申请日2016.04.25
公开(公告)日2016.06.22
IPC分类号C02F9/14; C02F1/44; C02F1/00
摘要
本发明公开了一种带有膜组件的污水处理系统及其处理方法，所述带有膜组件的污水处理系统包括沉淀池(1)、生物反应器(2)、过滤器(3)、无机膜组件(4)、空气压缩机(5)、光催化反应器(6)、旋转混合器(7)、分离物储罐(8)，所述沉淀池(1)的第一出口与生物反应器(2)的进口相连接，所述生物反应器(2)的出口与所述过滤器(3)的进口通过管道相连接;所述沉淀池(1)的第二出口与分离物储罐(8)通过管道相连接;所述无机膜组件(4)分别与过滤器(3)的出口通过管道相连接;所述空气压缩机(5)分别与无机膜组件(4)的第二进口和第三进口相连接;本发明结构简单，使用方便，能够提高污水处理量，处理效率高。
权利要求书
1.一种带有膜组件的污水处理系统，其特征在于：所述带有膜组件的污水处理系统包括沉淀池(1)、生物反应器(2)、过滤器(3)、无机膜组件(4)、空气压缩机(5)、光催化反应器(6)、旋转混合器(7)、分离物储罐(8)、污水泵(9)、第一控制阀(11)、止回阀(10)、第二控制阀(12)、第三控制阀(13)、第四控制阀(14)、第五控制阀(15)、第六控制阀(16)、第七控制阀(17)、第八控制阀(18)、第九控制阀(19)、第十控制阀(20)、第一液位控制器(21)、第二液位控制器(22)、流量计(23)、双氧水投放装置(24)、水质监测装置(25)、第十一控制阀(26)、第一水泵(27)、第二水泵(28)和第十二控制阀(29);
所述沉淀池(1)上设置有进口、第一出口和第二出口，所述生物反应器(2)、过滤器(3)、空气压缩机(5)、旋转混合器(7)上设置有进口和出口，所述分离物储罐(8)上设置有第一进口、第二进口和出口，所述无机膜组件(4)上设置有第一进口、设置在无机膜组件(4)上方的第二进口、设置在无机膜组件(4)的下方的第三进口、第一出口和第二出口，所述光催化反应器(6)、水质监测装置(25)上设置有第一进口、第二进口和出口;
所述沉淀池(1)的第一出口与生物反应器(2)的进口相连接，所述生物反应器(2)的出口与所述过滤器(3)的进口通过管道相连接;所述沉淀池(1)的第二出口与分离物储罐(8)的第一进口通过管道相连接;
所述无机膜组件(4)的第一进口分别与过滤器(3)的出口通过管道相连接;所述空气压缩机(5)的出口分别与无机膜组件(4)的第二进口和第三进口相连接;
所述无机膜组件(4)的第一出口与光催化反应器(6)的第一进口通过管道相连接;所述无机膜组件(4)的第二出口与分离物储罐(8)的第二进口通过管道相连接;
所述光催化反应器(6)的第二进口与双氧水投放装置(24)的出口通过管道相连接;
所述光催化反应器(6)的第一出口依次与第二水泵(28)、水质监测装置(25)的进口相连接，所述水质监测装置(25)的出口分别与旋转混合器(7)的进口和沉降罐(1)的进口相连接。
2.根据权利要求1所述的带有膜组件的污水处理系统,其特征在于：所述沉淀池(1)上设置有第一液位控制器(21)，所述沉淀池(1)依次通过第一控制阀(11)、第一水泵(27)、止回阀(10)与生物反应器(2)相连接，所述生物反应器(2)通过第十一控制阀(26)与过滤器(3)相连接，所述过滤器(3)通过第二控制阀(12)与无机膜组件(4)相连接，所述无机膜组件(4)的第二进口与空气压缩机(5)之间设置有第七控制阀(17)和第四控制阀(14);所述无机膜组件(4)的第三进口与空气压缩机(5)之间设置有第七控制阀(17)和第六控制阀(16);所述第六控制阀(16)与第四控制阀(14)并联相连接。
3.根据权利要求2所述的带有膜组件的污水处理系统,其特征在于：所述无机膜组件(4)上设置有第二液位控制器(22)。
4.根据权利要求1所述的带有膜组件的污水处理系统,其特征在于：所述无机膜组件(4)通过第十二控制阀(29)、流量计(23)与光催化反应器(6)相连接。
5.根据权利要求1所述的带有膜组件的污水处理系统,其特征在于：所述光催化反应器(6)通过第二水泵(28)、水质监测装置(25)、第八控制阀(18)与旋转混合器(7)相连接。
6.根据权利要求5所述的带有膜组件的污水处理系统,其特征在于：所述光催化反应器(6)通过第九控制阀(19)与沉淀池(1)相连接。
7.根据权利要求1至6任一项所述的带有膜组件的污水处理系统,其特征在于：所述沉淀池(1)、生物反应器(2)、过滤器(3)、无机膜组件(4)、空气压缩机(5)、光催化反应器(6)、旋转混合器(7)、分离物储罐(8)、污水泵(9)集成安装在箱体内，所述箱体数量为一台或一台以上，通过管道相串接。
8.利用权利要求1所述的带有膜组件的污水处理系统进行污水处理的方法,其特征在于包括以下步骤：
(1)污水通过污水泵(9)泵入沉降罐(1)进行预处理，分离大颗粒固体，当沉降罐(1)液位不足1/4时,第一液位控制器(21)关闭第一水泵(27)及第一控制阀(11)，后续处理过程终止;
(2)预处理后的污水通过第一水泵(27)进入生物反应池(2)，所述生物反应池(2)能够分解污水中的有机物;所述生物反应池(2)内设置有催化剂，所述混合物与催化反应器中的催化剂层充分接触，在催化剂的催化下，进行氧化还原反应;
(3)经过生物分解后，污水进入过滤器(3)，所述过滤器(3)能够分离其中小颗粒物质;
(4)污水通过控制阀进入无机膜组件(4)，所述无机膜组件(4)内通过上部进口注入空气压缩机(5)的出来的压缩空气，给无机膜组件(4)内部加压，在空气压缩机(5)的出来的压缩空气压力作用下，污水通过无机膜组件(4)过滤掉其中的大分子物质进入分离物储罐(8)中;
(5)经过无机膜组件(4)处理后的水进入光催化反应器(6)，所述光催化反应器(6)中设置有紫外灯，并且通过双氧水投放装置(24)投放双氧水用于催化氧化;
(6)经过光催化反应器(6)处理后的水通过第二水泵(28)进入水质监测装置(25)，当水质不合格时，开启第九控制阀(19)，将不合格的水送入沉降罐(1)中，进行进一步的处理，当水质合格时，开启第八控制阀(18)，将水质合格的水送入旋转混合器(7)中;
(7)反应产物由光催化反应器(6)进入旋转混合器(7)，在旋转混合器内旋转两次后，由旋转混合器的出口排入水域，与水域中的未处理水混合，通过旋转作用能够大大扩大水体在水域中的影响面积。
9.根据权利要求8所述的带有膜组件的污水处理系统进行污水处理的方法,其特征在于：
在步骤(4)中，污水进入通过第二控制阀(12)进入无机膜组件(4)，污水进入无机膜组件(4)后通过第二液位控制器(22)，打开第七控制阀(17)、第四控制阀(14)，关闭第二控制阀(12)，第三控制阀(13)以及第六控制阀(16);无机膜组件(4)内通过上部进口注入空气压缩系统(4)的出来的压缩空气，给无机膜组件(4)内部加压，在空气压缩系统(4)的出来的压缩空气压力作用下，污水通过无机膜组件(4)过滤掉其中的大分子物质;无机膜组件(4)液位降低后，通过第二液位控制器(22)关闭第四控制阀(14)，打开第六控制阀(16)及第三控制阀(13)，压缩空气从下部空气压缩系统(4)的出来的压缩空气进口注入，将附在膜表面的大分子物质带到分离物储罐(7)中，膜表面清洗完成后，重复本步骤。
说明书
一种带有膜组件的污水处理系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，尤其是涉及一种带有膜组件的污水处理系统及其处理方法。
背景技术
工业化的高速推进以及人口数量的几何增长，使得水污染问题急剧恶化，造成本来已是极少的淡水资源加剧短缺，无法为人所用。据统计，目前水中污染物已达2千多种，主要为有机物、碳化物、重金属、致病微生物等。我国北方的海河、淮河和辽河发黑变臭，几乎成了超级排污沟，而南方的太湖、巢湖和滇池由于接纳了大量有机污染物，造成严重富营养化，时常因藻类爆发而失去使用价值。目前，污染水的70%～80%直接排放，全国每年排污量约300亿吨，而我国污水的处理能力只占20%左右。水污染问题依然在加剧，从支流向干流、从城市向农村、从地表向地下、从陆地向海洋蔓延发展。
通常所采用的污水治理方法有物理处理方法、化学处理方法以及生物处理方法。臭氧氧化的污水治理设备主要为以催化氧化技术为基础，将臭氧发生装置、处理水的臭氧氧化反应器等按流程依次连接，形成一体化污水处理设备。现有的臭氧氧化处理方法臭氧利用率不高，容易有臭氧残留，会对环境造成二次污染，而且成本较高，处理流量较小，不利于规模化使用。
因此，寻找一种能够高效治理而且不会造成二次污染的污水处理方法成为环境保护急需解决的重要问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种污水处理效率高的带有膜组件的污水处理系统及其处理方法。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：本发明的一种带有膜组件的污水处理系统，所述带有膜组件的污水处理系统包括沉淀池、生物反应器、过滤器、无机膜组件、空气压缩机、光催化反应器、旋转混合器、分离物储罐、污水泵、第一控制阀、止回阀(、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀、第六控制阀、第七控制阀、第八控制阀、第九控制阀、第十控制阀、第一液位控制器、第二液位控制器、流量计、双氧水投放装置、水质监测装置、第十一控制阀、第一水泵、第二水泵和第十二控制阀;
所述沉淀池上设置有进口、第一出口和第二出口，所述生物反应器、过滤器、空气压缩机、旋转混合器上设置有进口和出口，所述分离物储罐上设置有第一进口、第二进口和出口，所述无机膜组件上设置有第一进口、设置在无机膜组件上方的第二进口、设置在无机膜组件的下方的第三进口、第一出口和第二出口，所述光催化反应器、水质监测装置上设置有第一进口、第二进口和出口;
所述沉淀池的第一出口与生物反应器的进口相连接，所述生物反应器的出口与所述过滤器的进口通过管道相连接;所述沉淀池的第二出口与分离物储罐的第一进口通过管道相连接;
所述无机膜组件的第一进口分别与过滤器的出口通过管道相连接;所述空气压缩机的出口分别与无机膜组件的第二进口和第三进口相连接;
所述无机膜组件的第一出口与光催化反应器的第一进口通过管道相连接;所述无机膜组件的第二出口与分离物储罐的第二进口通过管道相连接;
所述光催化反应器的第二进口与双氧水投放装置的出口通过管道相连接;
所述光催化反应器的第一出口依次与第二水泵、水质监测装置的进口相连接，所述水质监测装置的出口分别与旋转混合器的进口和沉降罐的进口相连接。
进一步地，所述沉淀池上设置有第一液位控制器，所述沉淀池依次通过第一控制阀、第一水泵、止回阀与生物反应器相连接，所述生物反应器通过第十一控制阀与过滤器相连接，所述过滤器通过第二控制阀与无机膜组件相连接，所述无机膜组件的第二进口与空气压缩机之间设置有第七控制阀和第四控制阀;所述无机膜组件的第三进口与空气压缩机之间设置有第七控制阀和第六控制阀;所述第六控制阀与第四控制阀并联相连接。
进一步地，所述无机膜组件上设置有第二液位控制器。
更进一步地，所述无机膜组件通过第十二控制阀、流量计与光催化反应器相连接。
进一步地，所述光催化反应器通过第二水泵、水质监测装置、第八控制阀与旋转混合器相连接。
进一步地，所述光催化反应器通过第九控制阀与沉淀池相连接。
更进一步地，所述沉淀池、生物反应器、过滤器、无机膜组件、空气压缩机、光催化反应器、旋转混合器、分离物储罐、污水泵集成安装在箱体内，所述箱体数量为一台或一台以上，通过管道相串接。
本发明所述的带有膜组件的污水处理系统进行污水处理的方法,包括以下步骤：
(1)污水通过污水泵泵入沉降罐进行预处理，分离大颗粒固体，当沉降罐液位不足1/4时,第一液位控制器关闭第一水泵及第一控制阀，后续处理过程终止;
(2)预处理后的污水通过第一水泵进入生物反应池，所述生物反应池能够分解污水中的有机物;所述生物反应池内设置有催化剂，所述混合物与催化反应器中的催化剂层充分接触，在催化剂的催化下，进行氧化还原反应;
(3)经过生物分解后，污水进入过滤器，所述过滤器能够分离其中小颗粒物质;
(4)污水通过控制阀进入无机膜组件，所述无机膜组件内通过上部进口注入空气压缩机的出来的压缩空气，给无机膜组件内部加压，在空气压缩机的出来的压缩空气压力作用下，污水通过无机膜组件过滤掉其中的大分子物质进入分离物储罐中;
(5)经过无机膜组件处理后的水进入光催化反应器，所述光催化反应器中设置有紫外灯，并且通过双氧水投放装置投放双氧水用于催化氧化;
(6)经过光催化反应器处理后的水通过第二水泵进入水质监测装置，当水质不合格时，开启第九控制阀，将不合格的水送入沉降罐中，进行进一步的处理，当水质合格时，开启第八控制阀，将水质合格的水送入旋转混合器中;
(7)反应产物由光催化反应器进入旋转混合器，在旋转混合器内旋转两次后，由旋转混合器的出口排入水域，与水域中的未处理水混合，通过旋转作用能够大大扩大水体在水域中的影响面积。
进一步地，在步骤(4)中，污水进入通过第二控制阀进入无机膜组件，污水进入无机膜组件通过第二液位控制器，打开第七控制阀、第四控制，关闭第二控制阀，第三控制阀以及第六控制阀;无机膜组件内通过上部进口注入空气压缩系统的出来的压缩空气，给无机膜组件内部加压，在空气压缩系统的出来的压缩空气压力作用下，污水通过无机膜组件过滤掉其中的大分子物质;无机膜组件液位降低后，通过第二液位控制器关闭第四控制阀，打开第六控制阀及第三控制阀，压缩空气从下部空气压缩系统的出来的压缩空气进口注入，将附在膜表面的大分子物质带到分离物储罐中，膜表面清洗完成后，重复本步骤。
有益效果：本发明结构简单，使用方便，能够提高污水处理量，处理效率高，并能够在进口处有效过滤地表水中的杂物，防止管道堵塞。这种处理污水的系统既可进行地表水、雨水消毒。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：(1)在设备进口处接入的过滤器，具有过滤和自清洁的功能，而且不需要更换滤芯，能够高效去除污水中的杂物，防止管道堵塞。
(2)旋转混合器将已处理污水与附近污水旋转混合，降低能耗，从而降低了运行成本。
(3)本发明的处理设备为自动化一体操作设备，操作简便，即可以将其放置在岸边，也可以将其置于可漂浮的水面平台上，在水面上自由移动，以实现污水的快速治理。
(4)能够高效降解地表水中的表面活性剂等大分子有机物，减少水体中的总磷含量和氨氮，且快速杀灭藻类、菌类物质，使水体无毒化、无害化。从而从根本上解决环境污染问题，实现零污染物排放、无环境污染。