應池中的污泥,促進反硝化作用的進行。第三階段為好氧階段,好氧階段按照時間順序分為不出水階段和出水階段,不出水階段中自動控制系統控制進水泵停、電動刮刀開、鼓風機開、出水泵停,氨氮和剩余有機物得到去除,出水階段中自動控制系統控制進水泵停、電動刮刀開、鼓風機開、出水泵按照抽停比運行,出水泵抽10分鐘停2分鐘,獲得穩定通量、優質水質,這個好氧階段通過電動刮刀在反應池中的上下往復運行控制膜污染的同時達到使污泥混合均勻目的。平板膜污泥濃縮后處理工藝由污泥濃縮池、柔性膜組件和電動刮刀組成,SBR-MBR主體工藝單元中所排出的污泥進入污泥濃縮池后,通過柔性膜組件進行泥水分離,污泥得到濃縮的同時獲得優質出水。
本發明中的電動刮刀系統由電動機、刮刀和傳送帶組成,雜質分離預處理單元中的微網組件、SBR-MBR主體單元中的柔性膜組件、平板膜濃縮后處理單元中的柔性膜組件分別通過不同形式的微網及膜污染控制部件和部件傳遞系統,其中機械清洗部件即刮刀部分由傳送系統連接,共用一臺電動機,通過自動控制系統控制,刮刀間歇性運行,頻率可調節,刮刀運行頻率同時滿足對微網污染和膜污染的控制以及攪拌混合的要求。
本發明的自動控制系統整體控制各個單元中的電動刮刀、進、出水泵、鼓風機開停時間和順序。
本發明具有以下優點:
(1)本發明中的SBR-MBR主體工藝單元的運行按照時間順序分為進水、缺氧和好氧三個階段,于不同時間在同一個反應池內形成了缺氧和好氧的不同環境,通過膜組件實現泥水分離,脫氮效果好,出水幾乎不含懸浮物。
(2)本發明中的雜質分離預處理單元可以有效去除進水中的浮渣、砂以及類似的雜物,減少其對后續單元中管道及設備的磨損。
(3)本發明中的平板膜濃縮污泥后處理單元運行穩定,污泥濃縮效果較重力濃縮更加穩定,出水水質也遠好于重力濃縮上清液。
(4)柔性膜組件使用拉鏈式柔性膜,裝填密度大,安裝方便,造價低。
(5)本發明中的刮刀在擦洗微網和膜表面控制污染的同時,還同時在反應器內起到污泥攪拌混合的作用,在SBR-MBR主體工藝單元進水階段促進原水和污泥的混合,缺氧階段促進反硝化作用,并且三組刮刀通過傳送帶由一個電動機驅動,節省了設備的投資和能耗。
(6)本發明中的SBR-MBR主體工藝單元由于設有膜污染控制措施,采用微孔曝氣管的曝氣僅用于維持微生物正常的生化反應,曝氣效率高,能耗低,運行維護簡便,出水效果好。
(7)本發明整套工藝高度集成,通過自動控制系統,實現全自動運行,操作簡單,能耗低,出水脫氮效果好,微網污染和膜污染能得到有效的控制,出水通量穩定,工藝產生的污泥同時可得到有效處理。
附圖說明
附圖是本發明的實施例示意圖,其中:
圖1 是本發明方法工藝流程示意圖,
圖2 是SBR-MBR主體工藝單元三個運行階段的示意圖,
圖3 是本發明柔性膜組件及刮刀系統示意圖
圖中:生化反應池1,電動機2,傳送帶3,拉鏈式柔性膜4,刮刀5,微孔曝氣管6,進水泵7,出水泵8,鼓風機9。
具體實施方式
本發明包括雜質分離預處理工藝單元、SBR-MBR主體工藝單元、平板膜污泥濃縮后處理工藝單元、自動控制系統組成和電動刮刀系統。其中:SBR-MBR主體工藝單元由生物反應池1、電動機2、傳送帶3、拉鏈式柔性膜4、刮刀5、微孔曝氣管6、進水泵7、出水泵8、鼓風機9、自動控制系統組成。拉鏈式柔性膜組件4設在生物反應池1內,拉鏈式柔性膜4穿過刮刀5,電動機2設在生物反應器上方并控制傳動帶3帶動刮刀5沿膜面上下刮動擦洗,微孔曝氣管6設置在拉鏈式柔性膜組件4正下方,通過鼓風機9向反應池進行曝氣。自動控制系統對各個單元中的刮刀、進、出水泵、鼓風機開停時間和順序整個工藝過程進行集中控制,電動刮刀系統由刮刀5、電動機、傳送帶組成,在整個工藝運行過程中,對雜質分離預處理單元中的微網組件、SBR-MBR主體單元中的柔性膜組件、平板膜濃縮后處理單元中的柔性膜組件的機械清洗部件即刮刀5通過傳送帶由一臺電動機通過自動控制系統控制,刮刀5傳動頻率需同時滿足對微網污染和膜污染的控制和污泥攪拌混合的要求。
本發明在運行時進水由水泵或其他方式引入雜質分離預處理工藝單元的雜質分離池,由微網膜組件將大于微網孔徑的雜質攔截在反應器內,微網出水由重力自流管收集后進入SBR-MBR主體工藝單元反應器,濃縮雜質則通過溢流管進入雜質收集裝置后由外運設備輸出系統。SBR-MBR主體工藝單元按照時間順序以進水階段、缺氧階段、好氧階段運行。在進水階段,控制進水泵7開、刮刀開5、鼓風機停9、出水泵8停,通過電動刮刀在反應池中的上下往復運動擦洗膜表面,控制膜污染,同時通過刮刀的運動使原水和污泥充分接觸、混合均勻,進入缺氧階段,控制進水泵7停、刮刀5開、鼓風機9停、出水泵8停,通過電動刮刀在反應池中的上下往復運動擦洗膜表面,控制膜污染,同時通過刮刀的運動攪拌反應池中的污泥,促進反硝化作用的進行,然后進入好氧階段,在好氧階段按照時間順序分不出水階段和出水階段運行,在不出水階段中,控制進水泵7停、刮刀5開、鼓風機9開、出水泵8停,氨氮和剩余有機物得到去除,出水階段中,控制進水泵7停、刮刀5開、鼓風機9開、出水泵8抽水10分鐘停2分鐘,獲得穩定通量、優質水質,在好氧階段通過電動刮刀在反應池中的上下往復運行擦洗膜表面,控制膜污染的同時達到使污泥混合均勻。雜質分離預處理工藝單元的微網出水在SBR-MBR工藝單元的運行中進行有機物和總氮的去除獲得脫氮效果好的穩定出水。從SBR-MBR主體工藝單元中所排出的污泥進入平板膜污泥濃縮后處理工藝單元,通過柔性膜組件進行泥水分離,污泥得到濃縮的同時獲得優質出水,濃縮后的污泥由外運設備輸出系統。
 [實施例1]
本發明方法處理城市生活污水:進水COD350mg/L,NH4+-N60mg/L。利用集成式機械清洗SBR-MBR處理,進水階段1h,缺氧階段4h,好氧階段3h,氣水比10:1,膜通量為20L/(m2·h),運行一個月,出水COD和TN分別穩定在20mg/L和3mg/L以下,雜質分離污泥濃縮效果良好。
[實施例2]
本發明方法處理長距離管道輸送的工業廢水和生活污水:進水COD250mg/L,NH4+-N50mg/L。利用集成式機械清洗SBR-MBR處理,進水階段1h,缺氧階段4h,好氧階段3h,氣水比10:1,膜通量為25L/(m2·h),運行兩個個月,出水COD和TN分別穩定在30mg/L和5mg/L以下,雜質分離污泥濃縮效果良好。

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一種 利用 集成 機械 清洗 SBRMBR 污水處理 方法
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