一种中水处理装置的制作方法

本实用新型涉及环保处理设备技术领域，尤其涉及一种中水处理装置。

背景技术：

中水主要是指城市工业污水、生活污水或雨水经过处理后达到一定的水质标准和可在一定范围内重复使用的水，其水质介于上水(给水)与下水(排水)之间。中水回用就是把生活污水(或城市污水)或工业废水经过深度技术处理，去除各种杂质，去除污染水体的有毒、有害物质及某些重金属离子，进而消毒灭菌，其水体无色、无味、水质清澈透明，且达到或好于国家规定的杂用水标准(或相关规定)，广泛应用于企业生产或居民生活。生活污水和石化污水都是高含油脂、高含有机物和其他杂质的废水，对这类废水的处理对于中水回用具有重要意义。

例如，公开号为CN205892990U的中国专利公开一种中水处理装置。包括蓄水池，蓄水池内自上而下依次设置生物纤维层、生物炭层及膜分离层，蓄水池顶壁设置有若干个喷淋式进水管的喷头，喷淋式进水管的入水端与设置于蓄水池上方的入水管连接；生物纤维层上表面设置环形的穿孔曝气器，穿孔曝气器围绕在生物纤维层的周围，穿孔曝气器的一端连接供气管。本实用新型在同一装置内完成对中水的生物吸附及氧化、生物絮凝等生化作用和吸附、过滤等物化作用，以及膜分离作用，处理效率高，成本低；由于复合滤料的高效预处理，使进入膜分离区的水质大大改善，降低了膜污染程度，膜清洗周期长，从而延长了膜的使用寿命；安装方便，易于操作管理，便于后期改扩建。

上述专利提供装置的在很大程度上不能解决高含油脂和有机物废水的处理的技术问题，或者不适应于高含油脂和有机物废水的处理。

技术实现要素：

针对现有技术之不足，本发明提供了一种中水处理装置。所述装置包括预处理单元、高效氧化单元、生化处理单元和膜深度浓缩单元；所述预处理单元包括序批式沉淀池和破乳器；所述高效氧化单元包括臭氧接触池；所述生化处理单元包括曝气生物滤池和移动床生物膜反应器；所述膜深度浓缩单元包括超滤过滤池和反渗透过滤池；其中，所述序批式沉淀池通过所述破乳器与所述臭氧接触池连接，所述臭氧接触池通过所述曝气生物滤池与所述移动床生物膜反应器连接，所述移动床生物膜反应器通过所述超滤过滤池与所述反渗透过滤池连接，以使得所述预处理单元、所述高效氧化单元、所述生化处理单元和所述膜深度浓缩单元依次串联连接。

根据一种优选的实施方式，所述移动床生物膜反应器包括内罐体、外罐体和顶盖；所述顶盖通过隔板与所述内罐体和所述外罐体连接；其中，固定于所述隔板的所述内罐体内置有若干浮动填料；所述内罐体通过内置有第一定时阀门的第一排水口与所述外罐体连接；所述内罐体设置有与臭氧发生器和/或制氧器连接的进气口；所述外罐体设置有第一真空排气口；所述内罐体设置有与所述曝气生物滤池连接的第一进水口；所述外罐体设置有与所述超滤过滤池连接的第二排水口。

根据一种优选的实施方式，所述顶盖以固定的方式连接有用于驱动旋流器的电机；旋流叶片上具有若干微孔的所述旋流器通过轴承和密封结构与所述隔板连接

根据一种优选的实施方式，所述破乳器包括高压电源和破乳器主体；其中，破乳器主体包括筒体和位于所述筒体内部的电极；所述电极固定在圆体内壁上；所述高压电源通过电缆和高压电接入口与所述电极连接。

根据一种优选的实施方式，所述序批式沉淀池与所述破乳器之间设置有高密池；所述高密池包括混凝池、絮凝池和澄清池，所述混凝池、所述絮凝池和所述澄清池依次串联连接；其中，所述混凝池与所述序批式沉淀池通过第二定时阀门连接；所述澄清池与所述破乳器通过第三定时阀门连接。

根据一种优选的实施方式，所述破乳器和所述臭氧接触池之间设置有砂滤池；所述砂滤池设置有进水箱和出水箱，所述砂滤池的底部设置有若干凹坑的混凝土层和覆盖于所述混凝土层上的砂床；其中，所述进水箱通过进水管路组件与所述凹坑连接；所述进水管路组件包括进水阀和进水管；所述出水箱通过出水阀与所述砂床连接。

根据一种优选的实施方式，所述移动床生物膜反应器和所述超滤过滤池之间设置有第一保安过滤器；所述超滤过滤池和所述反渗透过滤池之间设置有第二保安过滤器。

根据一种优选的实施方式，所述臭氧接触池包括反应池和脱气池；所述反应池与所述脱气池之间设置隔板；其中，所述反应池设置有与所述臭氧发生器连接的微孔曝气盘；所述反应池设置有与所述砂滤池连接的第二进水口；所述脱气池设置有与所述曝气生物滤池连接的第三排水口；所述脱气池设置有第二真空排气口。

根据一种优选的实施方式，所述臭氧发生器与冷却系统通过循环管路双向连接；所述臭氧发生器与所述制氧器通过氧气输送管道连接；所述臭氧发生器与所述曝气生物滤池连接。

根据一种优选的实施方式，所述脱气池和/或所述移动床生物膜反应器通过臭氧破坏机与所述制氧器连接。

本实用新型提供的一种中水处理装置，至少具有如下优势：

(1)设置臭氧接触池、曝气生物滤池和移动床生物膜反应器对废水中的有机物进行去除，去除后的有机物含量(COD)小于50mg/L，满足GB18918-2002一级A标准；

(2)设置破乳器，在高强度电场的作用下，对原液进行破乳，并在砂滤池中对破乳后的液体去除大分子油滴，防止油滴对后续装置的污染，尤其是对生物膜的污染；

(3)膜深度浓缩单元除去了水中绝大部分可溶性盐分、胶体、有机物及微生物，产水电导率小于60μs/cm，产水完全可以满足中水回用的要求。

附图说明

图1是本实用新型提供的中水处理装置的一种逻辑模块示意图；

图2是本实用新型提供的中水处理装置的一种优选的逻辑模块示意图；

图3是本实用新型提供的中水处理装置的单元逻辑模块示意图；和

图4是本实用新型提供的中水处理装置的移动床生物膜反应器的一种优选的结构示意图。

附图标记列表

1：预处理单元 41：超滤过滤池

2：高效氧化单元 42：第二保安过滤器

3：生化处理单元 43：反渗透过滤池

4：膜深度浓缩单元 331：内罐体

10：序批式沉淀池 332：外罐体

11：高密池 333：浮动填料

12：破乳器 334：第一进水口

13：砂滤池 335：顶盖

20：制氧器 336：电机

21：冷却系统 337：进气口

22：臭氧发生器 338：第一真空排气口

23：臭氧接触池 339：第二排水口

24：臭氧破坏机 3310：第一排水口

32：曝气生物滤池 3311：旋流器

33：移动床生物膜反应器 3312：隔板

40：第一保安过滤器 3313：第一定时阀门

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”和仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”和的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“内侧”、“内部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，术语“以可拆卸的方式”是粘接、键连接、螺纹连接、销连接、卡接、铰接、间隙配合或过渡配合中的一种。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种中水处理装置。如图3所示，该装置包括预处理单元1、高效氧化单元2、生化处理单元3和膜深度浓缩单元4。预处理单元包括序批式沉淀池10和破乳器12。高效氧化单元2包括臭氧接触池23。生化处理单元3包括曝气生物滤池32和移动床生物膜反应器33。膜深度浓缩单元4包括超滤过滤池41和反渗透过滤池43。

如图2所示，序批式沉淀池10通过破乳器12与臭氧接触池23连接。臭氧接触池23通过曝气生物滤池32与移动床生物膜反应器33连接。移动床生物膜反应器33通过超滤过滤池41与反渗透过滤池43连接。以使得预处理单元1、高效氧化单元2、生化处理单元3和膜深度浓缩单元4依次串联连接。

序批式沉淀池10包括至少一个沉淀池和沉后清水池。沉淀池和所述沉后清水池串联连接。具体地，序批式沉淀池10包括一个沉淀池和沉后清水池。又如，序批式沉淀池10包括两个沉淀池，两个沉淀池以并联的形式连接，三个沉淀池中的上清液排入沉后清水池。序批式沉淀池10还可以包括三个及更多个沉淀池。

曝气生物滤池32包括内置于池内的以鹅卵石和火山岩熔陶粒为主的填料，膜材质为ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)的单孔膜曝气器及与单孔膜曝气器连接的曝气风机(型号为4LG630-OAH75-8)。

超滤过滤池41内置有至少一个超滤膜组元件。具体地，超滤过滤池41内置有一个超滤膜组元件。超滤过滤池41还可以内置2个，3个甚至多个超滤膜组元件。超滤膜组元件能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿(原子质量单位)、粒径大于10纳米的颗粒。

反渗透过滤池43可以包括中压反渗透过滤池、高压反渗透过滤池和超高压反渗透过滤池中的一个或多个。例如，具体地，中压反渗透过滤池与超滤过滤池41连接。中压反渗透过滤池通过高压泵(输出压力3.5Mpa—4.5Mpa)与高压反渗透过滤池连接。高压反渗透过滤池21通过超高压泵(输出压力大于4.5Mpa—6Mpa)与超高压反渗透过滤池22连接。中压反渗透过滤池20内置特种浓缩抗污染中压膜元件(GTR3-8040F-65，流道宽度65mil)。高压反渗透过滤池21内置特种浓缩抗污染高压膜元件(GTR4-8040F-65，流道宽度65mil)。超高压反渗透过滤池22内置超高压DTR0叠管式膜元件7W101500(流道宽度6mm)。

优选的，如图4所示，移动床生物膜反应器33包括内罐体331、外罐体332和顶盖335。顶盖335通过隔板3312与内罐体331和外罐体332连接。其中，固定于隔板3312的内罐体331内置有若干浮动填料333。具体地，内罐体331以焊接的形式固定于隔板3312。浮动填料333可以是组合填料、立体弹性填料、多孔悬浮球填料和活性生物填料中的一种或几种。具体地，浮动填料333是立体空心填料为好氧生物载体，填料为中空结构，正常运行进，填料悬浮在水中。填料内部生长厌氧菌，产生反硝化作用可以脱氮。外部生长好氧菌，去除有机物，整个处理过程中同时存在硝化与反硝化过程。能够有效脱除有机物和氨氮。

内罐体331通过内置有第一定时阀门3313的第一排水口3310与外罐体332连接。内罐体331设置有与臭氧发生器22和/或制氧器20连接的进气口337。外罐体332设置有第一真空排气口338。内罐体331设置有与曝气生物滤池32连接的第一进水口334。外罐体332设置有与超滤过滤池41连接的第二排水口339。外罐体332设置有与真空泵连接的真空管。

臭氧发生器22是利用高压电离(或化学、光化学反应)，使空气中的部分氧气分解聚合为臭氧，是氧的同素异形转变过程，亦可利用电解水法获得。臭氧发生器可以高压放电式、紫外线照射式和电解式。例如，臭氧发生器采用型号为NLO-0.5K。

优选的，顶盖335以固定的方式连接有用于驱动旋流器3311的电机336。旋流叶片上具有若干微孔的旋流器3311通过轴承和密封结构与隔板3312连接。具体地，电机336通过螺柱连接在顶盖335内侧。轴承为滚动轴承。密封结构采用填料密封、干气密封和活塞环密中的一种。

优选的，破乳器12包括高压电源和破乳器主体。其中，破乳器主体包括筒体、位于筒体两端的法兰和位于筒体内部的电极。电极固定在圆体内壁上。高压电源通过电缆和高压电接入口与电极连接。

优选的，如图2所示，序批式沉淀池10与破乳器12之间设置有高密池11。高密池11包括混凝池、絮凝池和澄清池。混凝池、絮凝池和澄清池依次串联连接。其中，混凝池与序批式沉淀池10通过第二定时阀门连接。澄清池与破乳器12通过第三定时阀门连接。

优选地，第一定时阀门3313、第二定时阀门和第三定时阀门可以采用定时电磁阀门、定时机械阀门和定时电子阀门中的一种。具体地，第一定时阀门3313、第二定时阀门和第三定时阀门可以采用定时电磁阀门。

优选的，如图2所示，破乳器12和臭氧接触池23之间设置有砂滤池13。砂滤池13设置有进水箱和出水箱，砂滤池13的底部设置有若干凹坑的混凝土层和覆盖于混凝土层上的砂床。其中，进水箱通过进水管路组件与凹坑连接。进水管路组件包括进水阀和进水管。出水箱通过出水阀与砂床连接。

优选的，如图2所示，移动床生物膜反应器33和超滤过滤池41之间设置有第一保安过滤器40。超滤过滤池41和反渗透过滤池43之间设置有第二保安过滤器42。具体地，第一保安过滤器40和第二保安过滤器42均采用蜂房滤芯。

优选的，臭氧接触池23包括反应池和脱气池。反应池与脱气池之间设置隔板。其中，反应池设置有与臭氧发生器22连接的微孔曝气盘；反应池设置有与砂滤池13连接的第二进水口。脱气池设置有与曝气生物滤池32连接的第三排水口。脱气池设置有第二真空排气口。反应池中的接触氧化室有臭氧散气孔结构的臭氧输送管道，臭氧能够以喷射的形式进入接触氧化室，臭氧与有机物充分接触并反应。臭氧与有机物以三种不同的方式反应：一是普通化学反应；二是生成过氧化物；三是发生臭氧分解或生成臭氧化物。如有害物质二甲苯与臭氧反应后，生成无毒的水及二氧化碳。所谓臭氧分解是指臭氧在与极性有机化合物的反应，是在有机化合物原来的双键的位置上发生反应，把其分子分裂。由于臭氧的氧化力极强，不但可以杀菌，而且还可以除去水中的色味等有机物。脱气池设置有与真空泵连接的脱气管。

优选的，如图2所示，臭氧发生器22与冷却系统21通过循环管路双向连接。臭氧发生器22与制氧器20通过氧气输送管道连接。臭氧发生器22与曝气生物滤池32连接。冷却系统21可以采用板式换热器和列管式换热器中的一种。具体地，冷却系统21采用板式换热器，冷却介质采用水。制氧器20原理是利用空气分离技术。首先将空气以高密度压缩再利用空气中各成分的冷凝点的不同使之在一定的温度下进行气液分离，再进一步精馏而得。例如，制氧器20采用型号系列为CAPO的制氧器，具体地，制氧器20型号为CAPO-5。

优选的，如图2所示，脱气池和/或移动床生物膜反应器33通过臭氧破坏机与制氧器20连接。臭氧破坏机采用加热催化的方式将臭氧分解。臭氧破坏机设有预热区和催化反应区，预热区与催化反应区之间设有除雾装置。预热区包括加热元件，将臭氧尾气的温度加热至15～20摄氏度。加热后的臭氧进入催化反应区，在催化反应下，臭氧被破坏。除雾装置用于排除臭氧中的水分。

工作原理：高含油和高含有机物的废水由原水泵泵入序批式沉淀池10中的沉淀池，在沉淀池自然沉降后，去除部分固体颗粒，上清液排入沉后清水池。沉后清水池通过第一定时阀门将静置后的废水排入高密池11中。经过高密池11混凝、絮凝和澄清后的液体，去除小部分有机物、大部分胶体和大部分悬浮物的作用经第三定时阀门排入破乳器12。破乳器12中存在高强度的电场，使得废液在高强度的电场作用下破乳，使分散相小液珠聚集成团，形成大分子。破乳后的液体排入砂滤池13中，砂滤池13中，去除破乳器12中形成的大分子、小部分悬浮物和小部分胶体等。经过预处理单元处理的液体排入臭氧接触池23，臭氧接触池23去除部分有机物。去除部分后有机物的液体排入曝气生物滤池32，曝气生物滤池32中含有好氧菌，经过曝气生物滤池32的处理，有机物含量大幅降低、氨氮含量大幅降低。曝气生物滤池32,处理后的液体排入移动床生物膜反应器33，由于移动床生物膜反应器33中含有旋流器3311和浮动填料333，生物膜与液体中的有机物充分接触，加快生物菌种的繁殖能力使，得硝化和反硝化程度更高，有机物含量和氨氮含量进一步大幅降低，满足膜深度浓缩单元的标准。移动床生物膜反应器33处理后的液体经过第一保安滤器40排入超滤过滤池中，过滤掉微小杂质后，经第二保安滤器42排入反渗透过滤池43，经过反渗透过滤池43的产水达到中水回用标准，浓水可以作为后续提盐的原料排入下一步提盐系统。经过上述处理后水的水质达到GB18918-2002一级A标准。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。