公布日：2024.02.20
申请日：2023.11.23
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/58(2023.01)N;C02F7/00(2006.01)N
摘要
本申请涉及一种利用菌筛过滤技术的智能光伏一体化污水处理系统，其包括反应池，所述反应池内依次设置有调节池、缺氧区、好氧区和菌筛过滤区，所述菌筛过滤区内设置有菌筛过滤装置，所述菌筛过滤装置包括竖直设置的若干过滤单元，各所述过滤单元均包括矩形框架、安装在所述矩形框架两侧的支撑网以及包覆在支撑网外侧的滤层载体，两个所述支撑网之间形成中空结构，污水内的悬浮物质或胶体经滤层载体截留形成附着在所述滤层载体上的滤饼层，所述支撑网为塑料孔网或者不锈钢网，所述滤层载体使用尼龙布，所述矩形框架上安装有出水管。本申请具有在保障污水处理效果的基础上，降低污水处理的成本的效果。
权利要求书
1.一种利用菌筛过滤技术的智能光伏一体化污水处理系统，其特征在于：包括反应池(1)，所述反应池(1)内依次设置有调节池(11)、缺氧区(12)、好氧区(13)和菌筛过滤区(14)，所述菌筛过滤区(14)内设置有菌筛过滤装置(4)，所述菌筛过滤装置(4)包括竖直设置的若干过滤单元(42)，各所述过滤单元(42)均包括矩形框架(421)、安装在所述矩形框架(421)两侧的支撑网(422)以及包覆在支撑网(422)外侧的滤层载体(425)，两个所述支撑网(422)之间形成中空结构，污水内的悬浮物质或胶体经滤层载体(425)截留形成附着在所述滤层载体(425)上的滤饼层(426)，所述支撑网(422)为塑料孔网或者不锈钢网，所述滤层载体(425)使用尼龙布，所述矩形框架(421)上安装有出水管(423)。
2.根据权利要求1所述的利用菌筛过滤技术的智能光伏一体化污水处理系统，其特征在于：所述尼龙布的密度为130目~150目。
3.根据权利要求1所述的利用菌筛过滤技术的智能光伏一体化污水处理系统，其特征在于：所述反应池(1)内集成有处理监控系统(2)，所述处理监控系统(2)包括PLC控制单元(21)和监控模块(22)；所述监控模块(22)包括液位计(221)，所述液位计(221)连接至PLC控制单元(21)，所述装置主体(41)的顶部形成有进水口(413)，所述液位计(221)控制所述菌筛过滤区(14)的水位高于所述进水口(413)顶部250~350mm。
4.根据权利要求1所述的利用菌筛过滤技术的智能光伏一体化污水处理系统，其特征在于：所述矩形框架(421)使用空心管围合而成，所述出水管(423)设置在所述矩形框架(421)的顶部，所述矩形框架(421)的两侧以及顶部的内壁上开设有连通至所述出水管(423)的出水口(4211)，所述出水管(423)连接至产水池(8)，所述出水管(423)的高度高于所述产水池(8)以实现重力产水。
5.根据权利要求3所述的利用菌筛过滤技术的智能光伏一体化污水处理系统，其特征在于：过滤后的水根据出水水质返回至调节区或者输送至产水池(8)，所述监控模块(22)还包括安装在所述出水管(423)的末端的用于检测出水水质的浊度仪(222)，所述浊度仪(222)的下游还依次设置有控制水流流向的电动阀(24)和三通阀(23)，所述电动阀(24)和所述三通阀(23)分别连接至PLC控制单元(21)。
6.根据权利要求1所述的利用菌筛过滤技术的智能光伏一体化污水处理系统，其特征在于：所述菌筛过滤装置(4)还包括装置主体(41)、安装在所述过滤单元(42)下方的导流斜板(43)以及安装在所述导流斜板(43)两侧的外导流板(44)，若干所述过滤单元(42)安装在所述装置主体(41)的长方体框架(412)内，所述导流斜板(43)的下方设置有第一曝气口(45)，所述外导流板(44)与所述导流斜板(43)之间安装有第二曝气口(46)，所述第一曝气口(45)与所述第二曝气口(46)均连接至气泵(6)，并分别通过第一电磁阀和第二电磁阀控制通断。
7.根据权利要求6所述的利用菌筛过滤技术的智能光伏一体化污水处理系统，其特征在于：所述导流斜板(43)为呈夹角搭接的三角板，所述导流斜板(43)沿所述装置主体(41)的长度方向间隔设置有多个，且沿所述装置主体(41)的高度方向设置有多组，相邻两组所述导流斜板(43)错位设置。
8.根据权利要求1所述的利用菌筛过滤技术的智能光伏一体化污水处理系统，其特征在于：各所述过滤单元(42)的底部一一对应设置有反冲洗管(48)，所述反冲洗管(48)与气泵(6)连接并通过反冲洗电磁阀控制，各所述反冲洗管(48)的顶部开设有若干反冲洗口(481)，所述矩形框架(421)的底部开设有贯通的进气口(4212)。
9.根据权利要求1所述的利用菌筛过滤技术的智能光伏一体化污水处理系统，其特征在于：还包括供电系统，所述供电系统包括安装在所述反应池(1)屋顶的若干光伏板以及蓄电池，所述蓄电池连接至反应池(1)的用电箱。
10.根据权利要求1所述的利用菌筛过滤技术的智能光伏一体化污水处理系统，其特征在于：所述缺氧区(12)内安装有用于减小溶氧的脉冲气循搅拌器(121)。
发明内容
为了在保障污水处理效果的基础上，降低污水处理的成本，本申请提供一种利用菌筛过滤技术的智能光伏一体化污水处理系统。
本申请提供的一种利用菌筛过滤技术的智能光伏一体化污水处理系统采用如下的技术方案：一种利用菌筛过滤技术的智能光伏一体化污水处理系统，包括反应池，所述反应池内依次设置有调节池、缺氧区、好氧区和菌筛过滤区，所述菌筛过滤区内设置有菌筛过滤装置，所述菌筛过滤装置包括竖直设置的若干过滤单元，各所述过滤单元均包括矩形框架、安装在所述矩形框架两侧的支撑网以及包覆在支撑网外侧的滤层载体，两个所述支撑网之间形成中空结构，污水内的悬浮物质或胶体经滤层载体截留形成附着在所述滤层载体上的滤饼层，所述支撑网为塑料孔网或者不锈钢网，所述滤层载体使用尼龙布，所述矩形框架上安装有出水管。
通过采用上述技术方案，污水依次经过调节区、缺氧区、好氧区的处理后进入菌筛过滤区，污泥中的悬浮颗粒（污泥絮体等）或者胶体在滤层载体的表面沉积形成滤饼层，使得悬浮颗粒或胶体中具有生物降解功能的微生物在滤层载体上附着并生长繁殖，污水处理后老化的微生物会从滤层载体上脱落，而活性的微生物会重新附着在滤层载体上，实现了一个稳固的降解循环。这层滤饼层增加了污染物的截留性能，使得过滤单元的过滤出水水质可与微滤/超滤膜相当，采用了一种新的菌筛过滤技术与活性污泥法的优点的结合，保障了本申请的菌筛过滤装置具有同MBR生物反应器相当的污水处理效果。由于滤层载体使用尼龙布，在支撑材料上增加塑料或者不锈钢材质的支撑网，滤层载体以及支撑网的价格低廉，不易造成滤层载体堵塞，减少滤层载体的污染，尼龙布具有出色的拉伸强度和耐磨性,能够承受较大的重量和摩擦，在进行物理冲洗或者化学清洗时不易损坏，可重复使用率更高，使得污水处理的成本的大大降低。塑料或者不锈钢材质的支撑网也增强了支撑材料对滤层载体的承载力。
优选的，所述尼龙布的密度为130目~150目。
通过采用上述技术方案，滤层载体425的密度直接影响通量，尼龙布的密度选择130目~150目，较于无纺布、涤纶布来说，选用130目~150目的尼龙布作为滤层载体425，其网孔较大，形成菌筛过滤层的速度较快，增加了通量，在稳定通量下运行的周期更长，提高了污水处理效率。
优选的，所述反应池内集成有处理监控系统，所述处理监控系统包括PLC控制单元和监控模块；所述监控模块包括液位计，所述液位计连接至PLC控制单元，所述装置主体的顶部形成有进水口，所述液位计控制所述菌筛过滤区的水位高于所述进水口顶部250~350mm。
通过采用上述技术方案，菌筛过滤区的水位高于进水口顶部250~350mm，以利用污水通入时的重力作为动力产生负压，驱动污水经过滤饼层以及滤层载体的过滤进入两侧支撑网中间的中空结构以实现过滤，省去了抽吸泵，更加节省能耗。
优选的，所述矩形框架使用空心管围合而成，所述出水管设置在所述矩形框架的顶部，所述矩形框架的两侧以及顶部的内壁上开设有连通至所述出水管的出水口，所述出水管连接至产水池，所述出水管的高度高于所述产水池以实现重力产水。
通过采用上述技术方案，经过滤饼层和滤层载体过滤后的水，进入两个支撑网之间的中空结构，随着过滤水的逐渐流入，将过滤水逐渐挤压入矩形框架的出水口内，并逐渐从出水管流出；从出水管流出的水流入产水池，出水管和产水池设计为具有一定的势位差，过滤水可以在重力作用下直接流入产水池，更加节省能耗。
优选的，过滤后的水根据出水水质返回至调节区或者输送至产水池，所述监控模块还包括安装在所述出水管的末端的用于检测出水水质的浊度仪，所述浊度仪的下游还依次设置有控制水流流向的电动阀和三通阀，所述电动阀和所述三通阀分别连接至PLC控制单元。
通过采用上述技术方案，浊度仪用于检测过滤水的出水情况，当浊度仪检测到出水水质满足预设标准时，过滤水被送入产水池进行收集；当浊度仪检测到出水水质不满足预设标准时，过滤水则被返回至调节区进行二次处理，保障了出水水质。
优选的，所述菌筛过滤装置还包括装置主体、安装在所述过滤单元下方的导流斜板以及安装在所述导流斜板两侧的外导流板，若干所述过滤单元安装在所述装置主体的长方体框架内，所述导流斜板的下方设置有第一曝气口，所述外导流板与所述导流斜板之间安装有第二曝气口，所述第一曝气口与所述第二曝气口均连接至气泵，并分别通过第一电磁阀和第二电磁阀控制通断。
通过采用上述技术方案，由于130目~150目的尼龙布的网孔较大，虽然使得通量增加，这也会导致悬浮颗粒（污泥絮体等）或者胶体在滤层载体425上的附着力不强，导致污泥中的部分活性微生物掉落，通过设置导流斜板和外导流板，当启动气泵并向第一曝气口通入压缩空气时，掉落至导流斜板上的活性微生物被扰动震落，之后调节电磁阀使得向第二曝气口通入压缩空气，震落的活性微生物顺着装置主体侧板与外导流板之间的回水空间返回至进水口内，使得这些掉落的活性微生物实现二次附着，减少了活性微生物的浪费。
优选的，所述导流斜板为呈夹角搭接的三角板，所述导流斜板沿所述装置主体的长度方向间隔设置有多个，且沿所述装置主体的高度方向设置有多组，相邻两组所述导流斜板错位设置。
通过采用上述技术方案，可以减小相邻两个导流斜板之间的缝隙，增大对沉淀微生物的承接面积，便于承接更多的沉淀微生物。
优选的，各所述过滤单元的底部一一对应设置有反冲洗管，所述反冲洗管与所述气泵连接并通过反冲洗电磁阀控制，各所述反冲洗管的顶部开设有若干反冲洗口，所述矩形框架的底部开设有贯通的进气口。
通过采用上述技术方案，当菌筛过滤层运行到一定周期后，需要对各个过滤单元的滤层载体进行反冲洗，此时，启动反冲洗电磁阀，压缩气体通入反冲洗管，并通过反冲洗口和进气口通入到两个支撑网中间的中空结构中，并在压差作用下向两侧喷出，压缩气体向两侧喷出的过程中将滤层载体上的污染物震落，达到反冲洗的效果。
优选的，还包括供电系统，所述供电系统包括安装在所述反应池屋顶的若干光伏板以及蓄电池，所述蓄电池连接至反应池的用电箱。
通过采用上述技术方案，利用光伏板吸收的太阳能转换为用于为整个系统的运行功能的电能，更加节省能耗，体现了绿色环保的理念。
优选的，所述缺氧区内安装有用于减小溶氧的脉冲气循搅拌器。
通过采用上述技术方案，在缺氧区使用脉冲气循搅拌器，既能减小溶氧又节能降耗，提高了缺氧区的处理效果。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：本申请将菌筛过滤层污水处理技术结合到A/O工艺或者A2O工艺中，通过将滤层载体包覆在支撑网的外部，两侧滤层载体中间形成中空结构，污泥中的悬浮颗粒或胶体附着在滤层载体上形成滤饼层，其过滤效果于超滤/微滤相当，具有较好的出水水质，同时滤层载体使用较为低廉的尼龙布，不易造成滤层载体堵塞，支撑网使用塑料孔网或者不锈钢网，清洗时既可以选用物理清洗也可以选用化学清洗，清洗简单，维护成本较低；通过将菌筛过滤区的出水水头设置在距离进水口顶部250~350mm的距离，以利用污水通入时的重力作为污水穿过滤层载体进行过滤时的动力，更加节省能耗；通过导流斜板以及外导流板的设置，便于对沉淀到底部的活性微生物进行收集，并在通入的压缩空气的作用下，驱动沉淀的活性微生物从导流斜板上震落，并沿外导流板于装置主体侧板之间的回水空间回流至装置主体内部，实现二次附着，减少了活性微生物的浪费。
（发明人：唐陆合;杨毅明;王占久;赵云生;牛艳艳;董兴隆;冯辛）