公布日：2024.06.14
申请日：2024.03.30
分类号：C02F3/02(2023.01)I;C02F3/10(2023.01)I;B01D65/02(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种基于MABR工艺的短流程污水处理设备及处理方法，包括布水系统、MABR反应区、MABR膜组件、供气与冲刷系统、清水区、反冲洗自动控制系统、产水系统与液位控制系统。本发明短流程，操作简单，相比较其他污水处理系统，本发明减少了厌氧区、缺氧区及好氧区，回流系统等复杂的工艺及控制，仅采用MABR一种处理工艺实现了污水的达标排放，采用MABR无泡曝气技术，曝气效率是常规曝气器的4-5倍，且无硝化液回流泵、污泥回流泵和搅拌器，大大降低了设备投入及能耗，本发明采用立式罐体结构设计，相比较其他的一体化设备，大大节约了占地面积。
权利要求书
1.一种基于MABR工艺的短流程污水处理设备，其特征在于，所述的短流程污水处理设备包括布水系统、MABR反应区、MABR膜组件、供气与冲刷系统、清水区、反冲洗自动控制系统、产水系统与液位控制系统；其中，所述的MABR反应区包括高负荷MABR反应区与低负荷MABR反应区，MABR膜组件的MABR膜丝在高负荷MABR反应区放置的方向与水流方向平行，MABR膜组件的MABR膜丝在低负荷MABR反应区放置方向与水流方向垂直，所述的MABR膜组件结构为膜丝编织成网状的帘式膜组件；所述的低负荷MABR反应区的MABR膜组件清洗包括反冲洗自动控制系统和供气与冲刷系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于MABR工艺的短流程污水处理设备，其特征在于，所述的短流程污水处理设备为圆柱式结构，由下至上依次为沉淀区，布水区，高负荷MABR区，反冲洗自动控制系统，低负荷MABR区，清水区，短流程污水处理设备高度大于4m；所述产水系统设置于所述清水区。
3.根据权利要求1所述的一种基于MABR工艺的短流程污水处理设备，其特征在于，所述的MABR膜组件中编织后的MABR中空纤维膜丝间距为0.3-0.6mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于MABR工艺的短流程污水处理设备，其特征在于，所述的供气与冲刷系统为MABR膜组件供气。
5.根据权利要求1所述的一种基于MABR工艺的短流程污水处理设备，其特征在于，所述的供气与冲刷系统每隔一段时间对MABR膜组件进行冲刷。
6.根据权利要求1所述的一种基于MABR工艺的短流程污水处理设备，其特征在于，所述的反冲洗自动控制系统的进水口设置于低负荷MABR区与高负荷MABR区中间位置，每隔一段时间对低负荷MABR区膜组件进行反冲洗。
7.根据权利要求1所述的一种基于MABR工艺的短流程污水处理设备，其特征在于，所述的清水区设置于低负荷MABR区的上部。
8.根据权利要求1所述的一种基于MABR工艺的短流程污水处理设备，其特征在于，所述的液位控制系统包括停泵限位计与启泵限位计，停泵限位计位于清水区，启泵限位计与反冲洗自动控制系统的的进水口齐平。
9.根据权利要求1所述的一种基于MABR工艺的短流程污水处理设备，其特征在于，还包括调节池与排泥系统，所述调节池的上部与所述反冲洗自动控制系统连接，所述调节池的下部与所述布水系统连接；所述排泥系统设置于沉淀区的下方。
10.一种基于MABR工艺集成污水处理装置的处理方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的短流程污水处理设备，处理方法包括以下步骤：S1:污水进入基于MABR工艺集成污水处理装置通过布水系统进行水质均布，然后自下而上依次经过高负荷MABR反应区与低负荷MABR反应区进行污染物降解，低负荷MABR区的MABR膜组件拦截完成污水净化，净化水进入清水区后达标排放；S2:当低负荷MABR区的MABR膜组件阻力增大，反冲洗自动控制系统启动，短流程污水处理设备中的待处理液被反冲洗自动控制系统排至调节池，清水区液位降低；S3:反应池清水区液位低于停泵限位计，进水泵关闭，清水区水反向流动对低负荷MABR区的MABR膜组件进行反冲洗，同时MABR膜组件下部的冲刷曝气系统运行，对低负荷MABR区的MABR膜组件进行冲刷；S4:当反应池中液位降低至反冲洗自动控制的进水口的安装位置时，反冲洗自动控制被破坏，反洗停止，处理装置中的水位不再降低，液位达到启泵限位点；S5:进水泵启动，进行污水处理过程S1；S6:当冲刷过程持续N个周期后，排放沉淀区的污泥。
发明内容
本发明需要解决的问题包括：1.目前一体化设备流程较长，配置较多，控制复杂问题；2.常规沉淀池沉淀效果不佳，出水水质差问题；3.常规污水处理设备能耗高问题；4.常规污水处理工艺臭气或挥发性气体造成大气污染问题。
为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种基于MABR工艺的短流程污水处理设备，本发明的短流程污水处理设备出水水质好，工艺简单，设备配置少，节能效果明显，环保安全，节省占地面积。
本发明第二方面提供了一种基于MABR工艺的短流程污水处理方法，本发明的处理方法短流程，操作简单，节能效果明显，出水水质好。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
首先，本发明提供了一种基于MABR工艺的短流程污水处理设备，所述的短流程污水处理设备包括布水系统、MABR反应区、MABR膜组件、供气与冲刷系统、清水区、反冲洗自动控制系统、产水系统与液位控制系统；
其中，所述的MABR反应区包括高负荷MABR反应区与低负荷MABR反应区，MABR膜组件的MABR膜丝在高负荷MABR反应区放置的方向与水流方向平行，MABR膜组件的MABR膜丝在低负荷MABR反应区放置方向与水流方向垂直，所述的MABR膜组件结构为膜丝编织成网状的帘式膜组件；
所述的低负荷MABR反应区的MABR膜组件清洗包括反冲洗自动控制系统和供气与冲刷系统。
在本发明中，MABR膜组件在高负荷MABR反应区放置方向与水流方向一致，主要作用：保证进水中污染物与MABR膜组件的充分接触，且减少运行过程的水头损失(或阻力损失)，保证系统的运行稳定。
MABR膜组件在低负荷MABR反应区放置方向与水流方向垂直，主要作用：经过高负荷MABR反应区的去除作用，剩下的污染物在该区域进一步进行反应，垂直放置，不仅可以保证污染物与MABR膜的充分接触，更重要的是截留污泥，保证出水效果。
作为本发明的一种优选方案，所述的短流程污水处理设备为圆柱式结构，由下至上依次为沉淀区，布水区，高负荷MABR区，反冲洗自动控制系统，低负荷MABR区，清水区，短流程污水处理设备高度大于4m；所述产水系统设置于所述清水区。
作为本发明的一种优选方案，所述的MABR膜组件中编织后的MABR中空纤维膜丝间距为0.3-0.6mm。
在本发明中，间距越小，过滤精度越高，出水水质越好；间距小，MABR膜挂膜快，生物培养时间短。间距太小，又存在过滤阻力高的问题，增加运行能耗。因此，本发明设定编织后的MABR中空纤维膜丝间距为0.3-0.6mm。
作为本发明的一种优选方案，所述的供气与冲刷系统同时为高负荷MABR区膜组件与低负荷区MABR膜组件供气。
作为本发明的一种优选方案，所述的供气与冲刷系统每隔一段时间(1-3min)对MABR膜组件进行冲刷。
作为本发明的一种优选方案，所述的反冲洗自动控制系统的进水口设置于低负荷MABR区与高负荷MABR区中间位置，每隔一段时间(30-120min)对低负荷MABR区膜组件进行反冲洗。
作为本发明的一种优选方案，所述的清水区设置于低负荷MABR区的上部。
作为本发明的一种优选方案，所述的液位控制系统包括停泵限位计与启泵限位计，停泵限位计位于清水区，启泵限位计与反冲洗自动控制系统的的进水口齐平。
作为本发明的一种优选方案，还包括调节池与排泥系统，所述调节池的上部与所述反冲洗自动控制系统连接，所述调节池的下部与所述布水系统连接；所述排泥系统设置于沉淀区的下方。
其次，本发明还提供了采用上述的基于MABR膜的短流程污水处理设备的处理方法包括，以下步骤：S1:污水进入基于MABR膜集成污水处理装置通过布水系统进行水质均布，然后自下而上依次经过高负荷MABR反应区与低负荷MABR反应区进行污染物降解，同时污水中的SS等污染物被低负荷MABR区的MABR膜组件拦截完成污水净化，净化水进入清水区后达标排放；
S2:当低负荷MABR区的MABR膜组件阻力增大，反冲洗自动控制系统启动，短流程污水处理设备中的待处理液被反冲洗自动控制系统排至调节池，清水区液位降低；
S3:反应池清水区液位低于停泵限位计，进水泵关闭，清水区水反向流动对低负荷MABR区的MABR膜组件的MABR膜丝进行反冲洗，同时MABR膜组件下部的冲刷曝气系统运行，对低负荷MABR区的MABR膜组件的MABR膜丝进行冲刷；
S4:当反应池中液位降低至反冲洗自动控制系统的安装位置时，反冲洗自动控制被破坏，反洗停止，处理装置中的水位不再降低，液位达到启泵限位点；
S5:进水泵启动，进行污水处理过程S1；
S6:当冲刷过程持续N个周期后，排放沉淀区的污泥。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明短流程，操作简单，相比较其他污水处理系统，本发明减少了厌氧区、缺氧区及好氧区，回流系统等复杂的工艺及控制，仅采用MABR一种处理工艺实现了污水的达标排放。
2)本发明出水水质好，相比较常规的污水处理系统，二沉池沉淀效果较差，抗冲性不高，出水水质差，本发明采用了精密编制MABR膜作为过滤介质，保证了出水水质，其次，MABR具有供氧与生物膜作用，实现污染物的深度去除，进一步保证了处理效果。
3)本发明节能效果明显，相比较传统的一体化设备，通常采用曝气管或者曝气盘进行供氧曝气，曝气效率低，其次系统通常需要配备搅拌器，硝化液回流泵，污泥回流泵等设备，都进一步增加了吨水处理能耗，本发明采用MABR无泡曝气技术，曝气效率是常规曝气器的4-5倍，且无硝化液回流泵，污泥回流泵，搅拌器，大大减少了能耗投入。
4)本发明环保安全，MABR属于无泡曝气，在污水处理过程中，废气或其他污染性物质不会通过曝气过程而挥发，污染大气。
5)本发明节省占地，采用立式罐体结构设计，相比较其他的一体化设备，大大节约了占地面积。
（发明人：朱圆圆;徐山田;徐百龙;李大海;包进锋）