申请日2010.01.08
公开(公告)日2010.09.08
IPC分类号C02F9/14; G05B19/418; C02F1/36; C02F3/02; C02F1/44; C02F1/28; C02F1/58; C02F3/28
摘要
本发明公开一种分散式污水再生方法、设备及控制系统，包括罐体，罐体安装进水管道和产水管道，罐体内分为水解酸化池、反硝化池、曝气池、膜滤池、脱氮除磷区、再生水池，水解酸化池与曝气池及曝气池与膜滤池中各设置一块隔板，水通过导流管流至下一水池，脱氮除磷区安装于再生水池中，并与再生水池中间由细孔隔网隔开。其控制系统包括一体化污水再生器、与其相配的水质测试仪器及PLC控制器，PLC控制器采集到的数据信号采用无线电台方式或光纤通讯以太网技术或GPRS技术实现远程数据采集、监视与控制，具有整体紧凑、安装方便、可实现远程控制且出水水质好等优点。
翻译权利要求书
1.一种分散式污水再生方法，其特征是：调节池的污水经过微波降解、水解酸化，反硝化、曝气，浸没式超滤、脱氮除磷而得到再生水，其中
微波降解，污水通过微波的辐射，使废水中的有机大分子断链为小分子，提高废水的可生化性，大大提高后续生化降解的效率;
水解酸化，水解酸化池中安装有上流式生物滤床，滤床中填有弹性填料，其主要作用对水体中的悬浮物进行预过滤，及利用水解和产酸菌的作用，将不溶性有机物水解为溶液性有机物，大分子物质分解为小分子物质;
反硝化：通过在反硝化细菌缺氧状态下将硝酸盐还原，释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N2O)实现脱氮目的;
曝气：通过对污水进行曝气，提供高浓度的溶解氧，满足好氧菌生化处理需要;
浸没式超滤：经过处理的污水进入到浸没式超滤池，通过浸没式超滤组件，超滤产水进入吸附除磷区，超滤膜的孔径为0.001-0.1um;
脱氮除磷：浸没式超滤产水进入吸附脱氮除磷区，脱氮除磷区中填充有吸附剂，进一步脱氮除磷，使产水水质更佳。
2.根据权利要求1所述的分散式污水再生方法，其特征是：所述的水解酸化池中安装有曝气装置，采用的是间歇式曝气法进行搅拌，防止水解池中的污泥沉积，同时加强污水与污泥的接触;所述的超滤膜材质为PVDF或PES或PVC，所述脱氮除磷区内的吸附剂选自天然沸石或改性沸石或人造沸石或活性炭。
3.根据权利要求1所述的分散式污水再生方法，其特征是：所述的浸没式超滤组件下方安装有曝气管道，在保证水体中有好氧细菌所需的高浓度溶解氧的前提下，对膜表面进行实时清洗，保证了超滤膜通量的稳定性;所述的浸没式超滤池中的活性污泥经过污泥回流管道，进入反硝化池，降低膜滤池中的污泥浓度，并且产水与反洗共用同一台泵，通过阀门切换，实现在线反冲洗。
4.分散式污水再生器，其特征在于：包括罐体，罐体安装进水管道和产水管道，罐体内包括水解酸化池、反硝化池、曝气池、膜滤池、脱氮除磷区、再生水池，水解酸化池与反硝化池、反硝化池与曝气池及曝气池与膜滤池中各设置一块隔板，水通过导流管流至下一水池，进水管道上安装微波发生器，脱氮除磷区安装于再生水池中，脱氮除磷区与再生水池中间由细孔隔网隔开。
5.根据权利要求4所述的分散式污水再生器，其特征在于：所述的水解酸化池中填有弹性填料，另外水解酸化池下发装有曝气装置，曝气方式为间歇式曝气;所述的反硝化池中还安装有潜水搅拌装置。
6.根据权利要求4所述的分散式污水再生器，其特征在于：所述的曝气池中安装有曝气管道，目的是提供高浓度溶解氧而满足生化反应需要;所述的膜滤池中安装浸没式超滤膜组件，膜组件下方装有曝气管道而提供高浓度溶解氧，同时对膜组件进行清洗。
7.根据权利要求4所述的分散式污水再生器，其特征在于：所述的膜滤池中设有污泥回流管道，污泥回流反硝化池，降低膜池中的污泥浓度的同时进行反硝化脱氮。
8.分散式污水再生器的控制系统，包括分散式污水再生器、与其相配的水质测试仪器及PLC控制器，PLC控制器采集到的数据信号采用无线电台方式或光纤通讯以太网技术或GPRS技术实现远程数据采集、监视与控制。
9，根据权利要求8所述的分散式污水再生器的控制系统，其特征在于：所述的无线电台采用无线SCADA系统(Supervisory Control And Data Acquisition数据采集与监视控制系统)，使数字电台与PLC实现点对点或点对多点通信组网，电台与采集控制点的PLC直接相连，实现远程数据采集、监视与控制，该系统上位机通过数字电台发射或接收数据信号通过交换机连接到采集控制点的PLC机。
10.根据权利要求8所述的分散式污水再生器的控制系统，其特征在于：所述的光纤通讯以太网技术采用基于光纤为通讯的工业以太网技术实现供水处理系统远程监控，使一体化污水再生器系统实时数据利用激光作为载波，用光导纤维作传输媒质传递信息到远程PC系统，该系统的PLC控制器的信号藉由以太网接口通过光纤通讯线及交换机连接到中控PC室内，中控PC室的RJ45接口与交换机实现信号传输。
说明书
分散式污水再生方法、设备及控制系统
技术领域
本发明公开一种分散式污水再生方法、设备及控制系统，属于污水环保水处理技术领域，尤其是涉及利用PLC控制，并采用无线电台方式(或光纤通讯以太网技术、GPRS技术等)实现远程数据采集、监视与控制的分散式的污水处理与再生回用技术。
背景技术
随着社会经济的发展和人口的增长，水资源已经成为国家经济可持续发展的制约因素。我国面临的水资源危机更加严峻，我国人均水资源仅为世界人均水平的四分之一，经济的高速发展，工农业生产用水和排污总量不断增加，乡镇农村污水处理率不高，加重了自然水体污染。目前水体自然净化功能已经无法恢复污染水质，局部水循环系统平衡遭到破坏，许多城市和地区出现了水源型缺水或水质型缺水问题。
污水经过处理后回用既能够保护环境，又可缓解水资源短缺所引起的矛盾，促进经济的可持续发展。因此污水回用已成为社会发展的需要，污水处理和回用已迫在眉睫，目前国内外多采用集中式污水处理和回用，该法具有规模效益，但同时也存在污水收集难、污水和中水管网投资高、占地面积大和施工不方便等问题，严重制约了污水处理和回用率。
采用分散式污水再生处理技术作为补充，可以很好地解决这些问题。目前国内外也有工业化的一体化分散式污水处理回用设备，然而现有设备大多采用传统的生化、沉淀和过滤等方法，普遍存在脱氮除磷效果不佳、能耗高、占地面积大、运行不稳定、出水水质不理想等缺点，给污水回用率造成了一定的影响。
发明内容
针对现有污水处理技术的不足，本发明提供了一种污水处理效率高、脱氮除磷效果好、产水满足回用标准的污水再生方法及结构紧凑、占地面积小的分散式污水再生设备。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种分散式污水再生方法，过程为调节池的污水经过微波降解、水解酸化，反硝化、曝气，浸没式超滤、脱氮除磷而得到再生水，其中
微波降解，污水通过微波的辐射，使废水中的有机大分子断链为小分子，提高污水的可生化性，大大提高后续生化降解的效率;
水解酸化，水解酸化池中安装有上流式生物滤床，滤床中填有弹性填料，其主要作用对水体中的悬浮物进行预过滤，及利用水解和产酸菌的作用，将不溶性有机物水解为溶液性有机物，大分子物质分解为小分子物质，进一步提高污水的可生化性;
反硝化：通过反硝化细菌在缺氧状态下将硝酸盐还原，释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N2O)实现脱氮目的的过程;
曝气：通过对污水进行曝气，提供高浓度的溶解氧，满足好氧菌生化处理需要;
浸没式超滤：经过处理的污水进入到浸没式超滤池，通过浸没式超滤组件，超滤产水进入脱氮除磷区，超滤膜的孔径为0.001-0.1um;
脱氮除磷：浸没式超滤产水进入吸附脱氮除磷区，脱氮除磷区中填充有吸附剂，进一步除磷，使产水水质更佳。
本发明所采用的污水再生方法通过将污水通过微波降解、水解酸化、预过滤、厌氧、好氧生化、超滤膜过滤、脱氮除磷等技术相结合，使再生水质优异、稳定，水质优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB/T 18918-2002一级A标准及《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T 18920-2002标准，很好的满足了回周要求。其优点主要有：
1)处理流程短：与传统工艺相比省去沉淀、过滤环节;
2)节能高效：与传统再生处理工艺相比节能大于50%;
3)除磷脱氮效果好：污泥龄长，有利于硝化、反硝化细菌生长。
4)出水水质好：出水COD<30mg/L;
5)自动化程度高：采用全自动控制，无需专人管理;
6)运行费用低：直接运行成本低于0.5元/吨水。
配合上述污水处理方法，同时提出分散式污水再生器，包括罐体，罐体安装进水管道和产水管道，罐体内分为水解酸化池、反硝化池、曝气池、膜滤池、脱氮除磷区、再生水池，水解酸化池与反硝化池、反硝化池与曝气池及曝气池与膜滤池中各设置一块隔板，水通过导流管流至下一水池，进水管道上安装微波发生器，脱氮除磷区安装于再生水池中，膜滤池内的超滤产水先进入脱氮除磷区，对水体中的氮、磷等进一步吸附去除，吸附除磷区与再生水池中间由细孔隔网隔开。
本发明解决了目前污水处理工艺的不足、脱氮除磷效果不佳、能耗高、占地面积大、运行不稳定、出水水质不理想等缺点。本发明所设计的一体化污水再生器将预过滤、微波降解、厌氧、好氧生化、超滤膜过滤、脱氮除磷等技术结为一体，具有设备结构紧凑，占地面积小、节能高效、自动化程度高等特点，特别适合分散式的污水处理与再生回用。
本发明所设计的分散式污水再生器设备主要优点有：
1)占地面积小：与传统再生处理工艺相比省地大于50%;
2)建设周期短：是污水处理厂建设时间的1/5-1/10;
3)土建工程量少：只需建设设备基础;
4)建设环境影响小：无需大规模开挖铺设管道和建设构筑物。
5)自动化程度高：采用全自动控制，无需专人管理。
同时，本发明还提供分散式污水再生器的控制系统，包括分散式污水再生器、与其相配的水质测试仪器及PLC控制器，PLC控制器采集到的数据信号采用无线电台方式或光纤通讯以太网技术或GPRS技术实现远程数据采集、监视与控制。
本发明的控制系统采用PLC+数字电台远程控制系统，数字电台采用数字信号处理、纠错编码、软件无线电、数字调制解调和表面贴片一体化设计等技术，具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点，同时造价低廉、施工快捷、运行可靠、维护简单。
本发明方法及其一体化设备其创新点在于：
1)污水经过微波降解处理，使其可生化性大大加强;
2)采用吸附除磷方式，解决了MBR出水中总磷含量过高的缺点;
3)设备采用一体化设计，整体紧凑、大方、美观;
4)设备整体均位于一个罐体中，便于运输、安装方便。
5)采用PLC和无线数字电台实现远程控制，无人值守。
本发明方法及设备特别适用于以下范围：
1)住宅小区
2)学校、机关、办事处
3)工矿企业
4)乡镇农村
5)现有污水处理系统改造
6)风景名胜区
7)机场
8)码头
9)高速公路服务区
10)其他类似生活污水的小规模污水再生处理