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CN115259567A - 一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统 - Google Patents

一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统 Download PDF

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CN115259567A CN202210983445.0A CN202210983445A CN115259567A CN 115259567 A CN115259567 A CN 115259567A CN 202210983445 A CN202210983445 A CN 202210983445A CN 115259567 A CN115259567 A CN 115259567A
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贾海涛
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Abstract

本发明提供一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统，所述系统包括反应区(1)和振动膜系统(2)；其中，振动膜系统(2)与反应区(1)以分体式或一体式组合构建，反应区(1)设置加药系统(4)、曝气系统(6)、搅拌器(7)；振动膜系统(2)设置振动膜组器(5)和传动电机(9)。本发明的基于振动膜分离设备去除污水中有机物和磷的处理系统可快速去除微污染水体的COD、SS、TP等污染物和回收市政污水、工业废水中的COD、TP污染物，有效的简化了处理工艺流程，减少了传统曝气方式的高能耗问题，使得本发明的系统在运行成本方面更具环保节能优势。

Description

一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统。
背景技术
目前污水处理工艺中对污染物的去除主要是以好氧工艺为主，在曝气条件下实现对COD、氨氮等耗氧污染物进行去除，并通过厌氧、缺氧、好氧等工艺组合实现总氮、总磷的去除，属于能源密集型污水处理工艺，对占地面积要求较大。且传统好氧工艺将污水中大量有机物转化合成为细胞质，产生大量剩余污泥需要处理，极大增加了污水处理厂的运行负担，即不经济也不低碳。
随着污水处理低碳技术研究的不断进行，从污水中提取能源与资源成为了一种新的污水处理发展趋势。厌氧工艺可将从污水有机物中提取的有机物转化为沼气，产生的沼气可进一步转化为能源供污水厂利用，从而达到污水厂减排降耗的目的。污水中磷作为一种资源也可以在有机物的分离过程，通过物理化学方法从污水中分离出来，进入回收单元进行回收利用。
本发明利用一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统，能够利用生物/物理化学方法由污水中提取有机物和磷，或者对污染物进行快速去除，是一种低能耗、可能源回收的水处理系统。
发明内容
本发明的目的针对不同的污水处理对象提供一种简单高效的快速处理系统。对河道微污染水体、黑臭水体、富营养化水体、高浊度水体、雨水等微污染水体以COD、SS、TP污染物去除为主，作为一种主处理系统；对市政污水、工业废水等以回收、分离水中COD、TP等污染物为主，作为一种预处理系统。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统，所述系统包括微污染水净化系统和污水中有机物和磷分离系统，所述微污染水净化系统包括依序设置的混合池和絮凝池，所述混合池的上部设置系统进水口，所述污水中有机物和磷分离系统包括设置在所述絮凝池下游的膜池，在膜池内设置振动膜分离设备，在膜池上部设置系统出水口，膜池下部设置污泥出口，从污泥出口排出的污泥一部分通过污泥回流设备会就到所述混合池，另一部分经污泥处理单元得到污泥脱水滤液，所述污泥脱水滤液回输到膜池；其特征在于所述混合池控制速度梯度G为700-1000s-1，絮凝池G控制为在20-70s-1；所述微污染水净化系统污泥浓度为1-5g/L，HRT为1.0-1.5h，其中混凝反应池HRT 0.5-0.75h，SRT 2-3d。
本发明的系统中，用于处理微污染水时，即系统进水为微污染水时，膜池内设置振动膜分离设备通量为20-40L/m2·h。本发明的系统特别适用于处理微污染水，微污染水是以SS、TP、少量COD污染为主，例如河道微污染水体、黑臭水体、富营养化水体、高浊度水体、雨水等。
当本发明用于回收市政污水或工业废水中有机物和磷时，即系统进水为市政污水、工业废水时，膜池内设置振动膜分离设备通量为15-25 L/m2·h。
含有有机物和磷的污水例如市政污水、工业污废水等，这些污废水含有一定有机物浓度，通过本系统处理后去除大部分有机污染物用于回收利用，污水中还含有部分COD、氨氮等需要进一步处理。
作为一种优选的实施方式，所述系统还包括设置在混合池上游的格栅和沉砂池。原水由提升泵经过格栅、沉砂池等预处理后进入混合池和絮凝池，在混合池和絮凝池内与化学污泥/活性污泥发生反应，上层清水流进膜池，在膜的作用下污染物被拦截在系统内，然后污泥被排出或者回收利用，膜池内的振动膜分离设备在抽吸泵作用下产水，处理后的出水达标排放，或者进入后续其他单元进行深度处理。
作为一种优选的实施方式，本发明的系统还包括想混合池、絮凝池和膜池投放絮凝剂的加药系统，所述絮凝剂是氯化铁、聚合硫酸铁或聚合氯化铝，加药量n(Me)：n(P)为1-2。
优选的振动膜分离设备的振动频率为0.4-0.7Hz，振动幅度为40- 100mm。
作为另一种优选的实施方式，当系统用于回收污水中的有机物和磷时，所述污水中有机物和磷分离系统污泥浓度为3-8g/L，HRT为1.5-2.5h， SRT为1-3d、DO为0.5-1.0mg/L。
与现有的去除污水中的COD、SS、TP污染物的方法相比，现有技术去除这些污染物通常水力停留时间在3h以上，而本发明在短流程下通过膜工艺快速去除污水中的COD、SS、TP污染物，可将水力停留时间控制在1.0～2.5h；另一方面，本发明通过控制混合池、絮凝池中的反应条件，从而实现对化学污泥龄的合理控制，借助污泥回流等形式促进高效絮凝保障对污染物的高效去除，此外通过化学污泥龄的合理调控，使得污染物的去除与化学污泥中污染物的释放，保持平衡，实现污染物的高效去除。
本发明的基于振动膜分离设备去除污水中有机物和磷的处理系统可快速去除微污染水体的COD、SS、TP等污染物和回收市政污水、工业废水中的COD、TP污染物，有效的简化了处理工艺流程，使得处理单元投资、占地等大幅减少。本发明结合了振动膜分离设备，由于振动方式具备有效控制膜污染的优势，从而减少了传统曝气方式的高能耗问题，使得本发明的系统在运行成本方面更具环保节能优势。
附图说明
图1为实施例1的系统的结构示意图；
图2为实施例2的系统的结构示意图。
1、反应区；2、振动膜系统；3、剩余污泥处理单元；4、加药系统； 5、膜组器；6、曝气系统；7、搅拌器；8、产水抽吸泵；9、传动电机； 10、污泥回流系统；11、滤液回流系统；12、鼓风机。
具体实施方式
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
实施例1
如图1所示的处理系统，组成包括，依序设置的混合池、絮凝池和膜池，膜池内设置振动膜分离设备但不设置曝气装置，振动膜分离设备通过抽吸泵抽吸出水。膜池下部设置污泥出口，从污泥出口排出的污泥一部分通过污泥回流设备会就到所述混合池，另一部分经污泥处理单元得到污泥脱水滤液再回输到膜池。
微污染河道水作为进水经过一道格栅和沉砂处理后去除水中漂浮物、无机颗粒、毛发等，进水进入分离单元后，在回流化学污泥和投加化学药剂的化学絮凝作用下，与水中的COD、TP、SS等污染物进行快速捕捉，回流的化学污泥和外加絮凝剂在曝气作用下均匀混合，与原水充分接触反应后，通过管路连接进入振动膜分离设备，在抽吸泵的作用下，将化学污泥与充分接触反应后的原水进行分离，膜截留下来的COD、TP、 SS的化学污泥保存于反应器内，一部分通过膜池底部设置的回流口，继续由回流系统回流至进水端继续发挥化学絮凝、吸附作用，另一部分作为剩余污泥排入储泥池进行浓缩后脱水处理，脱水后的污泥外运处置。出水直接排入处理设施下游河道。
本实施例的某污染河道治理项目，处理规模1000m3/d，进水COD 50-60mg/L、TP0.3-0.8mg/L、SS 40-100mg/L、TN 10-15mg/L，经过处理后，出水COD 20-30mg/L、TP 0.1-0.2mg/L、SS<5mg/L、TN 5-10mg/L。
混合池和絮凝池的污泥浓度在3-5g/L、HRT为0.6h、SRT为2.0-2.5d，絮凝药剂采用PAC，加药量为15-26mg/L。
振动膜分离设备膜组器振动频率为0.5Hz，振幅50mm，膜设计通量为30L/m2·h。
根据实际治理情况可见，本发明通过膜工艺快速去除污水中的COD、 SS、TP污染物，有效减少了水力停留时间，实现了污染物的高效去除。本发明的系统处理工艺流程振动膜分离设备，较现有技术更简化，处理单元投资、占地等大幅减少，具备环保节能优势。
实施例2
如图2所示，本发明处理系统用于污水处理，其组成包括：(1)分离单元、(2)有机物和磷回收单元、(3)污泥处理单元、(4)絮凝剂投加设备、(5)振动膜分离设备、(6)产水抽吸泵、(7)传动电机、(8) 鼓风机，以及深度处理单元。
某污水处理中试试验项目，处理规模100m3/d，进水由某MBR工程预处理单元出水接入，该工程预处理包括粗格栅、细格栅、沉砂池、膜格栅；进水进入分离单元，该单元设置曝气，并投加聚合氯化铁，在活性污泥和化学药剂的絮凝与吸附作用下，污水中的COD、TP、SS等污染物被快速捕捉至活性污泥中。活性污泥在低溶解氧状态下利用这些有机物快速增殖，保持活性污泥的吸附活性，继续对进水中的有机物进行捕捉；捕捉了COD和TP的活性污泥随混合液进入振动膜分离设备，被浓缩后通过排泥系统进入有机物和磷回收单元。
侧流厌氧工艺为UASB反应器，经过浓缩后的活性污泥在厌氧条件下进行消化反应，活性污泥与吸附的COD被在厌氧条件下被转化为生物气体，生物气体收集起来进行回收利用。
振动膜分离设备出水接深度处理单元，污水进入硝化滤池与硫自养脱氮滤池去除剩余的总氮，出水排入该MBR工程出水。
该中试进水COD 300-600mg/L、TP 3-5mg/L、SS 50-150mg/L、TN 40-60mg/L，经过处理后，进入深度处理单元前振动膜分离设备出水COD 50-80mg/L、SS<5mg/L、TP 0.2-0.4mg/L、TN 30-50mg/L。
分离单元污泥浓度在5-8g/L、HRT为1.5h、SRT为1.5d，絮凝药剂采用聚合氯化铁，加药量为30-40mg/L。
振动膜分离设备膜组器振动频率为0.5Hz，振幅50mm，膜设计通量为20L/m2·h。

Claims (10)

1.一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统，所述系统包括反应区(1)和振动膜系统(2)；其特征在于振动膜系统(2)与反应区(1)以分体式或一体式组合构建，反应区(1)设置加药系统(4)、曝气系统(6)、搅拌器(7)；振动膜系统(2)设置振动膜组器(5)和传动电机(9)；振动膜系统(2)设置剩余污泥处理单元(3)和污泥回流系统(10)，所述剩余污泥通过污泥排放系统进入剩余污泥处理单元(3)进行处理，通过污泥回流系统(10)回流至反应区(1)；污泥处理单元(3)设置滤液回流管路(10)；
污水从进水单元经过格栅、沉砂池、膜格栅预处理后进入反应区(1)，污水中的污染物在加药系统(4)外加絮凝药剂和活性污泥的生物降解与吸附作用下被快速吸附在污泥中，通过振动膜系统(2)进行抽吸将净化后的污水排出系统；吸附污染物的污泥一部分在污泥排放系统的作用下，进入剩余污泥处理单元(3)进行处理，一部分通过污泥回流系统，回流至反应区(1)继续参与反应吸附去除污染物。
2.根据权利要求1所述的一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统，其特征在于振动膜分离设备通量为15-40L/m2·h。
3.根据权利要求1所述的一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统，其特征在于当系统进水为含有有机物和磷的市政污水或工业废水时，膜池内设置振动膜分离设备通量为15-40L/m2·h。
4.根据权利要求1所述的一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统，其特征在于所述系统还包括设置在混合池上游的格栅和沉砂池。
5.根据权利要求1所述的一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统，其特征在于所述系统还包括向混合池、絮凝池和膜池投放絮凝剂的加药系统，所述絮凝剂是氯化铁、聚合硫酸铁或聚合氯化铝，加药量n(Me)：n(P)为1-2。
6.根据权利要求1所述的一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统，其特征在于振动膜分离设备的振动频率为0.4-0.7Hz，振动幅度为40-100mm。
7.根据权利要求1所述的一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统，污泥浓度为1-8g/L，SRT为1-3d。
8.根据权利要求1所述的一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统，在处理以含有较高浓度COD、含氮有机物的市政污水和工业废水时，反应区(1)采用曝气方式充氧，控制DO浓度为0.5-1.0mg/L。
9.根据权利要1所述的一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统，反应区HRT为0.5-1.5h，振动膜系统HRT为0.5～1.0h，。
10.根据权利要1所述的一种基于振动膜分离设备的污染物快速分离污水处理系统的污泥处理单元，在处理处理微污染水时只对剩余污泥进行污泥脱水处理，在处理市政污水和工业废水时，需要先对剩余污泥中的有机物和磷进行回收利用，再对处理后的污泥进行脱水处理。
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