公布日：2022.05.06
申请日：2022.01.21
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/32(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明涉及基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统，包括设于集装箱体内的反应池体，反应池体具体分割为依次串连的厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、臭氧氧化池和膜池；厌氧池外侧装有来水进水口，厌氧池底部与缺氧池连通处装有微孔过滤网。好氧池内的水通过回流泵回流至缺氧池，好氧池内水下部分设置与曝气风机出口相连的曝气管支路和曝气盘。本发明的有益效果是:系统的稳定和高效运行。几种常规工业废水和生活污水主要污染物去除率均在95％以上。便于膜装置的独立运行维护，大大降低膜污染程度，膜的使用寿命得以延长。本系统主体可安装于废旧集装箱内，具备工期短、结构简易紧凑和移动方便的优势，适合大批量、模块化生产。
权利要求书
1.一种基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统，其特征在于：包括设于集装箱体(31)内的反应池体(1)，反应池体(1)具体分割为依次串连的厌氧池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、沉淀池(5)、臭氧氧化池(6)和膜池(7)；厌氧池(2)外侧装有来水进水口(8)，厌氧池(2)底部与缺氧池(3)连通处装有微孔过滤网(10)。好氧池(4)内的水通过回流泵(14)回流至缺氧池(3)，好氧池(4)内水下部分设置与曝气风机(21)出口相连的曝气管支路和曝气盘。臭氧氧化池(6)的池底分布有与臭氧发生器(16)出口相连接的曝气管和曝气盘(17)，同时臭氧氧化池(6)的池顶采用封闭结构并设有与尾气吸收装置(18)入口相连接的排气管路。膜池(7)内置PVDF中空纤维帘式膜组(19)，组件包括膜架和安装在膜架上的膜丝，膜架上设有抽吸接口；抽吸接口与抽吸泵(20)进口管和反洗水泵(25)出口管相连接，抽吸泵(20)出水口与产水桶(23)的进水口通过管路相连，产水桶(23)底部设置有产水阀(24)用于产水外排，产水桶(23)另设有反洗出水口通过反洗进水管路与反洗水泵(25)进水口相连；碱洗药桶(26)和酸洗药桶(28)分别通过碱洗加药泵(27)和酸洗加药泵(29)与反洗进水管路相连用于化学清洗加药，反洗水泵(25)出水口与抽吸接口相连，膜池(7)底部设置与曝气风机(21)出口相连的曝气管(22)曝气。
2.根据权利要求1所述的基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统，其特征在于：厌氧池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、沉淀池(5)、臭氧氧化池(6)和膜池(7)串联连接处均设有溢流堰。
3.根据权利要求1所述的基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统，其特征在于：沉淀池(5)和膜池(7)底部均设置与排泥泵(15)相连的排泥管路，各分支排泥管路均设置手动阀门,污泥由排泥泵(15)统一外排至集装箱体外的污泥回收桶。
4.如权利要求1所述可移动式污水处理系统的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.来水通过进水口首先进入厌氧池，经厌氧处理后从底部流入下一级缺氧池；S2.进入缺氧池后，来水与好氧池回流液混合经缺氧处理从上部通过溢流方式进入下一级好氧池；S3.进入好氧池后，来水由底部曝气提供溶解氧用以进行好氧反应，同时废水通过回流系统以一定回流比回流至上一级缺氧池进行反硝化脱氮处理，未被回流的部分继续由上部溢流的方式进入下一级沉淀池；S4.进入沉淀池后，沉淀池为预设结构，当来水含磷较高通过前期生物除磷工艺无法处理达标时在沉淀池内通过外加除磷絮凝药剂进行化学除磷，沉淀池出水从上部通过溢流方式进入下一级臭氧氧化池；S5.进入臭氧氧化池后，臭氧通过射流曝气装置进行汽水混合后喷射进入水体，由于气泡尺寸极小，与水体接触面积大具有更好的接触氧化效率，氧化池池体顶部为封闭设计以避免剩余臭氧直接排入大气，顶部装有排气管路并与尾气吸收装置联通，出水继续从顶部自流入下一级膜池；S6.流入膜池后，利用膜分离技术去除悬浮物改善水质，由抽吸泵将产水打入产水箱完成整体水处理过程。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于：步骤S1中，厌氧池中加入包埋有厌氧菌群的微生物填料，进行该阶段污水处理，所述的包埋有厌氧菌群的微生物填料的投加量占厌氧池总体积的20-40％，水力停留时间为1-3h,溶解氧浓度控制在0.1-0.5mg/L。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：步骤S2中，缺氧池中加入包埋有缺氧菌群的微生物填料，进行该阶段污水处理，所述的包埋有缺氧菌群的微生物填料的投加量占缺氧池总体积的20-40％,水力停留时间为5-12h，溶解氧浓度控制在0.1-0.5mg/L。
7.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：步骤S3中，好氧池中加入包埋有好氧菌群的微生物填料，进行该阶段污水处理，所述的包埋有好氧菌群的微生物填料的投加量占好氧池总体积的20-40％,水力停留时间为3-8h，溶解氧浓度控制在3.0-5.0mg/L，好氧池与缺氧池之间回流比为200-400％。
8.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：步骤S4中，沉淀池为竖流式，当废水含磷酸根等组分较高时，在该步投加除磷剂进行化学除磷，除磷剂投加量根据原水水质控制在100-1000ppm。
9.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：步骤S5中，臭氧发生装置以空气为氧气源采用高压放电式合成臭氧，根据来水水质控制高压交流电压控制在5-15KV，进气臭氧含量为10-20mg/L，为防止臭氧迅速分解水温需控制在25-35℃。
10.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：步骤S6中，膜池采用PVDF材质的UF中空纤维帘式膜，膜孔径应为0.01-0.1μm，膜池采用间歇运行工作方式，持续运行一段时间后进行停歇空曝气，曝气量为30-80L/帘•min，然后进行周期性反洗，周期性反洗包括常规反洗和化学清洗，常规反洗频率为2-4次/小时，反洗时间为0.5-2min；化学清洗分为酸洗和碱性氧化剂洗，其清洗频率根据水质情况确定，有机物清洗采用500-1000ppm的次氯酸钠与100-400ppm的氢氧化钠混合溶液，无机物清洗采用0.2-0.5％的柠檬酸/草酸或0.1-0.2％盐酸溶液，加药时间一般为3-15min，浸泡时间为15-30min。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统。
这种基于包埋微生物工法的可移动式污水处理系统，包括设于集装箱体内的反应池体，反应池体具体分割为依次串连的厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、臭氧氧化池和膜池；厌氧池外侧装有来水进水口，厌氧池底部与缺氧池连通处装有微孔过滤网。好氧池内的水通过回流泵回流至缺氧池，好氧池内水下部分设置与曝气风机出口相连的曝气管支路和曝气盘。臭氧氧化池的池底分布有与臭氧发生器出口相连接的曝气管和曝气盘，同时臭氧氧化池的池顶采用封闭结构并设有与尾气吸收装置入口相连接的排气管路。膜池内置PVDF中空纤维帘式膜组，组件包括膜架和安装在膜架上的膜丝，膜架上设有抽吸接口；抽吸接口与抽吸泵进口管和反洗水泵出口管相连接，抽吸泵出水口与产水桶的进水口通过管路相连，产水桶底部设置有产水阀用于产水外排，产水桶另设有反洗出水口通过反洗进水管路与反洗水泵进水口相连；碱洗药桶和酸洗药桶分别通过碱洗加药泵和酸洗加药泵与反洗进水管路相连用于化学清洗加药，反洗水泵出水口与抽吸接口相连，膜池底部设置与曝气风机出口相连的曝气管曝气。
作为优选：厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、臭氧氧化池和膜池串联连接处均设有溢流堰。
作为优选：沉淀池和膜池底部均设置与排泥泵相连的排泥管路，各分支排泥管路均设置手动阀门,污泥由排泥泵统一外排至集装箱体外的污泥回收桶。
这种可移动式污水处理系统的处理方法，包括以下步骤：
S1.来水通过进水口首先进入厌氧池，经厌氧处理后从底部流入下一级缺氧池；
S2.进入缺氧池后，来水与好氧池回流液混合经缺氧处理从上部通过溢流方式进入下一级好氧池；
S3.进入好氧池后，来水由底部曝气提供溶解氧用以进行好氧反应，同时废水通过回流系统以一定回流比回流至上一级缺氧池进行反硝化脱氮处理，未被回流的部分继续由上部溢流的方式进入下一级沉淀池；
S4.进入沉淀池后，沉淀池为预设结构，当来水含磷较高通过前期生物除磷工艺无法处理达标时在沉淀池内通过外加除磷絮凝药剂进行化学除磷，沉淀池出水从上部通过溢流方式进入下一级臭氧氧化池；
S5.进入臭氧氧化池后，臭氧通过射流曝气装置进行汽水混合后喷射进入水体，由于气泡尺寸极小，与水体接触面积大具有更好的接触氧化效率，氧化池池体顶部为封闭设计以避免剩余臭氧直接排入大气，顶部装有排气管路并与尾气吸收装置联通，出水继续从顶部自流入下一级膜池；
S6.流入膜池后，利用膜分离技术去除悬浮物改善水质，由抽吸泵将产水打入产水箱完成整体水处理过程。
作为优选：步骤S1中，厌氧池中加入包埋有厌氧菌群的微生物填料，进行该阶段污水处理，所述的包埋有厌氧菌群的微生物填料的投加量占厌氧池总体积的20-40％，水力停留时间为1-3h,溶解氧浓度控制在0.1-0.5mg/L。
作为优选：步骤S2中，缺氧池中加入包埋有缺氧菌群的微生物填料，进行该阶段污水处理，所述的包埋有缺氧菌群的微生物填料的投加量占缺氧池总体积的20-40％,水力停留时间为5-12h，溶解氧浓度控制在0.1-0.5mg/L。
作为优选：步骤S3中，好氧池中加入包埋有好氧菌群的微生物填料，进行该阶段污水处理，所述的包埋有好氧菌群的微生物填料的投加量占好氧池总体积的20-40％,水力停留时间为3-8h，溶解氧浓度控制在3.0-5.0mg/L，好氧池与缺氧池之间回流比为200-400％。
作为优选：步骤S4中，沉淀池为竖流式，当废水含磷酸根等组分较高时，在该步投加除磷剂进行化学除磷，除磷剂投加量根据原水水质控制在100-1000ppm。
作为优选：步骤S5中，臭氧发生装置以空气为氧气源采用高压放电式合成臭氧，根据来水水质控制高压交流电压控制在5-15KV，进气臭氧含量为10-20mg/L，为防止臭氧迅速分解水温需控制在25-35℃。
作为优选：步骤S6中，膜池采用PVDF材质的UF中空纤维帘式膜，膜孔径应为0.01-0.1μm，膜池采用间歇运行工作方式，持续运行一段时间后进行停歇空曝气，曝气量为30-80L/帘-min，然后进行周期性反洗，周期性反洗包括常规反洗和化学清洗，常规反洗频率为2-4次/小时，反洗时间为0.5-2min；化学清洗分为酸洗和碱性氧化剂洗，其清洗频率根据水质情况确定，有机物清洗采用500-1000ppm的次氯酸钠与100-400ppm的氢氧化钠混合溶液，无机物清洗采用0.2-0.5％的柠檬酸/草酸或0.1-0.2％盐酸溶液，加药时间一般为3-15min，浸泡时间为15-30min。
本发明的有益效果是:
1.本系统所用的包埋菌填料材质为聚乙烯醇(PVA)，载体材料为活性炭，所包埋菌种均为生化污泥中筛选培养得到的高效活性菌种，分别制成包埋菌种单一的厌氧、缺氧和好氧三种包埋菌投放至对应的反应池，使三者始终处于各自的专一环境中，有效提高了整个包埋填料的微生物活性和抗冲击负荷能力，更有利于系统的稳定和高效运行。
2.将生化处理、臭氧氧化法和膜分离技术结合起来，前段利用包埋菌高效去除可降解有机物脱氮除磷，中段利用臭氧可氧化分解如芳环类难降解有机物净化水质，末端利用膜分离技术节流水中悬浮颗粒物最终达标排放，几种常规工业废水和生活污水主要污染物去除率均在95％以上。
3.与传统的MBR工艺相比，该系统将生化处理与膜分离技术分割开来，不仅可以实现独立控制各生化阶段的溶氧等反应条件兼顾脱氮、除磷和去除有机物的功能，同时也便于膜装置的独立运行维护，大大降低膜污染程度，膜的使用寿命得以延长。
4.本系统主体可安装于废旧集装箱内，具备工期短、结构简易紧凑和移动方便的优势，适合大批量、模块化生产，可以广泛应用于偏远且来水较为分散的地区，同时系统整体电力运行成本较低，在电力系统欠发达区域也能保证正常运行。
（发明人：赵国萍;张弛;陈瑶姬;赖春芳;王洁;陈彪;冯向东;娄宝辉;张雨婷;郑志坤;黄建元;童小忠）
