公布日：2024.06.14
申請日：2024.03.30
分類號：C02F3/02(2023.01)I;C02F3/10(2023.01)I;B01D65/02(2006.01)I
摘要
本發明公開了一種基于MABR工藝的短流程污水處理設備及處理方法，包括布水系統、MABR反應區、MABR膜組件、供氣與沖刷系統、清水區、反沖洗自動控制系統、產水系統與液位控制系統。本發明短流程，操作簡單，相比較其他污水處理系統，本發明減少了厭氧區、缺氧區及好氧區，回流系統等復雜的工藝及控制，僅采用MABR一種處理工藝實現了污水的達標排放，采用MABR無泡曝氣技術，曝氣效率是常規曝氣器的4-5倍，且無硝化液回流泵、污泥回流泵和攪拌器，大大降低了設備投入及能耗，本發明采用立式罐體結構設計，相比較其他的一體化設備，大大節約了占地面積。
權利要求書
1.一種基于MABR工藝的短流程污水處理設備，其特征在于，所述的短流程污水處理設備包括布水系統、MABR反應區、MABR膜組件、供氣與沖刷系統、清水區、反沖洗自動控制系統、產水系統與液位控制系統；其中，所述的MABR反應區包括高負荷MABR反應區與低負荷MABR反應區，MABR膜組件的MABR膜絲在高負荷MABR反應區放置的方向與水流方向平行，MABR膜組件的MABR膜絲在低負荷MABR反應區放置方向與水流方向垂直，所述的MABR膜組件結構為膜絲編織成網狀的簾式膜組件；所述的低負荷MABR反應區的MABR膜組件清洗包括反沖洗自動控制系統和供氣與沖刷系統。
2.根據權利要求1所述的一種基于MABR工藝的短流程污水處理設備，其特征在于，所述的短流程污水處理設備為圓柱式結構，由下至上依次為沉淀區，布水區，高負荷MABR區，反沖洗自動控制系統，低負荷MABR區，清水區，短流程污水處理設備高度大于4m；所述產水系統設置于所述清水區。
3.根據權利要求1所述的一種基于MABR工藝的短流程污水處理設備，其特征在于，所述的MABR膜組件中編織后的MABR中空纖維膜絲間距為0.3-0.6mm。
4.根據權利要求1所述的一種基于MABR工藝的短流程污水處理設備，其特征在于，所述的供氣與沖刷系統為MABR膜組件供氣。
5.根據權利要求1所述的一種基于MABR工藝的短流程污水處理設備，其特征在于，所述的供氣與沖刷系統每隔一段時間對MABR膜組件進行沖刷。
6.根據權利要求1所述的一種基于MABR工藝的短流程污水處理設備，其特征在于，所述的反沖洗自動控制系統的進水口設置于低負荷MABR區與高負荷MABR區中間位置，每隔一段時間對低負荷MABR區膜組件進行反沖洗。
7.根據權利要求1所述的一種基于MABR工藝的短流程污水處理設備，其特征在于，所述的清水區設置于低負荷MABR區的上部。
8.根據權利要求1所述的一種基于MABR工藝的短流程污水處理設備，其特征在于，所述的液位控制系統包括停泵限位計與啟泵限位計，停泵限位計位于清水區，啟泵限位計與反沖洗自動控制系統的的進水口齊平。
9.根據權利要求1所述的一種基于MABR工藝的短流程污水處理設備，其特征在于，還包括調節池與排泥系統，所述調節池的上部與所述反沖洗自動控制系統連接，所述調節池的下部與所述布水系統連接；所述排泥系統設置于沉淀區的下方。
10.一種基于MABR工藝集成污水處理裝置的處理方法，其特征在于，采用權利要求1-9任一項所述的短流程污水處理設備，處理方法包括以下步驟：S1:污水進入基于MABR工藝集成污水處理裝置通過布水系統進行水質均布，然后自下而上依次經過高負荷MABR反應區與低負荷MABR反應區進行污染物降解，低負荷MABR區的MABR膜組件攔截完成污水凈化，凈化水進入清水區后達標排放；S2:當低負荷MABR區的MABR膜組件阻力增大，反沖洗自動控制系統啟動，短流程污水處理設備中的待處理液被反沖洗自動控制系統排至調節池，清水區液位降低；S3:反應池清水區液位低于停泵限位計，進水泵關閉，清水區水反向流動對低負荷MABR區的MABR膜組件進行反沖洗，同時MABR膜組件下部的沖刷曝氣系統運行，對低負荷MABR區的MABR膜組件進行沖刷；S4:當反應池中液位降低至反沖洗自動控制的進水口的安裝位置時，反沖洗自動控制被破壞，反洗停止，處理裝置中的水位不再降低，液位達到啟泵限位點；S5:進水泵啟動，進行污水處理過程S1；S6:當沖刷過程持續N個周期后，排放沉淀區的污泥。
發明內容
本發明需要解決的問題包括：1.目前一體化設備流程較長，配置較多，控制復雜問題；2.常規沉淀池沉淀效果不佳，出水水質差問題；3.常規污水處理設備能耗高問題；4.常規污水處理工藝臭氣或揮發性氣體造成大氣污染問題。
為了解決上述問題，本發明第一方面提供了一種基于MABR工藝的短流程污水處理設備，本發明的短流程污水處理設備出水水質好，工藝簡單，設備配置少，節能效果明顯，環保安全，節省占地面積。
本發明第二方面提供了一種基于MABR工藝的短流程污水處理方法，本發明的處理方法短流程，操作簡單，節能效果明顯，出水水質好。
為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
首先，本發明提供了一種基于MABR工藝的短流程污水處理設備，所述的短流程污水處理設備包括布水系統、MABR反應區、MABR膜組件、供氣與沖刷系統、清水區、反沖洗自動控制系統、產水系統與液位控制系統；
其中，所述的MABR反應區包括高負荷MABR反應區與低負荷MABR反應區，MABR膜組件的MABR膜絲在高負荷MABR反應區放置的方向與水流方向平行，MABR膜組件的MABR膜絲在低負荷MABR反應區放置方向與水流方向垂直，所述的MABR膜組件結構為膜絲編織成網狀的簾式膜組件；
所述的低負荷MABR反應區的MABR膜組件清洗包括反沖洗自動控制系統和供氣與沖刷系統。
在本發明中，MABR膜組件在高負荷MABR反應區放置方向與水流方向一致，主要作用：保證進水中污染物與MABR膜組件的充分接觸，且減少運行過程的水頭損失(或阻力損失)，保證系統的運行穩定。
MABR膜組件在低負荷MABR反應區放置方向與水流方向垂直，主要作用：經過高負荷MABR反應區的去除作用，剩下的污染物在該區域進一步進行反應，垂直放置，不僅可以保證污染物與MABR膜的充分接觸，更重要的是截留污泥，保證出水效果。
作為本發明的一種優選方案，所述的短流程污水處理設備為圓柱式結構，由下至上依次為沉淀區，布水區，高負荷MABR區，反沖洗自動控制系統，低負荷MABR區，清水區，短流程污水處理設備高度大于4m；所述產水系統設置于所述清水區。
作為本發明的一種優選方案，所述的MABR膜組件中編織后的MABR中空纖維膜絲間距為0.3-0.6mm。
在本發明中，間距越小，過濾精度越高，出水水質越好；間距小，MABR膜掛膜快，生物培養時間短。間距太小，又存在過濾阻力高的問題，增加運行能耗。因此，本發明設定編織后的MABR中空纖維膜絲間距為0.3-0.6mm。
作為本發明的一種優選方案，所述的供氣與沖刷系統同時為高負荷MABR區膜組件與低負荷區MABR膜組件供氣。
作為本發明的一種優選方案，所述的供氣與沖刷系統每隔一段時間(1-3min)對MABR膜組件進行沖刷。
作為本發明的一種優選方案，所述的反沖洗自動控制系統的進水口設置于低負荷MABR區與高負荷MABR區中間位置，每隔一段時間(30-120min)對低負荷MABR區膜組件進行反沖洗。
作為本發明的一種優選方案，所述的清水區設置于低負荷MABR區的上部。
作為本發明的一種優選方案，所述的液位控制系統包括停泵限位計與啟泵限位計，停泵限位計位于清水區，啟泵限位計與反沖洗自動控制系統的的進水口齊平。
作為本發明的一種優選方案，還包括調節池與排泥系統，所述調節池的上部與所述反沖洗自動控制系統連接，所述調節池的下部與所述布水系統連接；所述排泥系統設置于沉淀區的下方。
其次，本發明還提供了采用上述的基于MABR膜的短流程污水處理設備的處理方法包括，以下步驟：S1:污水進入基于MABR膜集成污水處理裝置通過布水系統進行水質均布，然后自下而上依次經過高負荷MABR反應區與低負荷MABR反應區進行污染物降解，同時污水中的SS等污染物被低負荷MABR區的MABR膜組件攔截完成污水凈化，凈化水進入清水區后達標排放；
S2:當低負荷MABR區的MABR膜組件阻力增大，反沖洗自動控制系統啟動，短流程污水處理設備中的待處理液被反沖洗自動控制系統排至調節池，清水區液位降低；
S3:反應池清水區液位低于停泵限位計，進水泵關閉，清水區水反向流動對低負荷MABR區的MABR膜組件的MABR膜絲進行反沖洗，同時MABR膜組件下部的沖刷曝氣系統運行，對低負荷MABR區的MABR膜組件的MABR膜絲進行沖刷；
S4:當反應池中液位降低至反沖洗自動控制系統的安裝位置時，反沖洗自動控制被破壞，反洗停止，處理裝置中的水位不再降低，液位達到啟泵限位點；
S5:進水泵啟動，進行污水處理過程S1；
S6:當沖刷過程持續N個周期后，排放沉淀區的污泥。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
1)本發明短流程，操作簡單，相比較其他污水處理系統，本發明減少了厭氧區、缺氧區及好氧區，回流系統等復雜的工藝及控制，僅采用MABR一種處理工藝實現了污水的達標排放。
2)本發明出水水質好，相比較常規的污水處理系統，二沉池沉淀效果較差，抗沖性不高，出水水質差，本發明采用了精密編制MABR膜作為過濾介質，保證了出水水質，其次，MABR具有供氧與生物膜作用，實現污染物的深度去除，進一步保證了處理效果。
3)本發明節能效果明顯，相比較傳統的一體化設備，通常采用曝氣管或者曝氣盤進行供氧曝氣，曝氣效率低，其次系統通常需要配備攪拌器，硝化液回流泵，污泥回流泵等設備，都進一步增加了噸水處理能耗，本發明采用MABR無泡曝氣技術，曝氣效率是常規曝氣器的4-5倍，且無硝化液回流泵，污泥回流泵，攪拌器，大大減少了能耗投入。
4)本發明環保安全，MABR屬于無泡曝氣，在污水處理過程中，廢氣或其他污染性物質不會通過曝氣過程而揮發，污染大氣。
5)本發明節省占地，采用立式罐體結構設計，相比較其他的一體化設備，大大節約了占地面積。
（發明人：朱圓圓;徐山田;徐百龍;李大海;包進鋒）
