公布日：2024.05.17
申请日：2023.12.28
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N
摘要
本发明提供一种富氧膜反应器和膜生物反应器耦合污水处理系统，涉及生活污水技术领域，包括：耦合处理池、清水池、污泥储存池、设备间、导流墙、污水进水管、送风风机、富氧膜反应器和无机膜生物反应器；所述耦合处理池的上方为设备间，设备间中有送风风机和控制系统。本发明通过模块化强化处理，将富氧膜反应器和无机膜生物反应器相融合，在富氧膜反应器中由于其独特的结构形式和较高的氧利用效率，形成好氧区、兼氧区和厌氧区，用于对氨氮的硝化以及大部分总氮的去除，在反应器中形成同步硝化反硝化反应，在无机膜生物反应器中进一步强化去除水中污染物，并实现泥水的分离，在保证水量一定波动的情况下，使污水处理系统的出水水质稳定达标。
权利要求书
1.一种富氧膜反应器和膜生物反应器耦合污水处理系统，包括耦合处理池(1)、清水池(2)、污泥储存池(3)、设备间(4)、导流墙(5)、污水进水管(6)、送风风机(7)、富氧膜反应器(11)和无机膜生物反应器(18)；其特征在于，所述耦合处理池(1)的上方为设备间(4)，设备间(4)中有送风风机(7)和控制系统(26)，耦合处理池(1)的一侧设有清水池(2)，耦合处理池(1)的下端设有沉降斗(101)，沉降斗(101)的最下端设有剩余污泥排泥管(17)，剩余污泥排泥管(17)的另一端连接污泥储存池(3)；所述耦合处理池(1)的一端上部设有污水进水管(6)，污水进水管(6)所在一侧的耦合处理池(1)内腔中竖向固定设有导流墙(5)，导流墙(5)的上端高于污水进水管(6)的所在位置，导流墙(5)的下端与耦合处理池(1)内腔底部留有间隔；所述导流墙(5)另一侧的耦合处理池(1)底部设有系统水利搅拌组件(16)，系统水利搅拌组件(16)上方的耦合处理池(1)安装长方体状的富氧膜反应器(11)，富氧膜反应器(11)的上部位置设置无机膜生物反应器(18)，富氧膜反应器(11)和无机膜生物反应器(18)之间固定设有圆形的气搅拌组件(27)；所述富氧膜反应器(11)的一端与送风风机(7)的出风端之间通过进气管(10)相连通，富氧膜反应器(11)的另一端设置富氧膜反应器尾气收集管(12)，富氧膜反应器尾气收集管(12)的末端向上经过耦合处理池(1)上端引出，且富氧膜反应器尾气收集管(12)上设有尾气放空阀(13)；所述送风风机(7)的出风端管道上还连接有一根进气管(10)，该进气管(10)的另一端与气搅拌组件(27)相连通；所述无机膜生物反应器(18)的上端远离导流墙(5)的一端向上设有产水泵出水管(23)，产水泵出水管(23)的末端处于清水池(2)的上方；所述无机膜生物反应器(18)的上部设置水质检测仪(19)和超声波在线清洗装置(20)；所述清水池(2)中设置紫外消毒装置(24)；所述清水池(2)的上端连接循环水进水管(14)，循环水进水管(14)的另一端连接循环水泵(15)，循环水泵(15)的另一端与系统水利搅拌组件(16)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种富氧膜反应器和膜生物反应器耦合污水处理系统，其特征在于，所述沉降斗(101)为上宽下窄的斗状结构，剩余污泥排泥管(17)的内端处于沉降斗(101)的最下端位置处，剩余污泥排泥管(17)上设有控制阀，剩余污泥排泥管(17)定期排放污泥。
3.根据权利要求1所述的一种富氧膜反应器和膜生物反应器耦合污水处理系统，其特征在于，所述污水进水管(6)一侧的耦合处理池(1)池底边角处设有边角导流楔块(102)，边角导流楔块(102)的上端为内凹的圆弧结构。
4.根据权利要求1所述的一种富氧膜反应器和膜生物反应器耦合污水处理系统，其特征在于，所述导流墙(5)上远离污水进水管(6)的一侧固定设有导流内板(501)，导流内板(501)远离导流墙(5)的一侧为斜向下斜切的斜面结构。
5.根据权利要求1所述的一种富氧膜反应器和膜生物反应器耦合污水处理系统，其特征在于，所述送风风机(7)与富氧膜反应器(11)相连通的进气管(10)上安装有富氧膜组件进气流量计(8)和富氧膜组件进气管压力表(9)。
6.根据权利要求1所述的一种富氧膜反应器和膜生物反应器耦合污水处理系统，其特征在于，所述富氧膜反应器(11)的下端为圆管焊制而成的矩形状布气架(1101)，布气架(1101)的两端分别为两端封闭的圆管，两个圆管之间横向连接有间隔均匀的布气横管(1102)，布气横管(1102)的上端间隔均匀开设有内置单向阀的气孔，一端的圆管与进气管(10)相连通；所述富氧膜反应器(11)的上端与布气横管(1102)相垂直设有间隔均匀的富氧膜基体(1103)，为上宽下窄的等腰梯形状结构，气孔与富氧膜基体(1103)内部相连通，富氧膜基体(1103)里外两层富氧膜采用热熔方式粘结在一起，中间层为支撑骨架，富氧膜材料为聚合高分子材料，富氧膜基体(1103)的上端通过间隔均匀的尾气集气管(1104)固定相串联，尾气集气管(1104)的另一端与富氧膜反应器尾气收集管(12)相连通，富氧膜反应器(11)中近膜区为好氧区，适合硝化细菌生长，远膜区域为厌氧区，适合反硝化细菌生长，中间层为兼氧区。
7.根据权利要求1所述的一种富氧膜反应器和膜生物反应器耦合污水处理系统，其特征在于，所述系统水利搅拌组件(16)为圆环状结构，系统水利搅拌组件(16)的一端与循环水泵(15)出水端相连通，系统水利搅拌组件(16)的另一端通过支撑连接柱(1602)与耦合处理池(1)内壁固定相连接，系统水利搅拌组件(16)的内环壁上环形分布喷水头(1601)，喷水头(1601)逆时针斜向上分布。
8.根据权利要求1所述的一种富氧膜反应器和膜生物反应器耦合污水处理系统，其特征在于，所述无机膜生物反应器(18)的中间隔均匀设有竖向的无机膜基体(1801)，无机膜基体(1801)为上宽下窄的扭曲一百八十度的膜体结构构成；所述无机膜生物反应器(18)上端相邻的两个无机膜基体(1801)之间对称固定设有呈V状的净水导流板(1802)，两个净水导流板(1802)的下端间隔与无机膜生物反应器(18)内腔联通，产水泵出水管(23)处于耦合处理池(1)中的一端固定连接与净水导流板(1802)的一端呈垂直状态的集合管(2301)，集合管(2301)上分别对应每组两个净水导流板(1802)之间设有抽水支管(2302)，抽水支管(2302)的上端为向末端处斜切的斜口结构；所述循环水进水管(14)位于耦合处理池(1)中的一端高于净水导流板(1802)的上端。
9.根据权利要求1所述的一种富氧膜反应器和膜生物反应器耦合污水处理系统，其特征在于，所述紫外消毒装置(24)朝向清水池(2)中的一侧开设有内藏安装槽(2401)，内藏安装槽(2401)的上端为斜切结构，内藏安装槽(2401)中竖向间隔均匀设有紫外杀菌灯管(2402)。
10.根据权利要求1所述的一种富氧膜反应器和膜生物反应器耦合污水处理系统，其特征在于，所述气搅拌组件(27)的内环壁上环形分布有至少六个呈逆时针分布的喷气管(2701)，喷气管(2701)下方的气搅拌组件(27)上固定设有支撑架(2702)，支撑架(2702)的上端中部通过转轴转动连接有六叶状的气动搅拌叶轮(2703)，喷气管(2701)的射流方向与气动搅拌叶轮(2703)的旋转方向相一致。
发明内容
本发明涉及一种富氧膜反应器和膜生物反应器耦合污水处理系统，通过模块化强化处理，将富氧膜反应器和无机膜生物反应器相融合，充分发挥各自的优点，在富氧膜反应器中由于其独特的结构形式和较高的氧利用效率，形成好氧区、兼氧区和厌氧区，用于对氨氮的硝化以及大部分总氮的去除，在反应器中形成同步硝化反硝化反应，在无机膜生物反应器中进一步强化去除水中污染物，并实现泥水的分离，在保证水量一定波动的情况下，使污水处理系统的出水水质稳定达标。
本发明提供了一种富氧膜反应器和膜生物反应器耦合污水处理系统，具体包括：耦合处理池、清水池、污泥储存池、设备间、导流墙、污水进水管、送风风机、富氧膜反应器和无机膜生物反应器；所述耦合处理池的上方为设备间，设备间中有送风风机和控制系统，耦合处理池的一侧设有清水池，耦合处理池的下端设有沉降斗，沉降斗的最下端设有剩余污泥排泥管，剩余污泥排泥管的另一端连接污泥储存池；所述耦合处理池的一端上部设有污水进水管，污水进水管所在一侧的耦合处理池内腔中竖向固定设有导流墙，导流墙的上端高于污水进水管的所在位置，导流墙的下端与耦合处理池内腔底部留有间隔；所述导流墙另一侧的耦合处理池底部设有系统水利搅拌组件，系统水利搅拌组件上方的耦合处理池安装长方体状的富氧膜反应器，富氧膜反应器的上部位置设置无机膜生物反应器，富氧膜反应器和无机膜生物反应器之间固定设有圆形的气搅拌组件；所述富氧膜反应器的一端与送风风机的出风端之间通过进气管相连通，富氧膜反应器的另一端设置富氧膜反应器尾气收集管，富氧膜反应器尾气收集管的末端向上经过耦合处理池上端引出，且富氧膜反应器尾气收集管上设有尾气放空阀；所述送风风机的出风端管道上还连接有一根进气管，该进气管的另一端与气搅拌组件相连通；所述无机膜生物反应器的上端远离导流墙的一端向上设有产水泵出水管，产水泵出水管的末端处于清水池的上方；所述无机膜生物反应器的上部设置水质检测仪和超声波在线清洗装置；所述清水池中设置紫外消毒装置；所述清水池的上端连接循环水进水管，循环水进水管的另一端连接循环水泵，循环水泵的另一端与系统水力搅拌组件相连通。
可选地，所述沉降斗为上宽下窄的斗状结构，剩余污泥排泥管的内端处于沉降斗的最下端位置处，剩余污泥排泥管上设有控制阀，剩余污泥排泥管定期排放污泥。
可选地，所述污水进水管一侧的耦合处理池池底边角处设有边角导流楔块，边角导流楔块的上端为内凹的圆弧结构。
可选地，所述导流墙上远离污水进水管的一侧固定设有导流内板，导流内板远离导流墙的一侧为斜向下斜切的斜面结构。
可选地，所述送风风机与富氧膜反应器相连通的进气管上安装有富氧膜组件进气流量计和富氧膜组件进气管压力表。
可选地，所述富氧膜反应器11的下端为圆管焊制而成的矩形状布气架1101，布气架1101的两端分别为两端封闭的圆管，两个圆管之间横向连接有间隔均匀的布气横管1102，布气横管1102的上端间隔均匀开设有内置单向阀的气孔，一端的圆管与进气管10相连通；
所述富氧膜反应器11的上端与布气横管1102相垂直设有间隔均匀的富氧膜基体1103，为上宽下窄的等腰梯形状结构，气孔与富氧膜基体1103内部相连通，富氧膜基体1103里外两层富氧膜采用热熔方式粘结在一起，中间层为支撑骨架，富氧膜材料为聚合高分子材料，富氧膜基体1103的上端通过间隔均匀的尾气集气管1104固定相串联，尾气集气管1104的另一端与富氧膜反应器尾气收集管12相连通，富氧膜反应器11中近膜区为好氧区，适合硝化细菌生长，远膜区域为厌氧区，适合反硝化细菌生长，中间层为兼氧区。
可选地，所述系统水利搅拌组件为圆环状结构，系统水利搅拌组件的一端与循环水泵出水端相连通，系统水利搅拌组件的另一端通过支撑连接柱与耦合处理池内壁固定相连接，系统水利搅拌组件的内环壁上环形分布喷水头，喷水头逆时针斜向上分布。
可选地，所述无机膜生物反应器的中间隔均匀设有竖向的无机膜基体，无机膜基体为上宽下窄的扭曲一百八十度的膜体结构构成；所述无机膜生物反应器上端相邻的两个无机膜基体之间对称固定设有呈V状的净水导流板，两个净水导流板的下端间隔与无机膜生物反应器内腔联通，产水泵出水管处于耦合处理池中的一端固定连接与净水导流板的一端呈垂直状态的集合管，集合管上分别对应每组两个净水导流板之间设有抽水支管，抽水支管的上端为向末端处斜切的斜口结构；
所述循环水进水管位于耦合处理池中的一端高于净水导流板的上端。
可选地，所述紫外消毒装置朝向清水池中的一侧开设有内藏安装槽，内藏安装槽的上端为斜切结构，内藏安装槽中竖向间隔均匀设有紫外杀菌灯管。
可选地，所述气搅拌组件的内环壁上环形分布有至少六个呈逆时针分布的喷气管，喷气管下方的气搅拌组件上固定设有支撑架，支撑架的上端中部通过转轴转动连接有六叶状的气动搅拌叶轮，喷气管的射流方向与气动搅拌叶轮的旋转方向相一致。
本发明提供了一种富氧膜反应器和膜生物反应器耦合污水处理系统，具有如下有益效果：
1、本发明采用具有选择透过性的聚合高分子富氧膜组件，其独特的结构一方面使得多孔膜无泡供氧，实现氧的高效利用；另一方面为使得反应区形成好氧－兼氧－厌氧环境，使得硝化反硝化能够同步进行，呈现了污染物的高效去除率。
2、本发明利用无机膜的高效泥水分离，保留了反应器中较高的生物量，使得系统中具有更高的污泥浓度，耐冲击负荷强，并且有效节省了占地面积，通过设置在无机膜底部的气吹扫和超声波在线清洗装置的向清洗，保证无机膜的高通量运行。
3、本发明根据进水和排水指标，自动实现调节运行参数，确保该系统能够高效稳定自动化运行，既满足反应区内的需要，节省能源的消耗，又能实现溶解氧的高效利用。
4、本发明通过模块化强化处理，将富氧膜反应器和无机膜生物反应器相融合，充分发挥各自的优点，在富氧膜反应器中由于其独特的结构形式和较高的氧利用效率，形成好氧区、兼氧区和厌氧区，用于对氨氮的硝化以及大部分总氮的去除，在反应器中形成同步硝化反硝化反应，在无机膜生物反应器中进一步强化去除水中污染物，并实现泥水的分离，在保证水量一定波动的情况下，使污水处理系统的出水水质稳定达标，提高了污染物的去除效果，运行维护相对简单，能耗相对较低，保证出水水质更加稳定，占地面积小，从根本上解决了现行常规的处理设备氧利用率底、占地面积大和工艺存在的出水污染物不能达标的问题。
（发明人：刘妞;张传兵;田金星;朱国亮;黄豆豆;梁翠翠;纪宏涛;康健;潘永超;杨卫东;王鹏;蔡振威）