您现在的位置: 中国污水处理工程网 >> 技术转移 >> 正文

粒状活性淤泥水处理及利用方法

发布时间:2018-3-9 11:25:20  中国污水处理工程网

  申请日2016.05.26

  公开(公告)日2017.07.25

  IPC分类号C02F3/02; C02F3/12

  摘要

  本发明涉及使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统及利用其的水处理方法,所述水处理系统通过含有粒状活性淤泥的制粒槽有效去除原水内所包含的污染物质,与此同时通过设置于所述制粒槽上部的可移动的膜进行过滤,从而可进行用于中水道的高度的水处理,所述水处理系统包括:间接曝气槽,其供给空气,以便使得原水内所包含的溶解氧能够达到饱和浓度;以及制粒槽,其对通过所述间接曝气槽的处理水中所含有的浮游微生物进行制粒,并形成有淤泥层,并且所述水处理系统包括膜(Membrane),所述膜设置于所述制粒槽上部,并且可在所述制粒槽(200)内进行移动,因此具有如下效果:在有效去除原水内所包含的污染物质的同时,可使得复合水处理系统的设置面积最小化,并且使得有机物、氮、磷等污染物质处理效果提升,而且可使得设置费用及运转费用最小化。

  摘要附图

 

  权利要求书

  1.一种使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统,其特征在于,包括:

  间接曝气槽(100),其供给空气,以便使得原水内所包含的溶解氧能够达到饱和浓度;以及

  制粒槽(200),其对通过了所述间接曝气槽的处理水中所含有的浮游微生物进行制粒,并形成有淤泥层,

  所述复合水处理系统包括膜(500),所述膜设置于所述制粒槽(200)上部,并且可在所述制粒槽(200)内进行移动。

  2.根据权利要求1所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统,其特征在于,

  所述制粒槽(200)在内部设置对淤泥层能够赋予规定的搅拌效果的搅拌装置,以便使得淤泥层不固着于制粒槽(200)的底面内壁。

  3.根据权利要求1所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统,其特征在于,

  在所述制粒槽(200)内部,通过作为因浮游微生物的接触而产生的副产物的明胶来被制粒,并且通过从间接曝气槽(100)移送的处理水的第一水动力、以及包含于制粒槽(200)的搅拌装置所引起的第二水动力来所述制粒得到加速。

  4.根据权利要求2所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统,其特征在于,

  所述搅拌装置是存在于所述制粒槽(200)的内部的搅拌器(210)。

  5.根据权利要求1所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统,其特征在于,

  所述膜(500)是低压精密过滤膜或超过滤膜。

  6.根据权利要求1所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统,其特征在于,

  所述膜(500)为了切断因在制粒槽(200)内移动而引起的湍流的传播,并且为了保持淤泥层的稳定形态,从而还包括将所述制粒槽内部划分为上部和下部的隔墙(230)。

  7.根据权利要求6所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统,其特征在于,

  所述隔墙(230)是多孔性部件或以一定间隔倾斜配置的倾斜板。

  8.根据权利要求1所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统,其特征在于,

  为了减少所述膜(500)的污染,还包括往复装置,所述往复装置在所述制粒槽内使膜进行前后或左右的往复运动。

  9.根据权利要求8所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统,其特征在于,

  所述往复装置包括:滑行框架,其与所述膜相互连接而进行往复;

  转子,其通过轴与所述滑行框架连接并进行旋转运动;以及

  马达,其使所述转子进行旋转,并通过所连接的轴将旋转运动转换为滑行框架的往复运动。

  10.根据权利要求9所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统,其特征在于,

  所述往复装置所引起的冲击负荷通过在所述滑行框架和轴之间增加缓冲器来得到减少。

  11.根据权利要求9所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统,其特征在于,

  所述滑行框架随着滑行轨道而可以变化,所述滑行轨道伴随有线性轴承和轴台支撑物。

  12.根据权利要求1所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统,其特征在于,

  所述可移动的膜(500)在所述制粒槽(200)内的上清液被过滤时进行持续性移动,或者为了防止膜的污染而根据需要进行选择性移动。

  13.根据权利要求2所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统,其特征在于,

  所述搅拌装置对制粒槽(200)内的淤泥层进行搅拌的同时驱动在制粒槽(200)内可进行移动的膜(500)。

  14.根据权利要求2所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统,其特征在于,

  所述搅拌装置包括从制粒槽上部向下部使经过了淤泥层的处理水进行再次循环的辅助循环水路(437)。

  15.根据权利要求14所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理系统,其特征在于,

  所述处理水靠膜(500)的移动所产生的力通过辅助循环水路(437)而循环。

  16.一种使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理方法,其特征在于,包括:

  曝气步骤,向含有污染物质的原水注入空气;

  制粒步骤,使得通过所述曝气步骤后溶解氧量为饱和状态的处理水内所包含的浮游微生物得到制粒;以及

  过滤步骤,除了所述制粒步骤中被制粒的淤泥以外,使得上清液通过可移动的膜而排出,

  在所述制粒步骤中,被制粒的浮游微生物所形成的淤泥层通过搅拌装置得到搅拌。

  17.根据权利要求16所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理方法,其特征在于,

  由浮游微生物的接触所产生的副产物明胶执行所述制粒步骤,并且经曝气步骤而移送的处理水具有的第一水动力以及由制粒步骤的搅拌装置所引起的第二水动力加速所述制粒步骤。

  18.根据权利要求16所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理方法,其特征在于,

  在执行所述制粒步骤及过滤步骤的制粒槽(200)内部还包括隔墙(230),所述隔墙(230)切断所述膜(500)在制粒槽(200)内进行移动所引起的湍流传播,并且为了保持淤泥层的稳定形态而将所述制粒槽(200)内部划分为上部和下部。

  19.根据权利要求18所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理方法,其特征在于,

  所述第二水动力为搅拌器(210)或者辅助循环水路(437)所形成,所述搅拌器(210)存在于所述制粒槽(200)的内部,所述辅助循环水路(437)从制粒槽(200)上部向下部使经过了淤泥层的处理水再次循环。

  20.根据权利要求18所述的使用粒状活性淤泥和膜生物反应器的复合水处理方法,其特征在于,

  所述隔墙(230)是多孔性部件或以一定间隔倾斜配置的倾斜板。

  说明书

  包括粒状活性淤泥和膜生物反应器的水处理装置及利用其的水处理方法

  技术领域

  本发明涉及使用粒状活性淤泥(sludge)和膜生物反应器的复合水处理系统及利用其的水处理方法,所述水处理系统通过含有粒状活性淤泥的制粒槽有效地除去原水内所包含的污染物质,与此同时通过设置于所述制粒槽上部的可移动的膜来进行过滤,从而能够进行用于中水道的高度的水处理。

  背景技术

  通常地,作为下、废水的生物学处理设施而得到广泛使用的活性淤泥工法务必需要曝气槽和二次沉淀池,所述曝气槽利用浮游微生物对有机物进行氧化,所述二次沉淀池对浮游微生物和处理水进行固液分离。

  但是,二次沉淀池因为设施的机械装置复杂,并且对水利学负荷敏感,淤泥上浮(Sludge rising)等各种问题产生,所以近来正在开发各种水处理技术,如将膜沉积在活性淤泥工法的曝气槽而使用的方法(膜生物反应器,Membrane Bio Reactor,MBR)等。

  所述MBR系统为了增加下、废水中所包含的污染物质的去除,从而单独或连续地配置各种变形的活性淤泥工艺,进而可进行水处理,并且作为用于完全的固-液分离的物理屏障,使用低压精密过滤(MF:微过滤(microfiltration))或超过滤(UF:ultrafiltration)膜。UF及MF膜可以在生物反应器的内部或生物反应器的外部进行沉浸而使用。

  但是,活性淤泥工法中将膜(Membrane)沉积,从而替代沉淀池进行使用并操作时,由于活性淤泥特有的粘着性和曝气而使得活性淤泥得到破碎,从而因细小颗粒(Particle)而堵塞的现象,需要对膜表面经常进行清洗,并且此问题表现为膜工艺的最大缺点,从而在实用化过程中成为最大的障碍。

  作为防止破碎的淤泥导致的堵塞的方案,具有利用微生物的自固定化特性的淤泥的制粒方法,代表性地可以列举如下方法:在嫌气性条件下,通过上向流而执行的UASB(上流式厌氧淤泥床,Upflow Anaerobic Sludge Blanket)工法;在好氧性条件下执行的制粒方法等。对于好氧性制粒方法进行如下具体观察。

  如果将活性淤泥曝气槽的微生物通过搅拌器进行慢速接触,则通过活性淤泥粘液的架桥作用使得淤泥间产生接触,并由此相互凝聚,从而即使没有担体(Media)也能够通过自固定化(Self-Granulation)实现制粒,并且所制粒的活性淤泥的沉淀性优秀,并得到紧凑(Compact)化后使得在反应槽中所占的容积减少,从而不需要沉淀槽。

  活性淤泥制粒装置大致由间接曝气槽和制粒槽构成,在间接曝气槽中,通过泵(pump)使得流出水从制粒槽上部流入,从而以过剩的形式进行曝气后,溶解氧变得丰富的流出水在制粒槽向上流入,从而使得制粒槽的淤泥保持好氧性条件,并且通过从间接曝气槽向制粒槽流入的水利动力而引起的涡流或者搅拌器能够在制粒槽中使得淤泥间产生接触。

  登记专利第1336988号(2013.12.05登记公告)示出了一种利用粒状淤泥的下、废水处理装置及方法,其涉及一种利用粒状淤泥的下、废水处理装置及方法,在所述处理装置及方法中,向分别设置有分离板的嫌气槽、无氧槽、第一曝气槽及第二曝气槽分别注入嫌气性粒状淤泥、第一好氧性粒状淤泥、第二好氧性粒状淤泥及硝酸化粒状淤泥,由此大幅提升对下、废水的有机物、氮、磷等污染物质的处理效果。

  所述现有技术为了对通过曝气槽的处理水中所包含的浮游微生物进行分离及排出,使得处理水额外通过包括膜的沉淀槽并排出,由此缺点在于,额外增加设置面积,以及为了对所述膜进行清洗,额外需要空气收集装置、泵、管道等设备。

  发明内容

  本发明目的在于提供一种通过粒状活性淤泥和膜生物反应器组合工艺可进行高度的水处理的复合水处理系统,所述系统通过含有粒状活性淤泥的制粒槽对原水内所包含的污染物质进行有效去除的同时,通过在所述制粒槽上部设置的可移动的膜的设置,可对所述复合水处理系统的设置面积进行最小化,并且提高有机物、氮、磷等污染物质处理效率。

  此外,在本发明中,为了防止在制粒槽内淤泥层的固着化,通过提供内部设置有搅拌装置的复合水处理装置及方法,以便能够赋予规定搅拌效果,由此目的在于使得设置费用及运转费用最小化。

  本发明的一个实施形态为了解决所述现有技术的问题,并且为了达成本发明中想要解决的课题,所述实施形态包括:间接曝气槽100,其供给空气,以便使得原水内所包含的溶解氧能够达到饱和浓度;以及制粒槽200,其对通过所述间接曝气槽100的处理水中所含有的浮游微生物进行制粒,并形成有淤泥层,并且所述实施形态包括膜(Membrane)500,所述膜500设置于所述制粒槽200上部,并且可在所述制粒槽200内进行移动。

  所述制粒槽200在内部设置对淤泥层能够赋予规定的搅拌效果的搅拌装置,以便使得淤泥层不固着于制粒槽200的底面内壁,由此在所述制粒槽200内部,通过由浮游微生物的接触所产生的副产物明胶(gelatin)来被制粒。并且通过从间接曝气槽100移送的处理水的第一水动力(hydrodynamic force)、以及包含于制粒槽200的搅拌装置所引起的第二水动力来使得所述制粒得到加速(acceleration)。

  优选地,所述搅拌装置是存在于所述制粒槽200的内部的搅拌器210,并且所述膜500可以使用低压精密过滤(Micro Filtration,MF)膜或超过滤(Ultra-Filtration,UF)膜。

  此外,优选地,所述膜500为了切断在制粒槽200内移动而引起的湍流,并且为了保持淤泥层的稳定形态,从而还包括将所述制粒槽内部划分为上部和下部的隔墙230,并且更为优选地,所述隔墙230是多孔性部件或以一定间隔倾斜配置的倾斜板。

  为了减少所述膜500的污染,优选地,还包括往复装置,所述往复装置在所述制粒槽内使膜进行前后或左右方向上的往复运动,所述往复装置包括:滑行框架,其与所述膜相互连接并进行往复;转子,其通过轴与所述滑行框架连接并进行旋转运动;以及马达,其使所述转子进行旋转,并通所连接的轴将旋转运动转换为滑行框架的往复运动。此外,优选地,在所述滑行框架和轴之间增加缓冲器,从而可减少所述往复装置所引起的冲击负荷,并且所述滑行框架随着滑行轨道而可以变化,所述滑行轨道伴随有线性轴承和轴台支撑物。

  就在本发明中所使用的可移动的膜(Membrane)500而言,可在所述制粒槽200内的上清液被过滤时进行持续性地移动,或者为了防止膜的污染而根据需要进行选择性地移动。

  此外,就所述搅拌装置而言,对制粒槽200内的淤泥层进行搅拌的同时驱动在制粒槽200内可进行移动的膜(Membrane)500,或者可包括从制粒槽上部向下部使经过了淤泥层的处理水进行再次循环的辅助循环水路437,此时优选地,所述处理水通过膜(Membrane)500的移动所产生的力来,通过辅助循环水路437而循环。

  作为本发明的另一个实施形态,可以举例使用粒状活性淤泥和膜生成反应器的复合水处理方法,所述方法包括:曝气步骤,向含有污染物质的原水注入空气;制粒步骤,使得通过所述曝气步骤后溶解氧量为饱和状态的处理水内所包含的浮游微生物制粒;以及过滤步骤,除了所述制粒步骤中被制粒的淤泥以外,使得上清液通过可移动的膜(Membrane)并排出,并且优选地,在所述制粒步骤中,使得通过被制粒的浮游微生物来形成的淤泥层通过搅拌装置得到搅拌。

  此外,所述制粒步骤通过由浮游微生物的接触所产生的副产物明胶来得到执行,并且通过经过曝气步骤而移送的处理水具有的第一水动力(hydrodynamic force)、以及通过由制粒步骤的搅拌装置所引起的第二水动力来得以加速(acceleration),并且优选地,在执行所述制粒步骤及过滤步骤的制粒槽200内部还包括隔墙230,所述隔墙230切断所述膜500在制粒槽200内进行移动所引起的湍流传播,并且为了保持淤泥层的稳定形态而将制粒槽200内部划分为上部和下部。

  所述第二水动力可通过搅拌器210或者辅助循环水路437来形成,所述搅拌器210存在于所述制粒槽200的内部,所述辅助循环水路437从制粒槽200上部向下部使得经过了淤泥层的处理水再次循环,并且优选地,所述隔墙230是多孔性部件或以一定间隔倾斜配置的倾斜板。

  本发明通过含有粒状活性淤泥的制粒槽来有效去除原水内所包含的污染物质的同时,通过设置于所述制粒槽上部的可移动的膜进行过滤而进行高度的水处理,由此不仅能够使得现有的生物学水处理装置的问题膜污染最小化,而且由此可以延长膜清洗周期并延长运转时间。

  此外,不需要用于膜清洗及增加膜的使用周期的曝气装置、泵、管道等额外装备,从而减少设置费用,将所述膜在制粒槽内部设置,由此使得全部设备小型化,并减少设置面积,因此不仅可以减少设备CAPEX,而且由于系统运转时能量消耗的减少,OPEX也可减少。

  并且,就本发明的水处理装置及水处理方法而言,通过提供在内部设置各种搅拌装置的复合水处理装置及方法,以便赋予防止在制粒槽内淤泥固着的搅拌效果,从而具有能够将设置费用及运转费用进行最小化的效果。

相关推荐
项目深度追踪
数据独家提供
服务开通便捷 >