公布日：2022.10.18
申请日：2022.05.27
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种一体式污水处理系统，所述系统包括相邻设置的MABR池、混凝池、絮凝池、沉淀池以及清水池；所述MABR池池底设置有搅拌器，池内设置有至少一个MABR装置，所述MABR装置由多个膜组件单元、膜曝气系统、膜吹扫系统以及膜架构成，所述膜组件单元设置于所述膜架上，所述膜吹扫系统设置于所述膜架的下部，所述膜吹扫系统用于对所述膜组件单元吹气，所述膜曝气系统与所述膜组件单元连接，所述膜曝气系统用于向所述膜组件单元供气。本发明的污水处理系统具有总投资费用少，占地面积小，运行成本低以及脱氮除磷效果好等优点。
权利要求书
1.一种一体式污水处理系统，其特征在于：所述系统包括相邻设置的MABR池、混凝池、絮凝池、沉淀池、清水池、污泥池以及设备间；所述MABR池池底设置有搅拌器，池内设置有至少一个MABR装置，所述MABR装置由多个膜组件单元、膜曝气系统、膜吹扫系统以及膜架构成，所述膜组件单元设置于所述膜架上，所述膜吹扫系统设置于所述膜架的下部，所述膜吹扫系统用于对所述膜组件单元的积泥间歇进行吹扫，所述膜曝气系统与所述膜组件单元连接，所述膜曝气系统用于向所述膜组件单元供气。
2.如权利要求1所述的一种一体式污水处理系统，其特征在于：所述MABR池内两侧设有隔板，MABR池两侧经隔板遮挡后为非曝气且污泥沉淀泥水分离区域，污泥沉降后进入曝气反应区，上清液溢流排出MABR池。
3.如权利要求1或2所述的一种一体式污水处理系统，其特征在于：所述膜组件单元包括重离子微孔膜管，所述重离子微孔膜管的两端由膜管固定件固定，其中一端固定件设置有进气口；所述膜曝气系统包括空压机、与所述空压机连接的曝气主管，与所述曝气主管连接的多个曝气支管，所述膜组件单元的进气口与所述曝气支管连接。
4.如权利要求3所述的一种一体式污水处理系统，其特征在于：所述曝气支管的前端依次设置有阀门和气压表，所述曝气主管的前端设置有气体流量计和总阀门。
5.如权利要求4所述的一种一体式污水处理系统，其特征在于：所述膜吹扫系统包括底部穿孔管、膜吹扫主管、曝气风机，所述底部穿孔管位于膜组件单元下方，底部穿孔管连接膜吹扫主管；所述膜吹扫主管连接曝气风机，并在前端依次设置有气体流量计和阀门。
6.如权利要求5所述的一种一体式污水处理系统，其特征在于：所述膜架为不锈钢框架，其底部设置有穿孔管支架；所述膜组件单元左右间距不小于10mm，上下间距不小于10mm。
7.如权利要求1所述的一种一体式污水处理系统，其特征在于：所述MABR池与两个混凝池和一个絮凝池相邻，混凝池与絮凝池内均设置有卧式搅拌机；所述混凝池与絮凝池均与沉淀池相邻，所述沉淀池前端为平流式沉淀，后端设置斜管沉淀区，沉淀池下有V形泥斗，所述泥斗内设有排泥泵；所述沉淀池与清水池及污泥池相邻，所述清水池及污泥池均与设备间相邻。
8.如权利要求1所述的一种一体式污水处理系统，其特征在于：所述污泥池用于暂存MABR池剩余污泥和沉淀池污泥，所述清水池用于集中存放已处理出水，清水达标排放水体或作中水回用。
9.如权利要求1所述的一种一体式污水处理系统，其特征在于：所述设备间内设置设备控制箱与PLC控制柜，设备操作均在设备间实现操作，且能自动化控制运行，通过APP控制程序远程操控。
10.一种污水处理方法，其特征在于：所述方法包括使用如权利要求1-9任意一项所述的一体式污水处理系统对污水进行处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱氮除磷效果好的一体式污水处理系统及方法。
为实现上述的目的，本发明采用如下的技术方案：
一体式污水处理系统，所述系统包括相邻设置的MABR池、混凝池、絮凝池、沉淀池以及清水池；所述MABR池池底设置有搅拌器，池内设置有至少一套MABR装置，所述MABR装置由多个膜组件单元、膜曝气系统、膜吹扫系统以及膜架构成，所述膜组件单元设置于所述膜架上，所述膜吹扫系统设置于所述膜架的下部，所述膜吹扫系统用于对所述膜组件单元的积泥间歇进行吹扫，所述膜曝气系统与所述膜组件单元连接，所述膜曝气系统用于向所述膜组件单元供气。
进一步的，所述MABR池内两侧设有隔板，MABR池两侧经隔板遮挡后为非曝气。
进一步的，所述膜组件单元包括重离子微孔膜管，所述重离子微孔膜管的两端由膜管固定件固定，其中一端固定件设置有进气口；所述膜曝气系统包括空压机、与所述空压机连接的曝气主管，与所述曝气主管连接的多个曝气支管，所述膜组件单元的进气口与所述曝气支管连接。
进一步的，所述述曝气支管的前端依次设置有阀门和气压表，所述曝气主管的前端设置有气体流量计和总阀门。
所述膜吹扫系统包括底部穿孔管、膜吹扫主管、曝气风机，所述底部穿孔管位于膜组件单元下方，底部穿孔管连接膜吹扫主管；所述膜吹扫主管连接曝气风机，并在前端依次设置有气体流量计和阀门。
进一步的，所述膜架为不锈钢框架，其底部设置有穿孔管支架；所述膜组件单元左右间距不小于10mm，上下间距不小于10mm。
进一步的，所述MABR池与两个混凝池和一个絮凝池相邻，混凝池与絮凝池内均设置有卧式搅拌机；所述混凝池与絮凝池均与沉淀池相邻，所述沉淀池前端为平流式沉淀，后端设置斜管沉淀区，沉淀池下有V形泥斗，所述泥斗内设有排泥泵；所述沉淀池与清水池及污泥池相邻，所述清水池及污泥池均与设备间相邻。
进一步的，所述系统还包括调节池，所述调节池设于所述MABR池的前端。
进一步的，所述系统还包括污泥池，所述污泥池用于处理MABR池剩余污泥和沉淀池污泥。
本发明还提供了一种污水处理方法所述方法，包括使用上述的一体式污水处理系统对污水进行处理。
本发明的MABR池因独特的MABR装置设置而在整个池内形成软分区，气体由空压机充入MABR装置管式膜管内，膜组件一方面作为微生物附着的载体，另一方面通过膜腔体为附着的微生物供氧。在气体分压保持在膜组件泡点以下时，以无泡曝气的形式为微生物供氧。膜腔内的氧气在压差的驱动下向生物膜内扩散，同时生物膜与水中的污染物充分接触，在浓差驱动和生物膜吸附等作用下，污染物进入生物膜内。在生物膜中，由于氧气的传递方向和污染物的传递方向完全相反，氧和污染物浓度梯度刚好相反，所以在生物膜中出现了独特的分层结构，进而出现了不同的功能区，膜组件生物膜内侧为好氧区，往外一层为缺氧区，最外层出现厌氧区，膜组件外部为活性污泥系统，为完全混合的缺氧环境，整体MABR池同时实现生物吸附、异养氧化反应、硝化反应和反硝化反应等，达到COD、BOD、氨氮、总氮、总磷等污染物的高效去除。膜组件下方设置穿孔曝气管，用于间歇吹扫膜组件上的积泥和控制生物膜厚度，促进老化生物膜更新。
综上所述，运用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
1、总投资省。该一体化污水处理装置，MABR池替代了传统的厌氧池、缺氧池与好氧池和二沉池，因此能很好地节省占地面积，其工艺流程短，经组合安装，可大大降低设施工程建设费用。
2、运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素，是评判一套工艺优劣的主要指标之一。该一体化污水处理装置采用空压机通过膜管通气供氧，供氧气体分压保持在膜组件泡点以下时，以无泡曝气的形式为微生物供氧，既提高了氧的传递效率，又降低了运行电耗。同时，MABR池生物膜固着在管式膜载体上，其生物固体平均停留时间较长，能生长世代时间较长，比增殖速度很小的微生物如硝化菌，同时，在生物膜上生长繁育的生物类型广泛、种属较多，形成的食物链要长于活性污泥上的食物链；生物膜中高营养级的微生物大量存在，有机物代谢较多的转移为能量，合成新细胞，即剩余污泥量较少。因此，相应地污泥处置费用更低。
3、占地省。本发明用MABR池替代了传统的厌氧池、缺氧池与好氧池和二沉池，停留时间由常规的10--14小时降至6--8小时，同时通过对整体设施精简组合与一体化设置，同等处理规模下大大减少了设施占地面积。
4、脱氮除磷效果好。随着我国大面积水体环境的富营养化，污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的水环境问题治理要求。《城镇污水处理厂排放标准》(GB18918-2002)也明确对TP、TN和NH3-N排放标准。这就意味着农村污水处理设施都要考虑脱氮除磷的问题。本发明运用重离子微孔膜作为MABR膜，其具有良好的微生物亲和性，能达到良好的挂膜效果，较常规中空纤维膜附着的微生物数量更多，生物链更长，与污水接触面也更大；另一方面氧气以无泡曝气的方式通过膜腔往微生物供氧，供氧效率高，氧和污染物浓度梯度刚好相反，在生物膜中出现了独特的分层结构，能高效的实现同步硝化与反硝化甚至短程硝化反硝化，水中的有机物及氮磷等污染物被微生物利用，使水体中的污染物同化为微生物菌体，固定在生物膜上或分解成无机代谢产物，从而实现对水体的净化；对污水中COD、BOD、氨氮、总氮和总磷等污染指标去除效果非常好加强对总氮去除效率，MABR池出水进入后端的混凝反应池及沉淀池，进一步去除SS与TP，确保了出水水质稳定优于《城镇污水处理厂排放标准》一级A标准。
5、现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术尤其是计算机技术和自控系统设备的出现和完善，为环保工程的发展提供了有力的支持。本发明工艺流程简单，设施设备控制点相对较少，操作简便，且经一体化装配后，设施也更利于采用PLC程序自动化控制运行，并通过手机APP程序进行远程操控，因此，便于对多个一体化污水处理设施进行统一管理，进一步降低运行操作门槛。
（发明人：张信武;廖志军;刘广停;彭东豪）