公布日：2024.02.20
申請日：2023.11.23
分類號：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
本申請涉及一種利用菌篩過濾技術的智能光伏一體化污水處理系統，其包括反應池，所述反應池內依次設置有調節池、缺氧區、好氧區和菌篩過濾區，所述菌篩過濾區內設置有菌篩過濾裝置，所述菌篩過濾裝置包括豎直設置的若干過濾單元，各所述過濾單元均包括矩形框架、安裝在所述矩形框架兩側的支撐網以及包覆在支撐網外側的濾層載體，兩個所述支撐網之間形成中空結構，污水內的懸浮物質或膠體經濾層載體截留形成附著在所述濾層載體上的濾餅層，所述支撐網為塑料孔網或者不銹鋼網，所述濾層載體使用尼龍布，所述矩形框架上安裝有出水管。本申請具有在保障污水處理效果的基礎上，降低污水處理的成本的效果。
權利要求書
1.一種利用菌篩過濾技術的智能光伏一體化污水處理系統，其特征在于：包括反應池(1)，所述反應池(1)內依次設置有調節池(11)、缺氧區(12)、好氧區(13)和菌篩過濾區(14)，所述菌篩過濾區(14)內設置有菌篩過濾裝置(4)，所述菌篩過濾裝置(4)包括豎直設置的若干過濾單元(42)，各所述過濾單元(42)均包括矩形框架(421)、安裝在所述矩形框架(421)兩側的支撐網(422)以及包覆在支撐網(422)外側的濾層載體(425)，兩個所述支撐網(422)之間形成中空結構，污水內的懸浮物質或膠體經濾層載體(425)截留形成附著在所述濾層載體(425)上的濾餅層(426)，所述支撐網(422)為塑料孔網或者不銹鋼網，所述濾層載體(425)使用尼龍布，所述矩形框架(421)上安裝有出水管(423)。
2.根據權利要求1所述的利用菌篩過濾技術的智能光伏一體化污水處理系統，其特征在于：所述尼龍布的密度為130目~150目。
3.根據權利要求1所述的利用菌篩過濾技術的智能光伏一體化污水處理系統，其特征在于：所述反應池(1)內集成有處理監控系統(2)，所述處理監控系統(2)包括PLC控制單元(21)和監控模塊(22)；所述監控模塊(22)包括液位計(221)，所述液位計(221)連接至PLC控制單元(21)，所述裝置主體(41)的頂部形成有進水口(413)，所述液位計(221)控制所述菌篩過濾區(14)的水位高于所述進水口(413)頂部250~350mm。
4.根據權利要求1所述的利用菌篩過濾技術的智能光伏一體化污水處理系統，其特征在于：所述矩形框架(421)使用空心管圍合而成，所述出水管(423)設置在所述矩形框架(421)的頂部，所述矩形框架(421)的兩側以及頂部的內壁上開設有連通至所述出水管(423)的出水口(4211)，所述出水管(423)連接至產水池(8)，所述出水管(423)的高度高于所述產水池(8)以實現重力產水。
5.根據權利要求3所述的利用菌篩過濾技術的智能光伏一體化污水處理系統，其特征在于：過濾后的水根據出水水質返回至調節區或者輸送至產水池(8)，所述監控模塊(22)還包括安裝在所述出水管(423)的末端的用于檢測出水水質的濁度儀(222)，所述濁度儀(222)的下游還依次設置有控制水流流向的電動閥(24)和三通閥(23)，所述電動閥(24)和所述三通閥(23)分別連接至PLC控制單元(21)。
6.根據權利要求1所述的利用菌篩過濾技術的智能光伏一體化污水處理系統，其特征在于：所述菌篩過濾裝置(4)還包括裝置主體(41)、安裝在所述過濾單元(42)下方的導流斜板(43)以及安裝在所述導流斜板(43)兩側的外導流板(44)，若干所述過濾單元(42)安裝在所述裝置主體(41)的長方體框架(412)內，所述導流斜板(43)的下方設置有第一曝氣口(45)，所述外導流板(44)與所述導流斜板(43)之間安裝有第二曝氣口(46)，所述第一曝氣口(45)與所述第二曝氣口(46)均連接至氣泵(6)，并分別通過第一電磁閥和第二電磁閥控制通斷。
7.根據權利要求6所述的利用菌篩過濾技術的智能光伏一體化污水處理系統，其特征在于：所述導流斜板(43)為呈夾角搭接的三角板，所述導流斜板(43)沿所述裝置主體(41)的長度方向間隔設置有多個，且沿所述裝置主體(41)的高度方向設置有多組，相鄰兩組所述導流斜板(43)錯位設置。
8.根據權利要求1所述的利用菌篩過濾技術的智能光伏一體化污水處理系統，其特征在于：各所述過濾單元(42)的底部一一對應設置有反沖洗管(48)，所述反沖洗管(48)與氣泵(6)連接并通過反沖洗電磁閥控制，各所述反沖洗管(48)的頂部開設有若干反沖洗口(481)，所述矩形框架(421)的底部開設有貫通的進氣口(4212)。
9.根據權利要求1所述的利用菌篩過濾技術的智能光伏一體化污水處理系統，其特征在于：還包括供電系統，所述供電系統包括安裝在所述反應池(1)屋頂的若干光伏板以及蓄電池，所述蓄電池連接至反應池(1)的用電箱。
10.根據權利要求1所述的利用菌篩過濾技術的智能光伏一體化污水處理系統，其特征在于：所述缺氧區(12)內安裝有用于減小溶氧的脈沖氣循攪拌器(121)。
發明內容
為了在保障污水處理效果的基礎上，降低污水處理的成本，本申請提供一種利用菌篩過濾技術的智能光伏一體化污水處理系統。
本申請提供的一種利用菌篩過濾技術的智能光伏一體化污水處理系統采用如下的技術方案：一種利用菌篩過濾技術的智能光伏一體化污水處理系統，包括反應池，所述反應池內依次設置有調節池、缺氧區、好氧區和菌篩過濾區，所述菌篩過濾區內設置有菌篩過濾裝置，所述菌篩過濾裝置包括豎直設置的若干過濾單元，各所述過濾單元均包括矩形框架、安裝在所述矩形框架兩側的支撐網以及包覆在支撐網外側的濾層載體，兩個所述支撐網之間形成中空結構，污水內的懸浮物質或膠體經濾層載體截留形成附著在所述濾層載體上的濾餅層，所述支撐網為塑料孔網或者不銹鋼網，所述濾層載體使用尼龍布，所述矩形框架上安裝有出水管。
通過采用上述技術方案，污水依次經過調節區、缺氧區、好氧區的處理后進入菌篩過濾區，污泥中的懸浮顆粒（污泥絮體等）或者膠體在濾層載體的表面沉積形成濾餅層，使得懸浮顆粒或膠體中具有生物降解功能的微生物在濾層載體上附著并生長繁殖，污水處理后老化的微生物會從濾層載體上脫落，而活性的微生物會重新附著在濾層載體上，實現了一個穩固的降解循環。這層濾餅層增加了污染物的截留性能，使得過濾單元的過濾出水水質可與微濾/超濾膜相當，采用了一種新的菌篩過濾技術與活性污泥法的優點的結合，保障了本申請的菌篩過濾裝置具有同MBR生物反應器相當的污水處理效果。由于濾層載體使用尼龍布，在支撐材料上增加塑料或者不銹鋼材質的支撐網，濾層載體以及支撐網的價格低廉，不易造成濾層載體堵塞，減少濾層載體的污染，尼龍布具有出色的拉伸強度和耐磨性,能夠承受較大的重量和摩擦，在進行物理沖洗或者化學清洗時不易損壞，可重復使用率更高，使得污水處理的成本的大大降低。塑料或者不銹鋼材質的支撐網也增強了支撐材料對濾層載體的承載力。
優選的，所述尼龍布的密度為130目~150目。
通過采用上述技術方案，濾層載體425的密度直接影響通量，尼龍布的密度選擇130目~150目，較于無紡布、滌綸布來說，選用130目~150目的尼龍布作為濾層載體425，其網孔較大，形成菌篩過濾層的速度較快，增加了通量，在穩定通量下運行的周期更長，提高了污水處理效率。
優選的，所述反應池內集成有處理監控系統，所述處理監控系統包括PLC控制單元和監控模塊；所述監控模塊包括液位計，所述液位計連接至PLC控制單元，所述裝置主體的頂部形成有進水口，所述液位計控制所述菌篩過濾區的水位高于所述進水口頂部250~350mm。
通過采用上述技術方案，菌篩過濾區的水位高于進水口頂部250~350mm，以利用污水通入時的重力作為動力產生負壓，驅動污水經過濾餅層以及濾層載體的過濾進入兩側支撐網中間的中空結構以實現過濾，省去了抽吸泵，更加節省能耗。
優選的，所述矩形框架使用空心管圍合而成，所述出水管設置在所述矩形框架的頂部，所述矩形框架的兩側以及頂部的內壁上開設有連通至所述出水管的出水口，所述出水管連接至產水池，所述出水管的高度高于所述產水池以實現重力產水。
通過采用上述技術方案，經過濾餅層和濾層載體過濾后的水，進入兩個支撐網之間的中空結構，隨著過濾水的逐漸流入，將過濾水逐漸擠壓入矩形框架的出水口內，并逐漸從出水管流出；從出水管流出的水流入產水池，出水管和產水池設計為具有一定的勢位差，過濾水可以在重力作用下直接流入產水池，更加節省能耗。
優選的，過濾后的水根據出水水質返回至調節區或者輸送至產水池，所述監控模塊還包括安裝在所述出水管的末端的用于檢測出水水質的濁度儀，所述濁度儀的下游還依次設置有控制水流流向的電動閥和三通閥，所述電動閥和所述三通閥分別連接至PLC控制單元。
通過采用上述技術方案，濁度儀用于檢測過濾水的出水情況，當濁度儀檢測到出水水質滿足預設標準時，過濾水被送入產水池進行收集；當濁度儀檢測到出水水質不滿足預設標準時，過濾水則被返回至調節區進行二次處理，保障了出水水質。
優選的，所述菌篩過濾裝置還包括裝置主體、安裝在所述過濾單元下方的導流斜板以及安裝在所述導流斜板兩側的外導流板，若干所述過濾單元安裝在所述裝置主體的長方體框架內，所述導流斜板的下方設置有第一曝氣口，所述外導流板與所述導流斜板之間安裝有第二曝氣口，所述第一曝氣口與所述第二曝氣口均連接至氣泵，并分別通過第一電磁閥和第二電磁閥控制通斷。
通過采用上述技術方案，由于130目~150目的尼龍布的網孔較大，雖然使得通量增加，這也會導致懸浮顆粒（污泥絮體等）或者膠體在濾層載體425上的附著力不強，導致污泥中的部分活性微生物掉落，通過設置導流斜板和外導流板，當啟動氣泵并向第一曝氣口通入壓縮空氣時，掉落至導流斜板上的活性微生物被擾動震落，之后調節電磁閥使得向第二曝氣口通入壓縮空氣，震落的活性微生物順著裝置主體側板與外導流板之間的回水空間返回至進水口內，使得這些掉落的活性微生物實現二次附著，減少了活性微生物的浪費。
優選的，所述導流斜板為呈夾角搭接的三角板，所述導流斜板沿所述裝置主體的長度方向間隔設置有多個，且沿所述裝置主體的高度方向設置有多組，相鄰兩組所述導流斜板錯位設置。
通過采用上述技術方案，可以減小相鄰兩個導流斜板之間的縫隙，增大對沉淀微生物的承接面積，便于承接更多的沉淀微生物。
優選的，各所述過濾單元的底部一一對應設置有反沖洗管，所述反沖洗管與所述氣泵連接并通過反沖洗電磁閥控制，各所述反沖洗管的頂部開設有若干反沖洗口，所述矩形框架的底部開設有貫通的進氣口。
通過采用上述技術方案，當菌篩過濾層運行到一定周期后，需要對各個過濾單元的濾層載體進行反沖洗，此時，啟動反沖洗電磁閥，壓縮氣體通入反沖洗管，并通過反沖洗口和進氣口通入到兩個支撐網中間的中空結構中，并在壓差作用下向兩側噴出，壓縮氣體向兩側噴出的過程中將濾層載體上的污染物震落，達到反沖洗的效果。
優選的，還包括供電系統，所述供電系統包括安裝在所述反應池屋頂的若干光伏板以及蓄電池，所述蓄電池連接至反應池的用電箱。
通過采用上述技術方案，利用光伏板吸收的太陽能轉換為用于為整個系統的運行功能的電能，更加節省能耗，體現了綠色環保的理念。
優選的，所述缺氧區內安裝有用于減小溶氧的脈沖氣循攪拌器。
通過采用上述技術方案，在缺氧區使用脈沖氣循攪拌器，既能減小溶氧又節能降耗，提高了缺氧區的處理效果。
綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術效果：本申請將菌篩過濾層污水處理技術結合到A/O工藝或者A2O工藝中，通過將濾層載體包覆在支撐網的外部，兩側濾層載體中間形成中空結構，污泥中的懸浮顆粒或膠體附著在濾層載體上形成濾餅層，其過濾效果于超濾/微濾相當，具有較好的出水水質，同時濾層載體使用較為低廉的尼龍布，不易造成濾層載體堵塞，支撐網使用塑料孔網或者不銹鋼網，清洗時既可以選用物理清洗也可以選用化學清洗，清洗簡單，維護成本較低；通過將菌篩過濾區的出水水頭設置在距離進水口頂部250~350mm的距離，以利用污水通入時的重力作為污水穿過濾層載體進行過濾時的動力，更加節省能耗；通過導流斜板以及外導流板的設置，便于對沉淀到底部的活性微生物進行收集，并在通入的壓縮空氣的作用下，驅動沉淀的活性微生物從導流斜板上震落，并沿外導流板于裝置主體側板之間的回水空間回流至裝置主體內部，實現二次附著，減少了活性微生物的浪費。
（發明人：唐陸合;楊毅明;王占久;趙云生;牛艷艷;董興隆;馮辛）
