申请日2016.07.23
公开(公告)日2017.01.11
IPC分类号C02F9/14; C02F1/28; C02F1/44; C02F3/34
摘要
本实用新型提供一种设有超滤膜、活性炭和微生物的污水再生回用系统，包括污水沉淀池、曝气系统、抽吸系统、反冲洗系统和膜产水箱，所述的污水沉淀池分别与曝气系统、抽吸系统和膜产水箱相连，所述的膜产水箱又与反冲洗系统形成一个循环，所述的污水沉淀池中添加有微生物和设有中空纤维超滤膜反应器，所述的中空纤维超滤膜反应器的超滤膜上粘附有活性炭。本实用新型的污水再生回用系统达到节约水资源、节省占地面积、降低运行成本、实现污水资源化再来利用、有效地解决工业污水达标排放的难题，实现经济效益和环境效益的双丰收。
权利要求书
1.设有超滤膜、活性炭和微生物的污水再生回用系统，其特征在于包括污水沉淀池、曝气系统、抽吸系统、反冲洗系统和膜产水箱，所述的污水沉淀池分别与曝气系统、抽吸系统和膜产水箱相连，所述的膜产水箱又与反冲洗系统形成一个循环，所述的污水沉淀池中添加有微生物和设有中空纤维超滤膜反应器，所述的中空纤维超滤膜反应器的超滤膜上粘附有活性炭。
2.根据权利要求1所述的设有超滤膜、活性炭和微生物的污水再生回用系统，其特征在于所述的曝气系统包括穿孔曝气器、气压表、减压阀门和曝气风机，穿孔曝气器设置在污水沉淀池中。
3.根据权利要求1所述的设有超滤膜、活性炭和微生物的污水再生回用系统，其特征在于所述的抽吸系统包括膜抽吸产水泵、转子流量计、压力表和膜产水阀门。
4.根据权利要求1所述的设有超滤膜、活性炭和微生物的污水再生回用系统，其特征在于所述的反冲洗系统包括膜反冲洗泵、转子流量计、压力表和膜反洗阀门。
5.根据权利要求1所述的设有超滤膜、活性炭和微生物的污水再生回用系统，其特征在于所述的污水沉淀池还设有排污管。
6.根据权利要求1所述的设有超滤膜、活性炭和微生物的污水再生回用系统，其特征在于所述的中空纤维超滤膜反应器中的中空纤维超滤膜为一种复合型中空纤维膜，所述复合型中空纤维膜内含多根加强纤维。
7.根据权利要求1所述的设有超滤膜、活性炭和微生物的污水再生回用系统，其特征在于所述的活性炭的投加量为沉淀池的1-20g/ L。
8.根据权利要求1所述的设有超滤膜、活性炭和微生物的污水再生回用系统，其特征在于所述的抽吸系统中运行压力-0.01~-0.05MPa，中空纤维膜产水流量在10-20 L/m2.h。
9.根据权利要求1所述的设有超滤膜、活性炭和微生物的污水再生回用系统，其特征在于所述的曝气系统中气水比1:10~30。
10.根据权利要求1所述的设有超滤膜、活性炭和微生物的污水再生回用系统，其特征在于所述的反冲洗系中反洗压力<0.05MPa，反洗流量在30-40 L/m2.h。
说明书
设有超滤膜、活性炭和微生物的污水再生回用系统
技术领域
本实用新型属于环保污水处理领域，特别涉及采用一种一种设有超滤膜、活性炭和微生物的污水再生回用系统，对污水实现提标改造以及再生回用。
背景技术
水是社会经济发展的战略资源，随着社会和经济的不断发展，环境和资源问题日益突出，水资源匾乏，水环境污染，越来越引起全社会的关注。我国是一个水资源短缺的国家，居世界第6位，但因人口众多人均水资源占有量为世界平均值的1/4，居世界第110位，被联合国列为13个缺水国之一。其次，我国在水资源紧缺的同时，水资源利用方式粗放，用水效率不高，用水浪费等问题仍然十分突出。再者，水资源受到严重污染，某些污水未经处理或部分处理后排放江河湖海，造成水体污染。这些水环境的污染进一步加剧水资源短缺，使本己严重的水资源供需失衡的矛盾显得更加突出。面对以上水资源短缺的现状，污水回用是缓解水资源危机，保护水环境的关键途径之一。
美国是世界上开展污水回用最早的国家之一，20世纪60年代初开始大规模建设污水处理厂,随后开始进行污水回用。美国是世界上开展污水回用最早的国家之一，20世纪60年代初开始大规模建设污水处理厂,随后开始进行污水回用。到1980年美国己有357个城市实现污水回用。以色列是在污水回用方面最具特色的国家之一,它地处干旱和半干旱地区,人均水资源占有量仅为476m3 ，以色列再生水利用最突出的特点是把再生水作为国家水量平衡的重要组成部分,而且早在20世纪60年代,就把污水再生利用列为一项国家政策。截至1987年,己建造210个市政再生水利用工程, 目前100%的生活污水和72%的市政污水己实现再生利用,其中42%用于灌溉,30%回灌地下和排入河道,其余用于工业和城市绿化等。我国早在20世纪50年代尝试采用污水灌溉农田,80年代探索将城市污水深度处理后回用于生活和工业。80年代末,随着我国大部分城市水危机的频繁出现,促进了污水回用技术的研究和开发。如大连春柳污水处理厂将二级处理污水进行深度处理后回用于煤气厂代替新水,这是我国最早进行的示范工程。
目前污水处理工艺只是在物化或生化处理阶段达标排放，既浪费水资源也无法保证系统稳定达标排放，特别在局部环境污染严重的地区排污标准高于国家标准，造成传统的工艺无法达不到排放的标准，在这种情况下需要对传统的污水处理工艺进行提标改造。如今膜分离技术是近年来水处理领域的研究热点，它具有工艺简单、经济性较好、没有相变、分离系数较大、节能、高效、无二次污染连续操作等特点。在膜分离级别中相对于纳滤膜、反渗透膜等中高压膜，超滤膜(ultra-filtration, UF)能有效的去除颗粒物及大分子物质, 能完全脱除中水的细菌和大肠杆菌,有效地去除水中的SS,并在一定程度上降低BOD5、CODcr、总氮、总磷等污染物浓度,获得稳定的再生水质, 从而减少后续消毒加氯量，减少消毒副产物的生成量。超滤膜技术以其结构简单、投资费用低、能耗小、工艺流程简单、易于操作管理等优点，其中浸没式超滤膜因具有产水量高、能耗低、便与其它处理工艺相结合等优势而受到越来越多的应用。如公开专利号CN102001728A报道了一种浸没式超滤膜水处理系统及方法，由刘永康等发明，该专利属于饮用水处理净化领域，在原水投加活性炭，经过絮凝后，借助膜分离设备在一体化设备中实现澄清、膜过滤和活性炭吸附深度处理。该专利优点采用活性炭与超滤膜过滤相结合，对饮用水起到进一步净化，缺少对粉末活性炭再生利用。如公开专利号CN102372376B报道一种反渗透浓水的处理方法，由龚小芝等发明，其特征是浓水经过臭氧处理后，出水首先进入多相催化氧化塔，再进入活性炭吸附反应池中，吸附出水再进入浸没式超滤池，最后出水再外排。该专利方法把活性炭吸附反应池、浸没式超滤池分开应用，增大了占地面积，缺少对粉末活性炭再生的应用。如专利公开号CN102701500A报道了一种印染废水零排放回用方法，该工艺末端采用传统的活性炭罐对浸没超滤系统、电吸附反应器、纳米电气石陶粒滤池出水进行吸附，工艺处理流程较长，缺少活性炭与浸没超滤系统的一体化设计。此外在其他专利公开号CN1827535A、CN101311132A、CN102167478A等专利不同程度提到活性炭滤池、超滤膜设备。此外，在活性炭吸附再生方面如专利公开号CN101073766A报道一种超声波脱附活化活性炭再生技术、专利公开号CN102974138A报道超声波在线再生活性炭过滤器及其活性炭再生方法、专利公开号CN101780402A也报道一种活性炭毡在线吸附再生装置，专利内容中均采用超声波或加温方式，活性炭再生能耗高、损坏大。上述专利或多或少存在这样那样的不足，比如沉清池与膜处理设施是分离状态，占地面积大、所需设备多、投资高、工艺复杂、缺少活性炭的再生、缺少对超滤膜的性能要求，这些活性炭与超滤膜的组合多集中在饮用水、地表水方面的应用。而在工业污水回用方面，采用超滤膜活性炭微生物组合一体化技术以及利用微生物实现活性炭再生利用的研究报道还较少。
因此，在目前水资源短缺的情况下，要实现污水资源化再生利用及提标改造，开发出超滤膜活性炭微生物的组合技术以及利用微生物再生活性炭技术，就显得尤为必须和重要。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种设有超滤膜、活性炭和微生物的污水再生回用系统，其具有占地面积小、对污水再生利用率高的特点，从而达到节约水资源、节省占地面积、降低运行成本、实现污水资源化再来利用、有效地解决工业污水达标排放的难题，实现经济效益和环境效益的双丰收。
为实现发明目的，本实用新型采取如下的技术手段：
设有超滤膜、活性炭和微生物的污水再生回用系统，包括污水沉淀池、曝气系统、抽吸系统、反冲洗系统和膜产水箱，所述的污水沉淀池分别与曝气系统、抽吸系统和膜产水箱相连，所述的膜产水箱又与反冲洗系统形成一个循环，所述的污水沉淀池中添加有微生物和设有中空纤维超滤膜反应器，所述的中空纤维超滤膜反应器的超滤膜上粘附有活性炭。
作为优选，所述的曝气系统包括穿孔曝气器、气压表、减压阀门和曝气风机，穿孔曝气器设置在污水沉淀池中。
作为优选，所述的抽吸系统包括膜抽吸产水泵、转子流量计、压力表和膜产水阀门。
作为优选，所述的反冲洗系统包括膜反冲洗泵、转子流量计、压力表和膜反洗阀门。
作为优选，所述的污水沉淀池还设有排污管。
作为优选，所述的中空纤维超滤膜反应器中的中空纤维超滤膜为一种复合型中空纤维膜，所述的复合型中空纤维膜内含多根加强纤维，在拉伸强度、使用年限方面比其它均质中空纤维膜增加2-4倍。
作为优选，所述的活性炭的投加量为沉淀池的1-20g/ L，比传统的活性炭过滤器节省约二分之一的使用量。
作为优选，所述的抽吸系统中运行压力-0.01~-0.05MPa，中空纤维膜产水流量在10-20 L/m2.h。
作为优选，所述的曝气系统中气水比1:10~30。
作为优选，所述的反冲洗系中反洗压力<0.05MPa，反洗流量在30~40 L/m2.h。
本实用新型利用污水处理工艺原有的沉淀池或新建一体机装置，把超滤膜、活性炭、微生物三种原本各自分开应用的技术进行有机结合，主要原理是：(1)投加粉末活性炭能有效吸附小分子量污染因子，防止膜污染、提高膜通量;(2)投加粉末活性炭后，尽管粉末活性炭黏附在膜表面，将形成滤饼层，但这层滤饼层能保护膜，避免膜污染，在反冲洗能迅速恢复膜通量;(3)根据水质情况添加复合微生物，被吸附在粉末活性炭孔隙中的有机物质，被微生物及其分泌的胞外酶进行降解，使得孔隙恢复吸附能力再生，实现活性炭再生循环利用。
本发明的有益效果是：采用一种浸没式超滤膜活性炭微生物组合技术以及利用微生物再生活性炭的方法，从而达到节约水资源、节省占地面积、降低运行成本、实现污水资源化再来利用、有效地解决工业污水达标排放的难题，实现经济效益和环境效益的双丰收。