一种污水处理装置及方法.pdf

本发明涉及一种污水处理装置和污水处理方法，所述污水处理装置包括生化系统和膜过滤系统，两者之间通过相应通道自上游到下游相互连通；所述生化系统包括缺氧池和好氧池，两者相互串联，形成AO池，所述AO池设置至少一列；所述膜过滤系统包括膜池和MBR膜生物反应器，所述MBR膜生物反应器至少设置一个，放置于同一个所述膜池中，或者分别置于多个所述膜池中。本发明中，AO池和膜池串联连接，经厌氧/缺氧、好氧处理过的污水进一步经MBR膜生物反应器中的MBR膜进行处理，可对污水进行比较彻底的处理。

1.  一种污水处理装置，其特征在于，包括生化系统和膜过滤系统，两者之间通过相应通道自上游到下游相互连通；
所述生化系统包括缺氧池和好氧池，两者相互串联，形成AO池，所述AO池设置至少一列；
所述膜过滤系统包括膜池和MBR膜生物反应器，所述MBR膜生物反应器至少设置一个，放置于同一个所述膜池中，或者分别置于多个所述膜池中。

2.  根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，在所述生化系统和膜过滤系统之间设置有回流通道，包括第一回流通道和第二回流通道，所述第一回流通道连接所述膜池和好氧池，所述第二回流通道连接所述膜池和缺氧池。

3.  根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，包括鼓风机，所述鼓风机通过输气管分别与所述膜池和好氧池相连接。

4.  根据权利要求3所述的污水处理装置，其特征在于，所述输气管包括第一输气管和第二输气管；所述鼓风机通过第一输气管和第二输气管分别与所述膜池下端和好氧池下端相连接。

5.  根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，清水池、反渗透系统和回用水池，依次连接在所述膜池的下游侧，所述清水池与所述MBR膜生物反应器的内腔相连通。

6.  根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，还包括阀门组，该阀门组的数量与所述AO池的列数相对应，所述阀门组包括缺氧池入口阀门和好氧池出口阀门。

7.  根据权利要求1-6任一项所述的污水处理装置，其特征在于，所述MBR膜生物反应器中的膜为中空纤维帘式超滤膜。

8.  一种污水处理方法，其特征在于，首先用活性污泥法对污水在缺氧池、好氧池进行厌氧/缺氧、好氧处理，所述缺氧池的DO不大于0.2mg/L，好氧池的DO等于2-4mg/L；然后在膜池中经MBR膜生物反应器进行过滤处理，所述MBR膜生物反应器所用MBR膜为中空纤维帘 式超滤膜。

9.  根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，在所述膜池和缺氧池、好氧池之间设置有回流通道，所述膜池内被MBR膜截流下的液体经所述回流通道回流到所述缺氧池和好氧池。

10.  根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，向所述膜池和好氧池靠近底部的位置吹入空气，所述膜池内的空气可使得所述MBR膜生物反应器发生振动。

一种污水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术，更具体地涉及一种污水处理装置和污水处理方法。
背景技术
水资源问题是当今社会的重大问题，它严重影响着环境，制约着经济和社会的可持续发展。尤其在现阶段，工矿企业大量的污水外排，需要我们采用有效的办法来进行处理。
现有的污水处理工艺主要有生化工艺和物化工艺，所述生化工艺装置主要采用AO池等进行处理，处理效果不是很理想；并且，由于各地相关企业的污水外排情况会发生季节性变化，并且需要经常对系统进行维护更换。现有的AO池污水处理装置，由于结构设计以及功能上不够完善，存在处理速度较慢，对有机物的分解不够充分，对污水的处理不够彻底的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种污水处理装置，以解决现有技术中存在的相关技术问题。
根据本发明的第一方面，提供一种污水处理装置，其特征在于，包括生化系统和膜过滤系统，两者之间通过相应通道自上游到下游相互连通；
所述生化系统包括缺氧池和好氧池，两者相互串联，形成AO池，所述AO池设置至少一列；
所述膜过滤系统包括膜池和MBR膜生物反应器，所述MBR膜生物反应器至少设置一个，放置于同一个所述膜池中，或者分别置于多个所述膜池中。
优选地，在所述生化系统和膜过滤系统之间设置有回流通道，包括 第一回流通道和第二回流通道，所述第一回流通道连接所述膜池和好氧池，所述第二回流通道连接所述膜池和缺氧池。
优选地，包括鼓风机，所述鼓风机通过输气管分别与所述膜池和好氧池相连接。
优选地，所述输气管包括第一输气管和第二输气管；所述鼓风机通过第一输气管和第二输气管分别与所述膜池下端和好氧池下端相连接。
优选地，清水池、反渗透系统和回用水池，依次连接在所述膜池的下游侧，所述清水池与所述MBR膜生物反应器的内腔相连通。
优选地，还包括阀门组，该阀门组的数量与所述AO池的列数相对应，所述阀门组包括缺氧池入口阀门和好氧池出口阀门。
优选地，所述MBR膜生物反应器中的膜为中空纤维帘式超滤膜。
根据本发明的第二方面，提供一种污水处理方法，其特征在于，首先用活性污泥法对污水在缺氧池、好氧池进行厌氧/缺氧、好氧处理，所述缺氧池的DO不大于0.2mg/L，好氧池的DO等于2-4mg/L；然后在膜池中经MBR膜生物反应器进行过滤处理，所述MBR膜生物反应器所用MBR膜为中空纤维帘式超滤膜。
优选地，在所述膜池和缺氧池、好氧池之间设置有回流通道，所述膜池内被MBR膜截流下的液体经所述回流通道回流到所述缺氧池和好氧池。
优选地，向所述膜池和好氧池靠近底部的位置吹入空气，所述膜池内的空气可使得所述MBR膜生物反应器发生振动。发明
本发明中，AO池和膜池串联连接，经厌氧/缺氧、好氧处理过的污水进一步经MBR膜生物反应器中的MBR膜进行处理，可对污水进行比较彻底的处理。尤其在膜池和缺氧池、好氧池之间设置回流通道，所述膜池内的污水中的硝化液回流至所述缺氧池的过程中，所述缺氧池入口处溶解氧浓度较高，随着水流趋势和生化反应进行，溶解氧被消耗殆尽，逐次进入缺氧和厌氧模式。因此，所述缺氧池是利用水体溶解氧随水流形成的、递减的溶解氧梯度，造成缺氧和厌氧共存的模式，非常有利于对污水的处理。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1为本发明的污水处理装置整体结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
为了便于说明，本申请中，沿着污水的的流动方向，污水流动所朝向的一侧定义为“下游”，与污水流动方向相反的一侧定义为“上游”。
如图1所示，一种污水处理装置，包括生化系统1、膜过滤系统2、清水池3、反渗透系统4和回用水池5。所述生化系统1、膜过滤系统2、清水池3、反渗透系统4和回用水池5自上游到下游通过相应通道依次相连通。
所述生化系统1包括缺氧池11(简称A池)和好氧池12(简称O池)，缺氧池11设置于所述好氧池12的上游侧，两者形成AO池，均采用生物挂膜的方式，且所述AO池至少设置1列(图1中设置了2列)。
所述膜过滤系统2包括MBR膜生物反应器21和膜池22，所述MBR膜生物反应器21的外表面设置有MBR膜。所述MBR膜生物反应器21置于所述膜池22中，并且所述MBR膜生物反应器21的底部位于所述膜池22的底部上方一定距离处。所述MBR膜生物反应器21所用MBR膜优选为中空纤维帘式超滤膜，该膜的分离孔直径为0.075um，具有超高的膜强度、超强抗氧化性、高精度大通量和永久亲水性等优点，能够截流住活性污泥以及绝大多数的悬浮物。所述MBR膜生物反应器21至少设置一列，可放置于同一个所述膜池22中(如图1所示)，也可分别置于多个所述膜池22中。优选的，所述生化系统1设置2列AO池，膜过滤系统2设置2-6列MBR膜生物反应器21，所述2列AO池并行连接至膜过滤系统2。
在所述生化系统1和膜过滤系统2之间设置回流通道7，回流通道7包括第一回流通道71和第二回流通道72，所述第一回流通道71连接所述膜池22和好氧池12，所述第二回流通道72连接所述膜池22和缺氧池11，所述第一回流通道71和第二回流通道72通过设置污泥回流泵来实现污泥回流。
优选的，本申请中的污水处理装置还设置有鼓风机6，并在所述鼓风机6和所述膜池22以及好氧池12之间设置输气管8，所述输气管8包括第一输气管81和第二输气管82；所述鼓风机6通过第一输气管81设置于所述膜池22的底部，第一输气管81的出气口设置于所述MBR膜生物反应器21的下方，可实现对所述MBR膜生物反应器21上的MBR膜211进行一定强度的曝气，不断对所述MBR膜进行抖动，从而防止污水中的活性污泥附着在所述MBR膜的表面对膜造成污染和堵塞，同时又可增加污水中氧的含量并使污水内部产生紊流，加大生化反应的速度。所述第二输气管82连接至所述好氧池12靠近下端的位置，从而实现对好氧池12的曝气作用，输入的空气可实现自底部往上部的充分扩散。
在本装置的相应通道上设置阀门组，所述阀门组的数量根据AO池的列数确定。在一个实施例中，包括第一阀门组111和第二阀门组112，分别控制所述两列AO池。所述第一阀门组111包括第一缺氧池入口阀门1111和第一好氧池出口阀门1112，所述第二阀门组112包括第二缺氧池入口阀门1121和第二好氧池出口阀门1122，分别用于控制对应列的AO池，实现两列AO池的并列运行或者独立运行的控制，以方便检修工作的进行。根据污水量和处理标准的要求，可以选择投入使用的所述AO池和MBR膜生物反应器21的列数及两者之间的运行搭配方式。
具体应用时，从上游水源10来的污水经水泵提升送入所述生化系统1中，所述缺氧池11的DO不大于0.2mg/L，好氧池12的DO等于2-4mg/L。在所述缺氧池11中，异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4⁺)。所述膜池22内的污水中的硝化液回流至所述缺氧池 11的过程中，所述缺氧池11入口处溶解氧浓度较高，随着水流趋势和生化反应进行，溶解氧被消耗殆尽，逐次进入缺氧和厌氧模式。因此，所述缺氧池11是利用水体溶解氧随水流形成的、递减的溶解氧梯度，造成缺氧和厌氧共存的模式。
然后，这些经缺氧水解的产物进入所述好氧池12进行好氧处理，在此阶段，所述鼓风机6通过第二输气管82不断在所述好氧池12的下端进行曝气，搅动液体，使池内液体与空气充分接触，从而完成充氧过程。在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将(NH3、NH4⁺)氧化为NO3^-，从而提高污水的可生化性，提高氧的效率。
经过硝化作用处理的污水通过所述好氧池12后，进入所述膜过滤系统2。污水进入所述膜池22中，在此阶段，为了使得所述MBR膜能够长期稳定的使用，在所述MBR膜生物反应器21的下方进行曝气，不断对所述MBR膜进行抖动，既起到为所述生物氧化反应充氧的作用，又可防止活性污泥附着在所述MBR膜的表面。清水成份经过所述MBR膜后进入所述MBR膜生物反应器的内部，并通过其上设置的管道进入所述清水池3，活性污泥和大分子有机物等被截留在所述膜池22中，经过所述第一回流通道71和第二回流通道72分别回流至所述好氧池12和缺氧池11，进行循环处理。进入好氧池12的回流液在自养菌的作用下，继续进行硝化作用；进入缺氧池11的回流液，在缺氧条件下，未水解完全的有机物分子会继续进行水解，同时，异氧菌的反硝化作用将回流液中的NO3^-还原为分子态氮(N₂)完成C、N、O在生态系统中的循环，实现污水无害化处理。
经过所述清水池3出来的污水进入所述反渗透系统4进行脱盐，然后进入所述回用水池5，从而完成了对整个污水处理的流程。所述回用水池5中的水，可通过水泵提升进行再次利用。
本申请中的污水处理装置可根据污水量和处理标准的要求，选择投入使用的所述AO池和MBR膜生物反应器21的列数及两者之间的运行搭配方式。所述膜池22中的硝化液分别回流至所述缺氧池11和好氧池12，使得污水处理过程中的生化反应反复循环进行，增加了反应的速度以及生化反应的彻底性。同时对所述膜池22和所述好氧池12进行曝气： 在所述MBR膜生物反应器21的底部对所述MBR膜211进行曝气抖动，防止了污水中的活性污泥对所述MBR膜211的附着堵塞；在所述好氧池12的底部进行曝气，增加了所述好氧池12的溶氧量，加快了反应的进程。
经过本申请中的污水处理装置后，对污水的处理取得了显著的效果，具体如下表所示。

应当说明的是，在本申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。