公布日：2023.04.07
申请日：2022.12.21
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N;C02F1/50(2023.01)N
摘要
一种污水处理的双膜塔系统，处理过程包括：污水前处理系统、过滤系统、沉淀池、消毒池、尾水排放，污水前处理系统通过投加高分子絮凝剂，使污水中的悬浮物及重金属离子形成絮凝物直至完全沉降，过滤系统中涉及结构包括调节池、调节池提升泵、循环池、循环水泵、生物滤塔，经由污水前处理后的污水流入调节池内，循环泵将污水提升至生物滤塔内，生物滤塔内部对污水进行过滤，经生物滤塔过滤后的污水流入到循环池的进水口，完成污水的循环过滤。采用一体化陶瓷纳米生物滤塔进行污水的过滤，污水自顶部喷洒后，自由降落至底部，在降落过程中，污水与滤料接触，微生物利用污水中的污染物质进行增殖生长，实现对污水的净化处理，污水处理效果明显。
权利要求书
1.一种污水处理的双膜塔系统，其特征在于，处理过程包括：污水前处理系统、过滤系统、沉淀池、消毒池、尾水排放。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理的双膜塔系统，其特征在于，所述污水前处理系统过程中按2mgL-50mgL的添加量将数均分子量为1/1贝150万-400万的高分子絮凝剂投加到污水中，使污水中的悬浮物及重金属离子(锌、铅或镉离子)形成絮凝物直至完全沉降。
3.根据权利要求2所述的一种污水处理的双膜塔系统，其特征在于，所述高分子絮凝剂制备过程如下：在保护气氛中；取1重量份的3-丙烯酰胺基苯硼酸和丙烯酰胺单体共混物；取50-200重量份的溶剂(由蒸馏水、甲醇、乙醇、N,N一二甲基甲酰胺或异丙醇中的任一种或两种以上的组合物组成)；将所述共混物投加到所述溶剂中完全混合后形成等密度溶液；将所述等密度溶液加热至50℃一80℃；将上述等密度溶液均分为8批次；在伴有搅拌的情况下分批次向所述等密度溶液中缓慢滴加等量引发剂，进行聚合反应；反应6-24小时后，得反应产物；待所述反应产物自然冷却至25℃后，将所述反应产物转移入截留分子量为12000-14000的渗析袋中分离1-5天，渗析分离后得分离产物；将所述分离产物投加到冷冻干燥器内冷冻干燥4小时；收集冷冻干燥后分离产物；得到所述高分子絮凝剂。
4.根据权利要求3所述一种污水处理的双膜塔系统，其特征在于，所述3-丙烯酰胺基苯硼酸与丙烯酰胺单体的摩尔比为1：4-1：20。
5.根据权利要求3所述一种污水处理的双膜塔系统，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化叔丁酯、偶氮二异丁基脒盐酸盐、过氧化二苯甲酰之中的任一种或两种以上的组合物，所述任一种或两种以上的组合物形成的引发剂缓慢滴加到所述等密度溶液中，进行聚合反应。
6.根据权利要求1所述的一种污水处理的双膜塔系统，其特征在于，污水经由所述污水前处理系统后，由管网收集后通过人工格栅流入到所述过滤系统内进行过滤。
7.根据权利要求6所述的一种污水处理的双膜塔系统，其特征在于，所述过滤系统主体为一体化陶瓷纳米生物滤塔，所述一体化陶瓷纳米生物滤塔包括生物滤塔，所述生物滤塔还涉及的其他结构包括调节池、调节池提升泵、循环池、循环水泵，经由污水前处理后的污水流入所述调节池内，所述调节池内设置有所述调节池提升泵，将污水泵入所述循环池内，所述循环池内设置有所述循环水泵，将污水泵入所述生物滤塔顶部，通过布水器将污水均匀分布于整个所述生物滤塔表面，在所述生物滤塔内部对污水进行过滤，经所述生物滤塔过滤后的污水流入到所述循环池的进水口，完成污水的循环过滤。
8.根据权利要求7所述的一种污水处理的双膜塔系统，其特征在于，所述生物滤塔包括壳体、陶瓷纳米载体、布水器、排水排泥孔洞，所述壳体涵盖生物滤塔的四周以及顶部，所述陶瓷纳米载体垂挂于所述生物滤塔顶部的挂杆上，并串联排列，采用折叠式安装，在所述陶瓷纳米载体两侧构建呈一个水气分流的空间，污水通过设备顶部设置的所述布水器后，通过所述陶瓷纳米载体生长的细菌形成的膜，完成过滤后随重力流下，排水排泥孔洞设置在所述生物滤塔底部。
9.根据权利要求1所述的一种污水处理的双膜塔系统，其特征在于，污水经由所述过滤系统处理后自流入所述沉淀池内沉淀48小时。
10.根据权利要求9所述的一种污水处理的双膜塔系统，其特征在于，经所述沉淀池沉淀后的污水泥水分离，上层污水通过水泵泵送进入到消毒池内部添加消毒剂进行消毒，消毒完全后污水达到排放标准，进行排放。
发明内容
本申请提供了一种污水处理的双膜塔系统，采用一体化陶瓷纳米生物滤塔进行污水的过滤，污水自顶部喷洒后，自由降落至底部，在降落过程中，污水与滤料接触，微生物利用污水中的有效成分进行增殖生长，实现对污水的净化处理，污水处理效果明显，同时，整个处理过程不使用曝气机，仅有水泵耗电，耗电量低，能耗低。
本申请提供了一种污水处理的双膜塔系统，处理过程包括：污水前处理系统、过滤系统、沉淀池、消毒池、尾水排放。
进一步的，污水前处理系统过程中按2mgL-50mgL的添加量将数均分子量为1/1贝150万-400万的高分子絮凝剂投加到污水中，使污水中的悬浮物及重金属离子(锌、铅或镉离子)形成絮凝物直至完全沉降。
进一步的，高分子絮凝剂制备过程如下：
在保护气氛中；
取1重量份的3-丙烯酰胺基苯硼酸和丙烯酰胺单体共混物；
取50-200重量份的溶剂(溶剂包括蒸馏水、甲醇、乙醇、N,N一二甲基甲酰胺或异丙醇中的任一种或两种以上的组合物，任一种或两种以上的组合物形成的溶剂溶解共混物，形成等密度溶液)。
将共混物投加到溶剂中完全混合后形成等密度溶液；
将等密度溶液加热至50℃一80℃；
将上述等密度溶液均分为8批次；
在伴有搅拌的情况下分批次向等密度溶液中缓慢滴加等量引发剂，进行聚合反应；
反应6-24小时后，得反应产物；
待反应产物自然冷却至25℃后，将反应产物转移入截留分子量为12000-14000的渗析袋中分离1-5天，渗析分离后得分离产物；
将分离产物投加到冷冻干燥器内冷冻干燥4小时；
收集冷冻干燥后分离产物；
得到高分子絮凝剂。
进一步的，3-丙烯酰胺基苯硼酸与丙烯酰胺单体的摩尔比为1：4-1：20。
进一步的，引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化叔丁酯、偶氮二异丁基脒盐酸盐、过氧化二苯甲酰之中的任一种或两种以上的组合物，任一种或两种以上的组合物形成的引发剂缓慢滴加到等密度溶液中，进行聚合反应。
进一步的，污水经由污水前处理系统后，由管网收集后通过人工格栅流入到过滤系统内进行过滤。
进一步的，过滤系统主体为一体化陶瓷纳米生物滤塔，一体化陶瓷纳米生物滤塔包括生物滤塔，生物滤塔还涉及的其他结构包括调节池、调节池提升泵、循环池、循环水泵，经由污水前处理后的污水流入调节池内，调节池内设置有调节池提升泵，将污水泵入循环池内，循环池内设置有循环水泵，将污水泵入生物滤塔顶部，通过布水器将污水均匀分布于整个生物滤塔表面，在生物滤塔内部对污水进行过滤，经生物滤塔过滤后的污水流入到循环池的进水口，完成污水的循环过滤。
进一步的，生物滤塔包括壳体、陶瓷纳米载体、布水器、排水排泥孔洞，壳体涵盖生物滤塔的四周以及顶部，陶瓷纳米载体垂挂于生物滤塔顶部的挂杆上，并串联排列，采用折叠式安装，在陶瓷纳米载体两侧构建呈一个水气分流的空间，污水通过设备顶部设置的布水器后，通过陶瓷纳米载体生长的细菌形成的膜，完成过滤后随重力流下，排水排泥孔洞设置在生物滤塔底部。
进一步的，污水经由过滤系统处理后自流入沉淀池内沉淀48小时。
进一步的，经沉淀池沉淀后的污水泥水分离，上层污水通过水泵泵送进入到消毒池内部添加消毒剂进行消毒，消毒完全后污水达到排放标准，进行排放。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种污水处理的双膜塔系统，由管网收集的污水经过人工格栅后流入调节池，进行水量调节，水质均衡，调节池内设置调节池提升泵，将污水泵入循环池，循环池内设置循环水泵，将污水泵入生物滤塔顶部，通过布水器将污水均匀分布于整个滤塔表面，滤塔内部装填有大量的陶瓷纳米载体填料，在污水流经时，由于陶瓷纳米载体为微生物提供了理想生长环境，各种厌氧、兼氧、好氧微生物附着、生长于载体上，利用污水中污染物质大量生长繁殖，形成生物膜，随着陶瓷纳米载体上微生物的不断生长，老旧的生物膜会随着重力剥落回至反应槽，高密度的污泥沉淀于底部，定时排出即可，整体系统效率高、安装快速、操作简单方便，从而净化水质，流经生物膜的污水被层层净化后再流入循环池进水点(即调节池提升泵进入循环池位置处)，一方面稀释了进水，降低了负荷，另一方面，污水又被循环泵多次泵入滤塔进行处理，通过大流量的循环，确保污水被滤塔上微生物多次处理，最终达到良好的处理效果，多次循环处理后的污水自流至沉淀系统，泥水分离后流入消毒水池，水体经消毒后达标排放。
在污水处理过程中的碳排放主要来自于两个方面：直接排放和间接排放。直接排放主要是污水中的有机物分解过程释放的甲烷、一氧化亚氮等气体。间接排放主要是污水处理过程中外部化石能源供电和药剂投加产生的碳排放。一体化生物滤塔处理运行过程中不需要药剂投加，并且设备耗电量极低，相比同类型生物处理系统有更低碳的运行成本。
本处理系统采用光伏+设备集成式解决方案，光伏背板采用双面氟碳结构、集成时下最先进的杜邦Tedlar、中来FFC氟碳技术，双面组件运用先进的N型TOPCon技术，无LID、LeTID风险，高可靠性，高效率，低温度系数，发电寿命长。该集成设备系统光伏发电不仅可以解决客户企业污水处理用电需求，同时余电可上网创收，真正做到节能、高效，资源化节碳减排。
综上所述，本申请产生的有益效果如下：
1、由于一体化设备属于高科技集成，无需专业技术人员操作，维护成本低。
2、技术成熟，处理能力稳定性好，易接入自动化控制系统，易操作，大大减轻后期系统运行维护难度及成本，处理性能稳定。
3、不使用曝气机，仅有水泵耗电，耗电量低，能耗低。
4、设备为模块化生产，可根据水量情况快速组合、灵活度高模块化设计和可拆卸的特点使其在使用过程中具有极佳的灵活性，可随时根据不同处理要求增减设备实现处理系统改造。
（发明人：薛丽娟;史晓慧）
