申请日2015.12.07
公开(公告)日2016.02.24
IPC分类号C02F9/14; B01D65/02
摘要
本发明涉及一种移动式MBR工艺污水处理装置及其处理方法，包括预处理组件、主处理组件、副处理组件;预处理组件上设置有污水进水管，副处理组件上设置有再生水出水管;预处理组件包括依次按序连接的浮渣区、沉淀区、调节区;主处理组件包括依次按序连接的缺氧区、好氧区、膜区，缺氧区的进口设置有细格栅，膜区内设置有膜组器、气提回流装置、排泥泵、水位计和电加热器;副处理组件包括鼓风机、自动反洗装置、电控柜、产水泵、臭氧制备投加装置;鼓风机分别连接至浮渣区、调节区、曝气器和膜组器的曝气管。其具有结构简单、设计合理、便于制作和运输、污水处理效率高、使用寿命长、维护成本低、降低工人的劳动强度等优点。
摘要附图
权利要求书
1.一种移动式MBR工艺污水处理装置，其特征在于：该污水处理装置包括预处理组件 (1)、主处理组件(2)、副处理组件(3);其中，预处理组件(1)上设置有污水进水管，副处理组件上设置有再生水出水管;主处理组件(2)分别连接预处理组件(1)和副处理组件 (3);预处理组件(1)包括依次按序连接的浮渣区(101)、沉淀区(102)、调节区(103)，浮渣区出口设置有曝气中格栅(104)，沉淀区内设置有排泥泵(105)，调节区内设置有第一曝气搅拌装置(106)和提升泵(107);主处理组件(2)包括依次按序连接的缺氧区(201)、好氧区(202)、膜区(203)，缺氧区的进口设置有细格栅(204)，缺氧区内还设置有第二曝气搅拌装置(205)，好氧区内设置有曝气器(206)，膜区内设置有膜组器(207)、气提回流装置(208)、排剩余泵(209)、水位计(210)和电加热器(211);副处理组件包括鼓风机(301)、自动反洗装置(302)、电控柜(303)、产水泵(304)、臭氧制备投加装置(305);鼓风机分别连接至浮渣区、调节区、曝气器和膜组器的曝气管;产水泵通过臭氧制备投加装置连接至再生水出水管;电控柜分别与鼓风机、排泥泵、自动反洗装置、产水泵、臭氧制备投加装置电连接。
2.根据权利要求1所述的一种移动式MBR工艺污水处理装置，其特征在于：所述浮渣区内曝气中格栅的栅板为截流孔径5mm的不锈钢穿孔板，内设曝气管;副处理组件中还设置有隔音、保温、通风、照明、防水装置，以及外部装饰。
3.根据权利要求1或2所述的一种移动式MBR工艺污水处理装置，其特征在于：所述膜组器为悬挂安装的板式膜组器，该膜组器的周围设置有挡水板，电控柜上还设置有控制器;供气管路分别与膜组器、气提回流装置连接;每个供气管路上还设置有气体流量调节装置;电加热器上设置有温控器，产水泵上还设置有计时器、水位传感器、水流量调节装置;水流量调节装置、气体流量调节装置、温控器、计时器和水位传感器分别与控制器数据信号连接。
4.根据权利要求3所述的一种移动式MBR工艺污水处理装置，其特征在于：自动反洗装置包括储水罐(3021)、储药罐(3022)、反洗泵(3023)、反洗电磁阀(3024)、补水电磁阀 (3025)、产水电磁阀(3026)、止回调节阀(3027)、储水罐高水位(3028);储水罐通过补水电磁阀与产水泵出水管相连;反洗泵吸水管连接至储水罐，还通过止回调节阀连接至储药罐;反洗泵、反洗电磁阀、产水电磁阀分别与控制器数据信号连接。
5.根据权利要求4所述的一种移动式MBR工艺污水处理装置，其特征在于：所述控制器为网络控制器，该网络控制器上还包括无线传输模块，该无线传输模块通过无线网络实时监控水流量调节装置、气体流量调节装置、温控器、计时器、水位传感器的数据信号，并将信号存储至云服务器后发送给手机移动终端或远程固定终端设备;该网络控制器还能够接受移动终端或远程固定终端主动发送的命令，包括程序修改、程序控制和参数调整。
6.一种根据权利要求5所述的有一种移动式MBR工艺污水处理装置的处理方法，其特征在于，该处理方法包括如下步骤：
1)开启鼓风机，对浮渣区、调节区、缺氧区曝气器和膜组器的曝气管进行充气，使得空气扩散至浮渣区、调节区、缺氧区、曝气器和膜组器中;其中缺氧区的曝气管的供气管路上的电磁阀通过控制器控制，使其每打开1分钟关闭10分钟;
2)待处理的污水通过污水进水管依次流至预处理组件的浮渣区、沉淀区、调节区进行预处理，再通过提升泵将预处理后的污水引至主处理组件;其中在沉淀区内处理时，排泥泵将沉淀区中的一部分污泥排出;
3)在步骤2)中，预处理后的污水首先经过细格栅去除污水中的细小颗粒物后，与回流污泥混合，在缺氧区的第二曝气搅拌装置搅拌下进行废水脱氮处理;缺氧区出水流至好氧区，进行曝气处理，去除有机污染物同时将氨氮转化为硝酸盐氮;经过好氧区曝气处理后的污水进入膜区;在膜区中，通过排剩余泵排出剩余的污泥，通过气提回流装置提供混合液的回流，通过电加热器将水温控制在5℃以上，当温控器测得的水温低于5℃时，控制器控制电加热器开启进行加热;当温控器测得的水温高于8℃时，控制器控制电加热器停止加热;通过排剩余泵将剩余污泥排放至浮渣区，在沉淀区沉淀后，经排泥泵排出系统;控制器根据计时器、水流量调节装置和水位传感器的数据信号控制产水泵的工作，其中控制方法是处理装置每运行时间8分钟停止时间2分钟，并且通过水位计控制产水泵停止水位，设定的停止水位确保膜组器一直处于淹没状态;
4)经过主处理组件处理的污水流至副处理组件进行再处理，其中，每完成一次产水周期，自动反洗装置反洗一次，在反洗过程中，首先关闭产水电磁阀，打开反洗电磁阀和反洗泵，通过反洗泵前负压抽吸储药罐中的药剂，当达到注液时间，关停上述设备，等待达到浸泡时间后重新开始产水;储水罐补水在产水周期内完成，通过储水罐高水位和补水电磁阀自动保证储水罐满水;产水泵产水端与臭氧制备投加装置相连，通过臭氧投加进行脱色、杀菌消毒处理后排放或回用;待处理污水全部处理任务完成后，关闭整个污水处理装置，放空所有反应器。
说明书
一种移动式MBR工艺污水处理装置及其处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种移动式MBR工艺污水处理装置及其处理方法，其可应用于农村地区、工矿企业、集市、景区、灾区、突发事件等临时应急污水处理。
背景技术
随着我国经济的快速增长，农村居民的生活水平日益提高，生活污水的排放量也随之增加，但由于农村地区的地理环境和居住习惯，绝大部分农村污水未经处理直接排入自然水体，造成严重的水环境问题，已引起中央及社会各界的高度重视和广泛关注。水环境区域补偿制度2015年起已在北京试行，并逐步向全国推广。农村污水治理已成为社会主义新农村建设的一项重要内容与检验标准。发达国家农村污水处理技术起步较早，技术产品成熟，产业规模较大，形成了比较完善的标准体系和政策体系。国内农村污水处理技术研究与产品开发起步较晚，产品技术整合问题仍没有得到妥善解决，产品结构单一，应用范围较窄，生产能力不足，产业化水平有待提高。随着我国城镇化规划的逐步推进，农村人口还将进一步减少，发展仍处于不稳定状态，近10年减少了90万自然村。有些村庄不仅规划不确定，而且位于水资源保护地内，污水处理的需求十分紧迫，出水水质要求高。这些情况下，如果建设永久性污水处理设施，必然造成大量资源的浪费。由于需要应对较为复杂的应用环境，系统的稳定性和可靠性将面临极大的考验。这就需要污水处理设施小型装备化、模块化，具有较好的移动性，以便于运输，同时拥有较快的反应能力，较强的适应性及稳定性，还用具备操作简单，安全可靠等特点。
为了使移动式污水处理装置同时拥有紧凑的体积和较高的处理能力，处理工艺一般都采用MBR。然而，目前国内绝大部分MBR装置使用的是中空纤维膜组件，在膜系统设计、制作方面存在很多问题，主要表现在：第一，未设置自动反洗装置，反洗操作复杂，劳动量大，甚至根本不设置在线日常反洗系统，使膜组件通量加速衰减;第二，膜组件不能干燥存放，给维护和运输造成困难，一旦发生膜池意外干水、误操作或保护措施不当就会造成膜组件报废;第三，未设置防冻措施，冬季北方温度较低的情况就会造成系统失效;第四，未进行水力优化设计，使膜组件产水周期缩短，出现膜丝板结，必须离线人工清洗，给维护操作带来不便。膜组器是MBR工艺的关键设备，正常维护使用寿命只有5年，如果不解决以上问题，膜组件达不到使用年限，运行成本会迅速增加。因此，研究一种设计合理、结构简单、使用寿命长的移动式MBR工艺污水处理装置具有重要的研究意义。
发明内容
针对现有技术中污水处理装置中存在的不足，本发明的目的在于：提供一种移动式MBR 工艺污水处理装置及其处理方法，其具有结构简单、设计合理、便于制作和运输、污水处理效率高、使用寿命长、维护成本低、降低工人的劳动强度等优点。
为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：
一种移动式MBR工艺污水处理装置，该污水处理装置包括预处理组件、主处理组件、副处理组件;其中，预处理组件上设置有污水进水管，副处理组件上设置有再生水出水管;主处理组件分别连接预处理组件和副处理组件;预处理组件包括依次按序连接的浮渣区、沉淀区、调节区，浮渣区出口设置有曝气中格栅，沉淀区内设置有排泥泵，调节区内设置有第一曝气搅拌装置和提升泵;主处理组件包括依次按序连接的缺氧区、好氧区、膜区，缺氧区的进口设置有细格栅，缺氧区内还设置有第二曝气搅拌装置，好氧区内设置有曝气器，膜区内设置有膜组器、气提回流装置、排剩余泵、水位计和电加热器;副处理组件包括鼓风机、自动反洗装置、电控柜、产水泵、臭氧制备投加装置;鼓风机分别连接至浮渣区、调节区、曝气器和膜组器的曝气管;产水泵通过臭氧制备投加装置连接至再生水出水管;电控柜分别与鼓风机、自动反洗装置、产水泵、臭氧制备投加装置电连接。
作为上述技术方案的进一步优化，所述浮渣区内曝气中格栅的栅板为截流孔径5mm的不锈钢穿孔板，内设曝气管;副处理组件中还设置有隔音、保温、通风、照明、防水装置，以及外部装饰。
作为上述技术方案的进一步优化，所述膜组器为悬挂安装的板式膜组器，该膜组器的周围设置有挡水板，电控柜上还设置有控制器;供气管路分别与膜组器、气提回流装置连接;每个供气管路上还设置有气体流量调节装置;电加热器上设置有温控器，产水泵上还设置有计时器、水位传感器、水流量调节装置;水流量调节装置、气体流量调节装置、温控器、计时器和水位传感器分别与控制器数据信号连接。
作为上述技术方案的进一步优化，自动反洗装置包括储水罐、储药罐、反洗泵、反洗电磁阀、补水电磁阀、产水电磁阀、止回调节阀、储水罐高水位;储水罐通过补水电磁阀与产水泵出水管相连;反洗泵吸水管连接至储水罐，还通过止回调节阀连接至储药罐;反洗泵、反洗电磁阀、产水电磁阀分别与控制器数据信号连接。
作为上述技术方案的进一步优化，所述控制器为网络控制器，该网络控制器上还包括无线传输模块，该无线传输模块通过无线网络实时监控水流量调节装置、气体流量调节装置、温控器、计时器、水位传感器的数据信号，并将信号存储至云服务器后发送给手机移动终端或远程固定终端设备;该网络控制器还能够接受移动终端或远程固定终端主动发送的命令，包括程序修改、程序控制和参数调整。
本发明上述移动式MBR工艺污水处理装置的处理方法包括如下步骤：
1)开启鼓风机，对浮渣区、调节区、缺氧区曝气器和膜组器的曝气管进行充气，使得空气扩散至浮渣区、调节区、缺氧区、曝气器和膜组器中;其中缺氧区的曝气管的供气管路上的电磁阀通过控制器控制，使其每打开1分钟关闭10分钟;
2)待处理的污水通过污水进水管依次流至预处理组件的浮渣区、沉淀区、调节区进行预处理，再通过提升泵将预处理后的污水引至主处理组件;其中在沉淀区内处理时，排泥泵将沉淀区中的一部分污泥排出;
3)在步骤2)中，预处理后的污水首先经过细格栅去除污水中的细小颗粒物后，与回流污泥混合，在缺氧区的第二曝气搅拌装置搅拌下进行废水脱氮处理;缺氧区出水流至好氧区，进行曝气处理，去除有机污染物同时将氨氮转化为硝酸盐氮;经过好氧区曝气处理后的污水进入膜区;在膜区中，通过排剩余泵排出剩余的污泥，通过气提回流装置提供混合液的回流，通过电加热器将水温控制在5℃以上，当温控器测得的水温低于5℃时，控制器控制电加热器开启进行加热;当温控器测得的水温高于8℃时，控制器控制电加热器停止加热;通过排剩余泵将剩余污泥排放至浮渣区，在沉淀区沉淀后，经排泥泵排出系统;控制器根据计时器、水流量调节装置和水位传感器的数据信号控制产水泵的工作，其中控制方法是处理装置每运行时间8分钟停止时间2分钟，并且通过水位计控制产水泵停止水位，设定的停止水位确保膜组器一直处于淹没状态;
4)经过主处理组件处理的污水流至副处理组件进行再处理，其中，每完成一次产水周期，自动反洗装置反洗一次，在反洗过程中，首先关闭产水电磁阀，打开反洗电磁阀和反洗泵，通过反洗泵前负压抽吸储药罐中的药剂，当达到注液时间，关停上述设备，等待达到浸泡时间后重新开始产水;储水罐补水在产水周期内完成，通过储水罐高水位和补水电磁阀自动保证储水罐满水;产水泵产水端与臭氧制备投加装置相连，通过臭氧投加进行脱色、杀菌消毒处理后排放或回用;待处理污水全部处理任务完成后，关闭整个污水处理装置，放空所有反应器。
与现有技术中的污水处理装置相比，本发明的移动式MBR工艺污水处理装置具有如下优点：
(1)结构简单、设计合理，便于标准化工厂制作和运输，占地面积小;
(2)污水处理效率高，运行过程性能可靠，出水水质好，能够满足高标准排放，还可用于提供高品质再生水;
(3)通过膜系统自动平衡进水量和产水量，可实现膜组器自动清洗，简化日常维护工作量，冬季自动保持水温，延长膜使用寿命;
(4)膜组器通过采用悬挂安装方式，经过水力优化设计，可延缓膜污堵，延长产水周期，在膜区以外干水或维修时，膜组器干燥保存材质不变性，降低了维护成本，有效避免设备故障和操作失误造成损失;
(5)通过智能无线远程监控，可实现无人值守、移动巡管、实时监控等功能，有效减少了操作人员的劳动强度，具有广泛的应用空间。
