申请日2015.11.27
公开(公告)日2016.02.24
IPC分类号C02F9/02
摘要
本发明公开了一种利用浸没式超滤膜进行污水深度处理系统及方法，系统包括粉末炭配炭罐、炭水预混合池、浸没式超滤膜分离池、出水储池、浓缩沉淀池和压滤设备;浸没式超滤膜分离池内设置有外压式浸没式膜，粉末炭配炭罐通过加炭管向浸没式超滤膜分离池输送粉末活性炭;工业污水处理厂尾水通过进水管道送入炭水预混合池，与从浸没式超滤膜分离池内通过回流管回流的炭浆进行炭水预混合;经浸没式超滤膜分离池分离出来的水通过出水管道一部分向外排出、另一部分存储到出水储池内;炭水预混合池的炭浆通过排炭管送入浓缩沉淀池浓缩后送入压滤设备中进行脱水回收。本发明工艺流程简单、自控程度高、处理效果稳定、活性炭可以回收再生的污水处理工艺。
权利要求书
1.一种利用浸没式超滤膜进行污水深度处理系统，其特征在于：包括粉末炭配炭罐、炭水预混合池、浸没式超滤膜分离池、出水储池、浓缩沉淀池和压滤设备;
浸没式超滤膜分离池内设置有外压式浸没式膜，所述粉末炭配炭罐通过加炭管向所述浸没式超滤膜分离池输送粉末活性炭;工业污水处理厂尾水通过进水管道送入所述炭水预混合池，与从所述浸没式超滤膜分离池内通过回流管回流的炭浆进行炭水预混合，混合后的炭水经管道送入浸没式超滤膜分离池分离;经所述浸没式超滤膜分离池分离出来的水通过出水管道一部分向外排出、另一部分存储到所述出水储池内;
所述炭水预混合池的炭浆通过排炭管送入所述浓缩沉淀池浓缩后送入压滤设备中进行脱水回收。
2.根据权利要求1所述的利用浸没式超滤膜进行污水深度处理系统，其特征在于：所述外压式浸没式膜采用外压式中空纤维增强丝膜，膜孔径为微米级，膜丝材质为聚偏氟乙烯，膜丝组成膜帘及膜组件。
3.根据权利要求1所述的利用浸没式超滤膜进行污水深度处理系统，其特征在于：所述系统还配置有鼓风机，所述鼓风机利用连接管道分别与炭水预混合池和浸没式超滤膜分离池底部设置的穿孔曝气管连接，为炭水预混合池和浸没式超滤膜分离池提供搅拌所用空气源。
4.根据权利要求1所述的利用浸没式超滤膜进行污水深度处理系统，其特征在于：所述系统还配置有反冲洗设备，包括反冲洗泵、气动阀和电磁流量计;所述反冲洗泵一端与所述出水储池连接，另一端依次连接气动阀和电磁流量计后通过出水管道向所述浸没式超滤膜分离池送水进行反冲洗。
5.根据权利要求1所述的利用浸没式超滤膜进行污水深度处理系统，其特征在于：所述系统还配置有炭再生设备，所述炭水预混合池的炭浆通过排炭管送入所述压滤设备中进行脱水后利用连接管道送入炭再生设备中再生，最后利用连接管道送入所述粉末炭配炭罐中循环利用。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的利用浸没式超滤膜进行污水深度处理系统，其特征在于：所述工业污水处理厂尾水通过进水管道送入所述炭水预混合池，进水管道上配置有进水管道泵、电池阀和电磁流量计;所述粉末炭配炭罐通过加炭管向所述浸没式超滤膜分离池输送粉末活性炭，加炭管上配置有隔膜计量泵;所述浸没式超滤膜分离池内通过回流管与所述炭水预混合池连接，回流管上设置有球阀、循环管道泵和电磁流量计;所述浸没式超滤膜分离池分离出来的水通过出水管道一部分向外排出，出水管道上配置有真空压力表、气动阀和电磁流量计;所述炭水预混合池的炭浆通过排炭管送入所述压滤设备中进行脱水，排炭管上设置有球阀和气动隔膜泵。
7.一种利用权利要求1所述的系统进行污水深度处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：投加粉末活性炭;
向粉末炭配炭罐投加一定计量的粉末活性炭，采用粉末活性炭射流吸入与水混合，配置一定浓度的炭浆，再由隔膜计量泵打入浸没式超滤膜分离池中;
步骤2：炭水预混合;
工业污水处理厂尾水流入炭水预混合池内与从所述浸没式超滤膜分离池内通过回流管回流的炭浆进行充分混合;
步骤3：活性炭吸附及炭水分离;
浸没式超滤膜分离池内设置有外压式浸没式膜，污水透过膜丝完成深度处理过程;
步骤4：炭浆沉淀浓缩脱水;
炭浆从炭水预混合池末端设置的排炭管送入浓缩沉淀池浓缩，浓炭浆经隔膜泵排至压滤设备脱水浆。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤1中加量的粉末活性炭的计量为10～1000mg/L，配置成的炭浆浓度为5%左右。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤2中从所述浸没式超滤膜分离池内回流的炭浆的流量是流入炭水预混合池内尾水流量的1~1.5倍，混合后炭浓度约5~100g/L，混合时间为20~40min。
说明书
一种利用浸没式超滤膜进行污水深度处理系统及方法
技术领域
本发明属于于污水深度处理领域，涉及一种污水深度处理系统及方法，具体涉及一种采用粉末活性炭吸附与浸没式膜分离结合的污水深度处理系统及方法。
背景技术
工业污水具有色度深、COD浓度高、难降解等特点。工业污水经过常规生化及化学沉淀法处理后依然难以达标排放，需要采用深度处理技术进一步进行处理。而常规二级生化及化学沉淀处理的工业污水处理厂所排放的尾水，通常具有难生化、难氧化、难絮凝等特性，传统方法难以凑效。高级氧化如臭氧氧化脱色效果好，但去除COD能力差;芬顿氧化脱色能力强、去除COD效果好，但产生污泥量大，污泥处置难度大，二次污染严重;膜分离技术由于膜污染及浓水处置问题也未能有效解决;深度生化技术如曝气生物滤池一般需要与高级氧化技术结合联用，导致投资大、工艺控制难度大、运行效果不稳定等，国内针对大规模工业污水深度处理的曝气生物滤池成功案例鲜见。
粉末活性炭具有表面积大、吸附力强等特点。因此，广泛适用于食品、医药、味精化工等产品的脱色、除杂精制，自来水工艺脱臭去除微污染，也可用于废水的深度处理。
由于粉末活性炭对有机物的吸附能力大，投加较方便，在自来水及废水深度处理中得到广泛的应用，环境应急处理中经常使用。自来水深度处理中用量较少，大规模应用工程化实例不多，一般一次性投加，粉末活性炭不容易回收利用。
关于粉末活性炭和水分离的技术，常用的有混凝沉淀过滤、微孔过滤、滤布过滤、填料过滤等等一系列传统工艺。主要投加粉末活性炭吸附污水中污染物，之后投加混凝剂聚合氯化铝等，捕获粉末活性炭颗粒，再经过过滤。粉末活性炭与水接触时间较短，投加浓度低，形成的粉末活性炭污泥含有大量的聚合氯化铝，不容易回收再生。
传统的分离工艺虽然技术成熟，但仍存在很多不足。如：过滤精度不高(一般0.1-10微米)，导致对粉末活性炭的截留率较低;容易堵塞，反洗频率高且反洗水量大，导致运行能耗大;出水悬浮物含量和浊度较高;对于来水波动较大的情况，系统不耐冲击造成出水水质不稳定;用炭量大，成套装置占地面积较大。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种采用粉末活性炭吸附与浸没式膜分离结合的污水深度处理系统及方法。
本发明的系统所采用的技术方案是：一种利用浸没式超滤膜进行污水深度处理系统，其特征在于：包括粉末炭配炭罐、炭水预混合池、浸没式超滤膜分离池、出水储池、浓缩沉淀池和压滤设备;
浸没式超滤膜分离池内设置有外压式浸没式膜，所述粉末炭配炭罐通过加炭管向所述浸没式超滤膜分离池输送粉末活性炭;工业污水处理厂尾水通过进水管道送入所述炭水预混合池，与从所述浸没式超滤膜分离池内通过回流管回流的炭浆进行炭水预混合;混合后的炭水经管道送入浸没式超滤膜分离池分离;经所述浸没式超滤膜分离池分离出来的水通过出水管道一部分向外排出、另一部分存储到所述出水储池内;
所述炭水预混合池的炭浆通过排炭管送入所述浓缩沉淀池浓缩后送入压滤设备中进行脱水回收。
作为优选，所述外压式浸没式膜采用外压式中空纤维增强丝膜，膜孔径为微米级，膜丝材质为聚偏氟乙烯，膜丝组成膜帘及膜组件。
作为优选，所述系统还配置有鼓风机，所述鼓风机利用连接管道分别与炭水预混合池和浸没式超滤膜分离池底部设置的穿孔曝气管连接，为炭水预混合池和浸没式超滤膜分离池提供搅拌所用空气源。
作为优选，所述系统还配置有反冲洗设备，包括反冲洗泵、气动阀和电磁流量计;所述反冲洗泵一端与所述出水储池连接，另一端依次连接气动阀和电磁流量计后通过出水管道向所述浸没式超滤膜分离池送水进行反冲洗。
作为优选，所述系统还配置有炭再生设备，所述炭水预混合池的炭浆通过排炭管送入所述压滤设备中进行脱水后利用连接管道送入炭再生设备中再生，最后利用连接管道送入所述粉末炭配炭罐中循环利用。
作为优选，所述工业污水处理厂尾水通过进水管道送入所述炭水预混合池，进水管道上配置有进水管道泵、电池阀和电磁流量计;所述粉末炭配炭罐通过加炭管向所述浸没式超滤膜分离池输送粉末活性炭，加炭管上配置有隔膜计量泵;所述浸没式超滤膜分离池内通过回流管与所述炭水预混合池连接，回流管上设置有球阀、循环管道泵和电磁流量计;所述浸没式超滤膜分离池分离出来的水通过出水管道一部分向外排出，出水管道上配置有真空压力表、气动阀和电磁流量计;所述炭水预混合池的炭浆通过排炭管送入所述压滤设备中进行脱水，排炭管上设置有球阀和气动隔膜泵。
本发明的方法所采用的技术方案是：一种利用浸没式超滤膜进行污水深度处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：投加粉末活性炭;
向粉末炭配炭罐投加一定计量的粉末活性炭，采用粉末活性炭射流吸入与水混合，配置一定浓度的炭浆，再由隔膜计量泵打入浸没式超滤膜分离池中;
步骤2：炭水预混合;
工业污水处理厂尾水流入炭水预混合池内与从所述浸没式超滤膜分离池内通过回流管回流的炭浆进行充分混合;
步骤3：活性炭吸附及炭水分离;
浸没式超滤膜分离池内设置有外压式浸没式膜，污水透过膜丝完成深度处理过程;
步骤4：炭浆沉淀浓缩脱水;
炭浆从炭水预混合池末端设置的排炭管送入浓缩沉淀池浓缩，浓炭浆经隔膜泵排至压滤设备脱水浆。
作为优选，步骤1中加量的粉末活性炭的计量为10～1000mg/L，配置成的炭浆浓度为5%左右。
作为优选，步骤2中从所述浸没式超滤膜分离池内回流的炭浆的流量是流入炭水预混合池内尾水流量的1～1.5倍，混合后炭浓度约5～100g/L，混合时间为 20～40min。
本发明方法具有如下的特点和有益效果：
(1)膜池内炭浓度非常高，膜箱内粉末活性炭累积浓度高达5～100g/L，大量的粉末活性炭与来水迅速混合，对于来水冲击缓冲能力更强，吸附有机物污染物和脱色效果更好，活性炭利用效率提高;
(2)由于粉末活性炭的自粘性，大量的粉末活性炭除了吸附水中小分子及中等分子有机物，对高分子及悬浮物也有裹挟作用，从而不易污染堵塞超滤膜，不会有传统工艺堵塞问题。
(3)减少了膜的污染，膜的通量相比传统的膜生物反应器大3倍，相应膜投资成本是原有30%，水力停留时间1h，减少了构筑物占地;
(4)炭浆的排出浓度可高达3%，浓缩沉淀池占地少，脱水设施少，粉末活性炭可回收再生。
(5)该工艺出水水质稳定，色度低，悬浮物少的特点。
(6)该工艺具有自动化程度高，操作及运行管理简单，大规模工程化采用模块化组件，维护更换便利，大规模工程实施应用简单。