公布日：2022.03.04
申请日：2021.12.07
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F3/10(2006.01)I;C02F3/12(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种微生物降解及在线清洗一体化污水处理系统，包括包括缺氧池、好氧池、平板膜EMBR膜组件、曝气系统、化学除磷装置、PLC控制模块、吸水装置；本发明EMBR膜系统通过抽吸泵(产水泵)或虹吸作用在平板膜内形成负压，待处理水因压差作用通过超滤膜表面的微孔进入到内部通道中，然后汇集到设置于平板膜四角的产水管中，在抽吸泵或虹吸作用下均匀出水。EMBR的曝气系统将空气通过管道引至膜元件底部释放，释放的气泡通过与液体部分混合在膜表面形成涡流，上升的空气擦洗并清洁平板的外表面，延缓膜的污染，从而延长膜元件的使用寿命，提高过滤效率。
权利要求书
1.一种微生物降解及在线清洗一体化污水处理系统，其特征在于：包括缺氧池(1)、设于缺氧池(1)侧边的好氧池(10)、设于所述好氧池(10)内的平板膜EMBR膜组件(16)、设于所述EMBR膜组件(16)内的曝气系统、设于所述缺氧池内的化学除磷装置、设于所述所述好氧池内的PLC控制模块、设于所述平板膜EMBR膜组件(16)下方的吸水装置(2)、设于所述好氧池(10)底部的主动辊(13)、设于所述好氧池(10)底部的通气管道(11)、设于所述通气管道(11)内的第一涡轮(12)、设于所述好氧池(10)底部的内的吸水腔(14)；所述吸水装置(2)包括设于所述好氧池(10)底部内的偏心块(20)、设于所述偏心块(20)底部的旋转轴(21)、设于所述旋转轴(21)上的第一齿轮(22)、设于所述主动轴(13)顶部的第二齿轮(23)、设于所述偏心块(20)内的对接齿环(24)、设于所述偏心块(20)内的旋转块(25)、设于所述旋转块(25)内的对接对接机构(3)、设于所述偏心块(20)侧边的偏心环(26)、设于所述旋转块(25)上的铰接杆(27)、设于所述好氧池(10)内壁上的第一水管(28)、设于所述第一水管(28)内的第一活塞(29)、设于所述第一水管(28)下方的第二水管(201)、设于所述第二水管(201)内的第二活塞(202)；所述偏心块(20)可旋转的嵌在吸水腔(14)内；所述旋转轴(21)固设于偏心块(20)的底部，可旋转的嵌在吸水腔(14)底部；所述第一齿轮(22)设于旋转轴(21)的底部；所述第二齿轮(23)设于主动轴(13)上；所述对接齿环(24)开设于偏心块(20)内；所述旋转块(25)可旋转的嵌在偏心块(20)内。
2.根据权利要求1所述的一种微生物降解及在线清洗一体化污水处理系统，其特征在于：所述吸水装置(2)还包括设于所述好氧池(10)底部的旋转台(203)、设于所述旋转台(203)上的第一出气孔(204)、设于所述旋转台(203)侧边的移动槽(205)、设于所述移动槽(205)内的移动块(206)、设于所述移动块(206)上的第一单向阀(207)、设于所述移动槽(205)底部的气管(208)、设于所述偏心环(26)上的第三活塞(209)、设于所述移动块(206)上的复位弹簧(210)；所述旋转台(203)可旋转的设于好氧池(10)的底部；内部为空心结构；所述第一出气孔(204)开设于旋转台(203)上；所述移动槽(205)开设于好氧池(10)的底部，位于旋转台(203)的周围；所述移动块(206)可移动的设于移动槽(205)内，该移动块(206)为空心块；所述第一单向阀(207)设于移动块(206)上。
3.根据权利要求1所述的一种微生物降解及在线清洗一体化污水处理系统，其特征在于：所述对接机构(3)包括设于所述旋转块(25)内的对接块(30)、设于所述对接块(30)上的对接齿(31)、设于所述旋转块(25)内的旋转桶(32)、设于所述旋转桶(32)内的斜槽(33)、设于所述旋转块(25)顶端的移动块(34)、设于所述移动块(34)上的相嵌块(35)、设于所述移动块(34)上的移动弹簧(36)、设于所述旋转块(25)底部的相嵌齿(37)、设于所述主动辊(13)顶端的伸缩齿(38)、设于所述伸缩齿(38)上的伸缩弹簧(39)、设于旋转轴(21)侧边的斜环(301)、设于所述旋转轴(21)上的伸缩杆(302)、设于所述伸缩杆(301)上的滚珠(303)、设于所述好氧池(10)底部的间歇组件(5)、设于所述旋转桶(32)上的推杆(304)；所述对接齿(31)设于对接块(30)上；所述旋转桶(32)可旋转的设于旋转块(25)内；所述斜槽(33)开设于旋转桶(32)内壁上；所述移动块(34)可上下移动的设于旋转块(25)；所述相嵌块(35)设于移动块(34)上，与斜槽(33)啮合；所述移动弹簧(36)连接移动块(34)和旋转块(25)的顶部；所述相嵌齿(37)设于旋转块(25)的底部；所述伸缩齿(38)可伸缩的设于主动辊(13)的顶部，与相嵌齿(37)啮合；所述伸缩弹簧(39)连接伸缩齿(38)和主动辊(13)；所述斜环(301)开设于有氧池(10)内，位于旋转轴(21)的周围；所述伸缩杆(302)可伸缩的设于旋转轴(21)上；所述滚珠(303)可滚动都设于伸缩杆(302)顶端，与斜环(301)对接；所述推杆(304)两端分别与移动块(34)和对接块(31)铰接。
4.根据权利要求3所述的一种微生物降解及在线清洗一体化污水处理系统，其特征在于：所述间歇组件(5)包括设于所述第二涡轮(17)底部的第一残齿轮(50)、设于所述好氧池(10)底部的旋转腔(51)、设于所述旋转腔(51)底部的第二残齿轮(52)、设于所述旋转腔(51)底部的转动块(53)、设于所述第二残齿轮(52)上的拨动杆(54)、设于所述拨动杆(54)上的第一斜槽(55)、设于所述旋转腔(51)内壁上斜块(56)、设于所述转动块(53)上的固定块(57)、设于所述转动块(53)上的拉绳(58)、设于所述主动辊(13)下方的限位腔(59)、设于所述限位腔(59)内的第一转盘(501)、设于所述所述限位腔(59)上的第二转盘(502)、设于所述限位腔(59)上的限位块(503)、设于所述第二转盘(502)上的限位槽(504)、设于所述限位腔(59)内壁上的弹性件(505)、设于所述第一转盘(501)上的棘齿(506)、设于所述棘齿(506)上的扭簧(507)、设于所述第二转盘(502)上的卡齿(508)、设于所述第二转盘(502)上的定位块(509)、设于所述主动辊(13)底部的矩形槽(510)；。所述旋转腔(51)开设于好氧池(10)的底部；所述第二残齿轮(52)可旋转的设于旋转腔(51)的底部；所述转动块(53)可旋转的设于旋转腔(51)底部，与第二残齿轮(52)采用单项轴承连接；且与旋转腔(51)底部采用扭簧连接；所述拨动杆(54)可上下移动的设于第二残齿轮(52)上；所述第一斜槽(55)纵截面为三角形，开设于拨动杆(54)；所述斜块(56)横截面为梯形，设于旋转腔(51)的内壁上；与第一斜槽(55)相抵。
5.根据权利要求1所述的一种微生物降解及在线清洗一体化污水处理系统，其特征在于：所述排水装置(4)包括设于所述好氧池(10)底部的蓄水腔(40)、设于所述蓄水腔(40)底部的U形管(41)、设于所述平板膜MBR膜组件(16)侧壁上的排水管(42)、设于所述排水管(42)底部的扇叶(43)、设于所述扇叶(43)底部的第一斜齿轮(44)、设于所述旋转台(203)底部的第二斜齿轮(45)、设于所述好氧池(10)底部的连杆(46)、设于所述U形管(41)内的扇形块(47)、设于所述扇形块(47)内的排气孔(48)；所述U形管(41)纵截面为两个U形的管道连接，一端连接蓄水腔(40)，另一端联通外界；所述排水管(42)连接平板膜MBR膜组件(16)和蓄水腔(40)。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种微生物降解及在线清洗一体化污水处理系统。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：包括缺氧池、设于缺氧池侧边的好氧池、设于所述好氧池内的平板膜EMBR膜组件、设于所述EMBR膜组件内的曝气系统、设于所述缺氧池内的化学除磷装置、设于所述所述好氧池内的PLC控制模块、设于所述平板膜EMBR膜组件下方的吸水装置、设于所述好氧池底部的主动辊、设于所述好氧池底部的通气管道、设于所述通气管道内的第一涡轮、设于所述好氧池底部的内的吸水腔、设于所述；其特征在于：所述吸水装置包括设于所述好氧池底部内的偏心块、设于所述偏心块底部的旋转轴、设于所述旋转轴上的第一齿轮、设于所述主动轴顶部的第二齿轮、设于所述偏心块内的对接齿环、设于所述偏心块内的旋转块、设于所述旋转块内的对接对接机构、设于所述偏心块侧边的偏心环、设于所述旋转块上的铰接杆、设于所述好氧池内壁上的第一水管、设于所述第一水管内的第一活塞、设于所述第一水管下方的第二水管、设于所述第二水管内的第二活塞；所述偏心块可旋转的嵌在吸水腔内；所述旋转轴固设于偏心块的底部，可旋转的嵌在吸水腔底部；所述第一齿轮设于旋转轴的底部；所述第二齿轮设于主动轴上；所述对接齿环开设于偏心块内；所述旋转块可旋转的嵌在偏心块内。
设备运行时，通过潜污泵将调节池内的废水提升至一体化装置缺氧池，潜污泵运行受调节池内液位开关控制，高液位时潜污泵启动，低液位时潜污泵停止运行，调节池起到储存废水水量及均衡废水水质的作用；缺氧池废水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB(聚β羟丁酸)储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度污泥，并随剩余污泥一起排出系统，从而达到最终除磷的目的。同时溶解性有机物也被缺氧池中的微生物吸收降解，从而降低污水的COD浓度。系统采用PLC模块化控制，可选择自动及手动模式。当设备采用自动模式运行时，可自动根据水位信息自动开启关闭原水泵及抽吸泵、鼓风机；设备配置PLC模块，所有控制待安装调试完毕后匀可自动无人值守完成；当来水水量充足，液位感应装置发送型号，可自动开启污水提升泵、鼓风机；待设备腔体内液位满足MBR抽吸条件时，自动开启MBR抽吸泵；设备运行的时候采用间歇运行模式，通过PLC模块或时间继电器控制，可自动抽吸运行8min，停止抽吸2min；然后EMBR膜通过抽吸泵(产水泵)或虹吸作用在平板膜内形成负压，待处理水因压差作用通过超滤膜表面的微孔进入到内部通道中，然后汇集到设置于平板膜四角的产水管中，在抽吸泵或虹吸作用下均匀出水；
在PLC模块可植入自动清洗程序，可设定每周进行一次清水反洗，在清洗的时候，EMBR的曝气系统将空气通过管道引至膜元件底部释放，释放的气泡通过与液体部分混合在膜表面形成涡流，上升的空气擦洗并清洁平板的外表面；然后在清理的过程中，气体会驱动第一涡轮旋转，然后驱动主动辊旋转；开始驱动吸水装置启动，将好氧池内的水吸入到吸水腔内，并且通过出水孔冲到平板膜MBR膜组件的下方；主动轴的旋转会驱动旋转块开始旋转，然后带动铰接杆公转，进一步的带动第一活塞开始移动，将污水吸入吸水腔内，然后在从出水孔排到平板膜MBR膜组件下方；通气管道内的气体驱动第二涡轮旋转，驱动对接机构启动；此时主动辊驱动旋转辊开始旋转，然后带动偏心块开始偏心旋转；同时使旋转块限位；进一步的同时带动第一活塞和第二活塞移动，从而进入到吸水腔内的水增多；此时，通气管道内的气体会驱动排水装置启动，开始对平板膜MBR膜组件进行吸水；通过平板膜MBR膜组件开始对污水进行过滤；通过通过通气管道的设置能将缺氧池内的氧气直接输送管道好氧池内，提高了设备的利用率；通过第一涡轮能在通气管道内气体的输送下进行旋转，从而实现了在氧气传送的时候能第一涡轮旋转；通过除水孔的设置能将吸水腔内的水流到平板膜MBR膜组件的时候，能形成水柱，使得水柱能冲向平板膜MBR膜组件的表面，一方面能进行冲刷，提高清理的效果；另一方面能结合曝气，将气泡扩散，从而提高曝气冲刷平板膜MBR膜组件的效果，进一步提高了清理效果；通过平板膜MBR膜组件的设置能对水进行过滤，从而提高了水的净化效果；当旋转块旋转的时候能带动第一活塞往复移动，然后将好氧池的水吸入到吸水腔内，此时吸水腔内的水压增大从出水孔出去；一方面能将水间歇性的冲到平板膜MBR膜组件的下方，然后能使平板膜MBR膜组件过滤的时候能更稳定；提高了平板膜MBR膜组件过滤的效果；另一方面能在出水的时候形成水柱，能直接冲向平板膜MBR膜组件，起到清理冲刷的作用；旋转块和偏心块对接后，驱动偏心块开始偏心旋转；一方面能使第一活塞的移动行程增大，从而提高了吸到吸水腔内的水增多；提高了进入量；另一方面能带动第二活塞移动，从而增加了到吸水腔内的水量；进一步提高了出水孔处的流速，使得水柱能形成的更稳定；加快了对平板膜MBR膜组件的冲刷。
所述吸水装置还包括设于所述好氧池底部的旋转台、设于所述旋转台上的第一出气孔、设于所述旋转台侧边的移动槽、设于所述移动槽内的移动块、设于所述移动块上的第一单向阀、设于所述移动槽底部的气管、设于所述偏心环上的第三活塞、设于所述移动块上的复位弹簧；所述旋转台可旋转的设于好氧池的底部；内部为空心结构；所述第一出气孔开设于旋转台上；所述移动槽开设于好氧池的底部，位于旋转台的周围；所述移动块可移动的设于移动槽内，该移动块为空心块；所述第一单向阀设于移动块上。
当第二涡轮开始旋转的时候，会带动旋转台开始旋转；进一步的通气管内的气体从第一出气孔出气；当偏心环开始旋转的时候，带动第三活塞移动开始对气管内产生气压；然后间歇性的驱动移动块移动；从而带动气体来回的移动，将出水孔出来的水柱冲散；所述旋转台的设置能在曝气的时候对着平板膜MBR膜组件中部进行曝气，一方面提高了好氧处理的效果，另一方面能提高了清理的效果；当偏心环旋转的时候一方面加快了出水孔的流速，另一方面能带动移动块的移动；从而能改变曝气的方向，使气泡与出书孔的水柱结合；能间歇性的对水柱打散，使水柱扩散；进一步的提高了过滤效果
所述对接机构包括设于所述旋转块内的对接块、设于所述对接块上的对接齿、设于所述旋转块内的旋转桶、设于所述旋转桶内的斜槽、设于所述旋转块顶端的移动块、设于所述移动块上的相嵌块、设于所述移动块上的移动弹簧、设于所述旋转块底部的相嵌齿、设于所述主动辊顶端的伸缩齿、设于所述伸缩齿上的伸缩弹簧、设于旋转轴侧边的斜环、设于所述旋转轴上的伸缩杆、设于所述伸缩杆上的滚珠、设于所述好氧池底部的间歇组件、设于所述旋转桶上的推杆；所述对接齿设于对接块上；所述旋转桶可旋转的设于旋转块内；所述斜槽开设于旋转桶内壁上；所述移动块可上下移动的设于旋转块；所述相嵌块设于移动块上，与斜槽啮合；所述移动弹簧连接移动块和旋转块的顶部；所述相嵌齿设于旋转块的底部；所述伸缩齿可伸缩的设于主动辊的顶部，与相嵌齿啮合；所述伸缩弹簧连接伸缩齿和主动辊；所述斜环开设于有氧池内，位于旋转轴的周围；所述伸缩杆可伸缩的设于旋转轴上；所述滚珠可滚动都设于伸缩杆顶端，与斜环对接；所述推杆两端分别与移动块和对接块铰接。
第二涡轮开始旋转，驱动间歇组件开始启动；间歇性的驱动主动辊向下移动；当主动轴向下移动的时候，伸缩齿与对相嵌齿分离；然后再移动弹簧的作用下驱动移动块向下一定，驱动旋转桶开始旋转；此时推杆驱动对接块移动，使对接齿和对接齿环啮合；同时第一齿轮和第二齿轮啮合，开始驱动旋转轴开始旋转；当旋转轴快停止旋转时候，伸缩杆能抵住斜环；然后沿斜环的轨迹进一步的旋转；从而能驱动旋转每次停止都是在同一个位置上；能保证伸缩齿和相嵌齿对接；提高了旋转块和偏心块交替旋转时的稳定性；通过该机构的设置能在旋转块和偏心块交替旋转的时候，能稳定的对接；从而实现了出水孔形成水柱或者缓慢出水间歇性的交替；然后结合平板膜MBR膜组件的吸水过滤，能使水更全面的过滤。
所述间歇组件包括设于所述第二涡轮底部的第一残齿轮、设于所述好氧池底部的旋转腔、设于所述旋转腔底部的第二残齿轮、设于所述旋转腔底部的转动块、设于所述第二残齿轮上的拨动杆、设于所述拨动杆上的第一斜槽、设于所述旋转腔内壁上斜块、设于所述转动块上的固定块、设于所述转动块上的拉绳、设于所述主动辊下方的限位腔、设于所述限位腔内的第一转盘、设于所述所述限位腔上的第二转盘、设于所述限位腔上的限位块、设于所述第二转盘上的限位槽、设于所述限位腔内壁上的弹性件、设于所述第一转盘上的棘齿、设于所述棘齿上的扭簧、设于所述第二转盘上的卡齿、设于所述第二转盘上的定位块、设于所述主动辊底部的矩形槽；。所述旋转腔开设于好氧池的底部；所述第二残齿轮可旋转的设于旋转腔的底部；所述转动块可旋转的设于旋转腔底部，与第二残齿轮采用单项轴承连接；且与旋转腔底部采用扭簧连接；所述拨动杆可上下移动的设于第二残齿轮上；所述第一斜槽纵截面为三角形，开设于拨动杆；所述斜块横截面为梯形，设于旋转腔的内壁上；与第一斜槽相抵。
当第二涡轮开始旋转的时候，带动第一残齿轮旋转，从而带动第二残齿轮间歇性的旋转；进一步的带动拨动杆与固定块相抵，从而带动转动块开始间歇性的旋转；进一步的拉动第一转盘开始间歇性的旋转；此时卡齿与棘齿相抵，驱动第二转盘开始旋转；然后定位块在矩形槽内移动，并且带动主动辊向下移动；转动块的持续旋转会使拨动杆与斜块相抵，使拨动杆上移脱离固定块；然后转动块复位；同时第二转盘上的其中一块卡齿被弹性件卡主，并且弹性件拨动棘齿与卡齿脱离；至此，第一转盘复位；此时，主动辊向下被限位；通过第一残齿轮和第二残齿轮的设置能间歇性的驱动旋转块旋转，然后能间歇性的缓慢拉动第一转盘旋转；通过拨动杆的设置能间歇性的带动固定块的旋转，当旋转一定角度后能将拨动块移动，从而使得转动块复位；进一步的停止第一转盘的旋转；通过第一转盘的设置能带动第二转盘的间歇性的旋转，从而能使主动辊向下移动；进一步的实现了主动辊间歇性的上下移动；当主动辊下移后能使偏心块旋转，从而加快了出水孔的出水量；当主动辊上移后能单独驱动旋转块的旋转，从而降低了出水孔的出水量；进一步能间歇性的改变平板膜MBR膜组件内部的水压，从而能提高过滤的效果；同时当水压增大的时候能冲破形成在平板膜MBR膜组件上的气泡，提高了清理效果；通过该组件的设置能间歇性的驱动主动辊的上下移动，从而提高了改变出水孔出的流速的稳定性。
所述排水装置包括设于所述好氧池底部的蓄水腔、设于所述蓄水腔底部的U形管、设于所述平板膜MBR膜组件侧壁上的排水管、设于所述排水管底部的扇叶、设于所述扇叶底部的第一斜齿轮、设于所述旋转台底部的第二斜齿轮、设于所述好氧池底部的连杆、设于所述U形管内的扇形块、设于所述扇形块内的排气孔；所述U形管纵截面为两个U形的管道连接，一端连接蓄水腔，另一端联通外界；所述排水管连接平板膜MBR膜组件和蓄水腔。
当旋转台旋转的时候，带动第一斜齿轮开始旋转，然后带动扇叶开始旋转，此时从排水管内抽压；此时水从排水管内出来，进入到蓄水腔内；然后水从U形管排出；同时通气管会进入到排气孔内排出；通过扇叶的设置能对排水管内进行抽压，从而能对平板膜MBR膜组件进行抽水；通过U形管的设置能在排水的时候形成虹吸，提高了排水的通畅性；通过扇形块的设置能在出水的时候，能加快排水速度，从而提高排水的稳定性；通过排气孔的设置能在排水的时候加快拍数的速度，提高了排水的稳定性。
综上所述本发明具有以下优点：本发明的好氧池中配置平板膜EMBR膜组件，MBR工艺主要作用是强化好氧生化效率，稳定产水水质。EMBR膜组件通过抽吸水泵实现恒定抽吸过滤。EMBR膜系统通过抽吸泵(产水泵)或虹吸作用在平板膜内形成负压，待处理水因压差作用通过超滤膜表面的微孔进入到内部通道中，然后汇集到设置于平板膜四角的产水管中，在抽吸泵或虹吸作用下均匀出水。EMBR的曝气系统将空气通过管道引至膜元件底部释放，释放的气泡通过与液体部分混合在膜表面形成涡流，上升的空气擦洗并清洁平板的外表面，延缓膜的污染，从而延长膜元件的使用寿命，提高过滤效率。MBR平板膜系统可以采用全自动化的过程与操作。必要时，操作人员完全可以进行手动干预和操作。MBR平板系统运行过程包括：过滤、反冲洗、维护性化学清洗和恢复性化学清洗。正常运行状态下，EMBR平板膜组件清洗间隔周期一般为1-3个月，膜污染程度通过抽吸管道上的真空压力变送器进行判断。一旦真空度高于设定上限，即跨膜压差(TMP)上升到一定程度时需要对该组平板膜组件进行化学清洗。膜清洗的目的是清除滤膜表面的污染层，恢复滤膜的水通量；此外本发明可根据原水水质灵活配置工艺流程，使该设备具有广泛的适用性。能直接将生活污水处理达到一级A标准,或根据客户要求可以调整工艺参数以达到更高的排放要求；JSMBR一体化设备膜组件采用进口高品质PTFE(聚四氟乙烯)材质EMBR平板膜技术，具有强度高，抗污染耐腐蚀更强，寿命更长的特点；系统可取消MBR出水抽吸泵，节能降耗。EMBR膜模块将生化曝气与膜曝气清洗合二为一体，简化了生化池曝气系统。EMBR膜系统可利用水头差真空虹吸出水，在水位控制器作用下，实现自适应恒定水位出水；采用物联网、互联网技术，自动运行，无人值守，管理简便。设备可进行数据远程传输控制，设备可自适应智能化运行；此外本发明还可根据进水水质和生化工艺处理后水质自行判断出水是否还需要经过EMBR膜过滤。如生化处理后指标已达到设计排放标准，则系统关闭EMBR膜模块，直接从生化段出水，以节约能源消耗，增加膜的清洗周期和使用寿命。系统根据进水水质和设计处理效率进行判断，预判生化处理难以达标，或检测到生化处理后水不能达标时，系统自动上线EMBR膜系统，提高出水水质，确保水质达标；此外本发明还通过吸水装置能在对EMBR膜进行清洗的时候，能改变EMBR膜内的水压，形成的水柱能结合曝气的气泡进一步提高对EMBR膜的清洗效果；从而能提高了过滤的效果。
（发明人：叶新才;陈炜;盛谨文;陈高威;张建永;章群峰;卢文博;虞群博;王凤平;杨朋;王浩瀚）