猪场用MBR膜污水处理系统及使用方法与流程

猪场用mbr膜污水处理系统及使用方法
技术领域
1.本发明涉及规模化猪场污水处理的技术领域，特别是涉及猪场用mbr膜污水处理系统及使用方法。


背景技术：

2.规模化猪场的污水处理问题是关系到猪场持续发展的重要组成部分。目前规模化猪场污水处理采用以活性污泥工艺为主，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围，进而限制了生化反应速率。水力停留时间(hrt)与污泥龄(srt)相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。污水处理系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的25％～40％。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化的问题。
3.固液分离型膜+生物反应器(mbr膜工艺)是在水处理领域中研究得最为广泛深入的一类膜生物反应器，是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。mbr膜工艺在污水处理领域已经开始被广泛应用，特别适用于提标改造，但是该工艺也存在一些缺点，一是膜组件造价高，膜生物反应器的基建投资高；二是mbr膜孔径较小，膜易堵，需要水洗和药洗，必要的时候还需要人工离线清洗，需要有一定技术基础的人来维护。三是mbr工艺的能耗高，需要投加药剂来清洗膜组件，膜组件运行需要自吸泵、反洗泵、加药泵等，增加了用电功率，整体上导致了运行费用比传统工艺要高。四是更换费用高，mbr膜一般需要2—3年更换一次，更换费用较高。
4.从以上可以看出，解决mbr易堵塞问题，减少膜组件的清洗，延长膜的寿命成为制约mbr膜工艺在污水处理中应用的关键技术环节。为此，针对以上问题，提供一种猪场用mbr膜污水处理系统尤为迫切。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供猪场用mbr膜污水处理系统。
6.根据本发明的一个方面，提供了猪场用mbr膜污水处理系统，包括环形mbr膜装置、抽吸组件、缺氧池、产水池和膜架，环形mbr膜装置包括mbr膜丝、上环形管路、下环形管路、第一支管、观察管、第二支管、主管和支架，支架的两端分别与上环形管路、下环形管路相垂直连接，mbr膜丝的两端分别与上环形管路、下环形管路相连通，上环形管路、下环形管路的两侧分别与第一支管相连通，观察管的一端与第一支管相连通，另一端与第二支管相连通，主管分别与第二支管和抽吸组件相连通，抽吸组件与产水池相连通，环形mbr膜装置安装于膜架内，膜架放置于缺氧池内。
7.本发明的有益效果：本发明通过设置环形mbr膜装置，将mbr膜丝与上环形管路、下环形管路相连通，对缺氧池内水体进行净化处理，便于mbr膜丝与水体充分接触，第一支管、观察管和第二支管用于将净化后的水输送到主管内，观察管用于对mbr膜丝进行观察，及时
了解mbr膜丝的使用情况。支架用于固定和支撑上环形管路和下环形管路，抽吸组件用于将净化后的水输送到产水池中。膜架用于安装环形mbr膜装置，便于环形mbr膜装置在缺氧池内对水体进行净化处理。本发明结构设计新颖合理，使mbr膜丝在净化处理中不易堵塞，降低了膜组件清洗的频率，同时进一步延长了mbr膜丝的使用寿命，降低成本，适用于规模化猪场内污水处理。
8.在一些实施方式中，上环形管路的下表面和下环形管路的上表面均设有膜丝固定通槽，膜丝固定通槽设有槽板，槽板伸出于上环形管路或下环形管路，mbr膜丝的上端的外壁与膜丝固定通槽相粘接连接，其上端插入上环形管路内，并与上环形管路相连通，mbr膜丝的下端的外壁与膜丝固定通槽相粘接连接，其下端插入下环形管路内，并与下环形管路相连通。膜丝固定通槽用于容纳和连接mbr膜丝的上端和下端，mbr膜丝的两端分别与上环形管路和下环形管路连通，经过mbr膜丝过滤后的水进入上环形管路或下环形管路。槽板用于粘接mbr膜丝上端或下端的外壁。环氧树脂胶和弹性软胶将mbr膜丝相互粘接在膜丝固定通槽内。
9.在一些实施方式中，支架为多根，多根支架均匀环绕分布于上环形管路和下环形管路的外侧，并与上环形管路和下环形管路相垂直连接，膜丝固定通槽的宽度为2.5cm，上环形管路和下环形管路的截面直径为4.0cm。支架用于固定和支撑上环形管路和下环形管路，便于插入和粘接mbr膜丝。膜丝固定通槽的宽度小于上环形管路或下环形管路的截面直径，确保mbr膜丝粘接固定于上环形管路或下环形管路内，使mbr膜丝净化后的水进入上环形管路或下环形管路。
10.在一些实施方式中，mbr膜丝为多根，mbr膜丝为中空结构，mbr膜丝的表面均匀布满净化孔，净化孔的孔径为0.02μm，mbr膜丝的膜通量为8-15l/m2·
h，mbr膜丝的长度为2100mm，单个环形mbr膜装置的膜面积为30m2，mbr膜丝为带加强筋内衬的pvdf材质的mbr膜丝。净化孔便于待净化水体进入mbr膜丝进行净化。净化孔孔径为0.02μm，可以实现较好的净化效果，将水体中的污染物过滤掉。
11.在一些实施方式中，抽吸组件包括排水阀、自吸泵和液位控制仪，排水阀分别与主管和自吸泵相管道联通，自吸泵与产水池相管道联通，液位控制仪安装于产水池内。主管用于连通各个环形mbr膜装置的第二支管，各个环形mbr膜装置净化后的水均汇聚到主管，排水阀用于控制主管与自吸泵是否连通，自吸泵将主管内净化后的水泵入到产水池。液位控制仪用于对产水池内的水位进行监测。
12.在一些实施方式中，膜架包括膜架主体、底板、围板和挂钩，膜架为上开口，底板安装于膜架主体的底部，围板安装于膜架主体的四周，挂钩固定安装于膜架主体上，挂钩挂设于缺氧池内，底板和围板均设有透水孔，透水孔的分布密度为1个/cm2，透水孔的孔径为0.5cm。膜架主体用于固定和安装底板和围板，底板用于安装多个环形mbr膜装置，围板用于保护多个环形mbr膜装置。挂钩用于钩住缺氧池的四壁上的挂环，用于将膜架悬挂在缺氧池中。透水孔便于缺氧池内的水体进入膜架内部，便于环形mbr膜装置对水体进行净化处理。
13.在一些实施方式中，本发明还包括曝气组件，曝气组件包括曝气盘、曝气主管、曝气支管、风机阀和风机，曝气盘安装于下环形管路中，曝气盘的出气孔向上，曝气支管与曝气盘的底面、曝气主管相连通，曝气主管与风机通过风机阀相连通，曝气支管与曝气主管均固定安装于底板上。风机和风机阀位于缺氧池外侧，曝气主管和曝气支管安装于底板上。曝
气盘位于下环形管路中央的圆孔内，便于曝气盘向上曝气，在环形mbr膜装置附近形成局部的好氧环境，与缺氧池的缺氧环境中的水体进行交换，实现脱氮除磷，提高净化效果。风机用于向曝气主管内泵入外界空气。风机阀用于控制风机与曝气主管之间的连通情况。
14.在一些实施方式中，本发明还包括推流器和排泥泵，推流器安装于缺氧池侧壁的底部，排泥泵安装于缺氧池的底部。推流器位于水体的底部，对缺氧池水体进行搅动，保持水体中有一定的do浓度，提高净化效果。排泥泵用于将沉积在缺氧池底部的多余的污泥排出。
15.在一些实施方式中，本发明还包括膜反洗组件，膜反洗组件包括反洗阀、反洗管、反洗泵、过滤器、酸液阀、酸液计量泵、碱液阀、碱液计量泵、酸液储桶和碱液储桶，反洗阀的一端与主管相管道连通，另一端与反洗泵通过反洗管相连通，反洗泵与产水池通过过滤器相连通，酸液阀分别与反洗管和酸液计量泵相连通，酸液计量泵与酸液储桶相连通，碱液阀分别与反洗管和碱液计量泵相连通，碱液计量泵与碱液储桶相连通。膜反洗组件利用酸液或碱液配制成酸性反洗液和碱性反洗液对mbr膜丝进行清洗，除去mbr膜丝中沉积的污泥，恢复膜通量。反洗阀用于控制反洗管与主管之间的连通情况。反洗泵用于将产水池内的水泵入反洗管对酸液或碱液进行稀释，配制酸性反洗液或碱性反洗液。过滤器对产水池内的水进行过滤，避免将杂质带入mbr膜丝内。酸液阀和碱液阀用于分别控制酸液和碱液是否进入反洗管内。酸液计量泵和碱液计量泵用于分别对酸液和碱液进行计量，控制酸液和碱液进入反洗管的用量。酸液储桶和碱液储桶用于储放酸液和碱液。
16.在一些实施方式中，猪场用mbr膜污水处理系统的使用方法，包括以下步骤：
17.步骤a，将多个环形mbr膜装置安装于膜架内，将膜架浸入缺氧池的水体内，并通过挂钩挂设于缺氧池的池壁上，将主管与抽吸组件相连通，将多个曝气盘一一对应安装于多个下环形管路内，将多个曝气支管、曝气主管安装于底板上，将曝气主管与风机相连通，将膜反洗组件与主管相连通；
18.步骤b，净化处理：缺氧池与厌氧池连通，厌氧池内的水体流入缺氧池内，并依次通过透水孔、净化孔流入mbr膜丝内对水体进行净化处理，启动排水阀和自吸泵，净化后的水分别通过上环形管道或下环形管道，依次流经第一支管、观察管、第二支管、主管、排水阀和自吸泵，流入产水池内；
19.步骤c，曝气处理：在净化处理时，开启风机，风机将外界空气依次通过曝气主管、曝气支管，输送到曝气盘，并由曝气盘排出到缺氧池的水体中，对缺氧池内的水体进行曝气处理；
20.步骤d，推流处理、排泥处理：在净化处理时，启动推流器，推流器对缺氧池内的水体进行搅动，保持水体的do浓度范围为：0.2-0.5mg/l，当缺氧池底部产生污泥时，启动排泥泵将缺氧池底部的污泥排出；
21.步骤e，酸反洗处理：将缺氧池内的池水排空，关闭排水阀、自吸泵和风机，启动反洗泵、酸液阀、酸液计量泵，将酸液从酸液储桶中泵入反洗管，反洗泵将产水池内净化后的水泵入反洗管，对酸液进行稀释，配制酸性反洗液，启动反洗阀，酸性反洗液进入主管和环形mbr膜装置内，对mbr膜丝进行反洗；
22.步骤f，碱反洗处理：关闭酸液阀、酸液计量泵，开启碱液阀、碱液计量泵，将碱液从碱液储桶中泵入反洗管，反洗泵将产水池内净化后的水泵入反洗管，对碱液进行稀释，配制
碱性反洗液，酸性反洗液对mbr膜丝进行反洗，除去mbr膜丝表面或净化孔内沉积的过滤物，使净化孔的孔径恢复，恢复mbr膜丝的膜通量，反洗结束后，将反洗阀、酸液阀、碱液阀、反洗泵、碱液计量泵和酸液计量泵关闭，启动排水阀和自吸泵即可重新进行净化处理。
附图说明
23.图1为本发明的一种实施方式的猪场用mbr膜污水处理系统的结构示意图。
24.图2为本发明的一种实施方式的猪场用mbr膜污水处理系统的环形mbr膜装置的结构示意图。
25.图3为本发明的一种实施方式的猪场用mbr膜污水处理系统的mbr膜丝、上环形管路和下环形管路的剖视图。
26.图4为本发明的一种实施方式的猪场用mbr膜污水处理系统的多个环形mbr膜装置、膜架、曝气系统、主管的结构示意图。
27.图5为本发明的一种实施方式的猪场用mbr膜污水处理系统的多个环形mbr膜装置、膜架、曝气系统、主管的正视图。
28.图6为本发明的一种实施方式的猪场用mbr膜污水处理系统的上环形管路的仰视图。
29.图7为本发明的一种实施方式的猪场用mbr膜污水处理系统的使用方法的流程图。
具体实施方式
30.下面结合实施例，对本发明作进一步详细的说明。
31.实施例1
32.参考图1～图6，本发明提供了猪场用mbr膜污水处理系统，包括环形mbr膜装置1、主管2、抽吸组件3、缺氧池4、产水池5、膜架6、曝气组件7、膜反洗组件8、推流器9和排泥泵10。
33.环形mbr膜装置1包括多根mbr膜丝11、上环形管路12、下环形管路13、第一支管14、观察管15、第二支管16和四根支架17。四根支架17均匀环绕并对称分布于上环形管路12和下环形管路13的外侧，并与上环形管路12和下环形管路13相垂直连接。四根支架17将上环形管路12和下环形管路13进行支撑固定。上环形管路12的下表面和下环形管路13的上表面均设有膜丝固定通槽121，用于插入和粘接mbr膜丝11。膜丝固定通槽121的两侧分别设有两块槽板122。两个槽板122与上环形管路12或下环形管路13相垂直连接，并伸出于上环形管路12或下环形管路13的表面。槽板122为环形。膜丝固定通槽121的宽度为2.5cm，上环形管路12和下环形管路13的截面直径为4.0cm。mbr膜丝11插入膜丝固定槽内121后，并通过两个槽板122之间的环氧树脂胶和弹性软胶，将mbr膜丝11的上端和下端固定在上环形管路12内和下环形管路13内，使mbr膜丝11分别与上环形管路12内和下环形管路13连通。
34.mbr膜丝11为带加强筋内衬的pvdf材质的mbr膜丝。mbr膜丝11为中空结构，其表面均匀布满净化孔，净化孔的孔径为0.02μm。缺氧池4内带净化的水体，通过mbr膜丝11表面的净化孔进入膜丝内部进行净化。mbr膜丝11的长度为2100mm，膜通量为8-15l/m2·
h，对水体的净化速率较快。
35.多根mbr膜丝11的上端插入上环形管路12的膜丝固定槽121内，并与上环形管路12
相连通，其上端的外壁与上环形管路12的槽板122通过环氧树脂胶和弹性软胶相粘接连接。多根mbr膜丝11的下端插入下环形管路13的膜丝固定槽121内，并与下环形管路13相连通，其下端的外壁与下环形管路13的槽壁122通过环氧树脂胶和弹性软胶相粘接连接。单个环形mbr膜装置1的膜面积为30m2。水体进入mbr膜丝内部经过净化后，流入上环形管路12或下环形管路13内。
36.上环形管路12、下环形管路13的两侧分别与两根对称分布的第一支管14相连通。观察管15的一端与第一支管14相连通，另一端与第二支管16相连通。观察管15为透明的有机玻璃管，便于观察mbr膜丝11是否堵塞。主管2分别与第二支管和排水阀31相连通。净化后的水依次经过第一支管、观察管和第二支管流入主管内。
37.抽吸组件3包括排水阀31、自吸泵32和液位控制仪33。排水阀31分别与主管2和自吸泵32相管道联通，自吸泵32与产水池5相管道联通，液位控制仪33安装于产水池5内，用于监测产水池5内的水位高度。
38.膜架6包括膜架主体61、底板62、围板63和挂钩64。膜架61为上开口，底板62安装于膜架主体61的底部，围板63安装于膜架主体61的四周。四个挂钩64分别固定安装于膜架主体61上，缺氧池4的四个池壁上均设有挂环41，四个挂钩64意义对应挂设于挂环41上。底板62和围板63上设有透水孔65。透水孔65的分布密度为1个/cm2，透水孔65的孔径为0.5cm。厌氧池101与缺氧池4与通过池壁顶部的溢流管102相连通，厌氧池101内的水体通过溢流管102流入缺氧池4内。多个环形mbr膜丝装置1安装于膜架6内，膜架6悬挂安装于缺氧池4内，并浸入缺氧池4内待净化处理的水体内。
39.曝气组件7包括曝气盘71、曝气主管72、曝气支管73、风机阀75和风机74。曝气盘71安装于下环形管路13中央的圆形孔内。曝气支管72与曝气盘71的底面、曝气主管73相连通。曝气主管73通过风机阀75与风机74相连通。曝气支管73与曝气主管72均固定安装于底板62上。风机阀75和风机74均位于缺氧池4的外侧。风机74将外界空气泵入曝气主管72，经过曝气支管73，空气从曝气盘71喷出，进入水体，对环形mbr膜装置1的局部水体进行曝气处理。
40.推流器9安装于缺氧池4侧壁的底部，推流器9的高度低于曝气组件7的高度，从底部对缺氧池4的水体进行搅动，提高水体内的od值。排泥泵10安装于缺氧池4的底部，排出底部的污泥。
41.膜反洗组件8包括反洗阀81、反洗管82、反洗泵83、过滤器84、酸液阀85、酸液计量泵86、碱液阀87、碱液计量泵88、酸液储桶89和碱液储桶80。反洗阀81的一端与主管2相管道连通，另一端与反洗泵83通过反洗管82相连通。反洗泵83与产水池5通过过滤器84相管道连通。酸液阀87分别与反洗管82和酸液计量泵86相管道连通，酸液计量泵86与酸液储桶89相管道连通。碱液阀87分别与反洗管82和碱液计量泵88相管道连通，碱液计量泵88与碱液储桶80相管道连通。膜反洗组件8位于缺氧池4外侧，利用酸性反洗液和碱性反洗液对mbr膜丝11进行反洗，恢复膜通量，提高mbr膜丝11的利用率。
42.实施例2
43.参考图1～图7，本发明的猪场用mbr膜污水处理系统的使用方法，包括以下步骤：
44.步骤a，将安装有多个环形mbr膜装置1的膜架放置于缺氧池4内，并将挂钩64一一对应挂设于缺氧池4池壁的挂环41上，使膜架6在缺氧池4内处于悬空状态，将主管2与排水阀31相管道连通，将多个曝气盘71一一对应安装于多个下环形管路13内，将多个曝气支管
72、曝气主管73安装于底板62上，将曝气主管73与风机阀75相连通，将反洗阀81与主管2相连通；
45.步骤b，缺氧池4与厌氧池101通过池壁顶部的溢流管102相连通，厌氧池101内的水体通过溢流管102流入缺氧池4内，并通过透水孔65或膜架6上方开口浸入膜架6内，通过净化孔流入mbr膜丝11内对水体进行净化处理。启动排水阀31和自吸泵32，净化后的水分别流入上环形管道12、下环形管道13，并进入第一支管14、观察管15和第二支管16，然后通过排水阀31和自吸泵32，流入产水池5内；
46.步骤c，在净化处理时，开启风机74和风机阀75，风机74将外界空气依次通过风机阀75、曝气主管73、曝气支管72，输送到曝气盘71，并由曝气盘71排出到缺氧池4的水体中，对缺氧池4内的水体进行曝气处理；
47.步骤d，在净化处理时，启动推流器9，推流器9对缺氧池4内的水体进行搅动，保持水体的do浓度范围为：0.2-0.5mg/l，当缺氧池4底部产生污泥时，启动排泥泵10将缺氧池4底部的污泥排出；
48.步骤e，当mbr膜丝11需要进行反洗时，将缺氧池4内的池水排空，关闭排水阀31、自吸泵32、风机阀75和风机74，启动反洗泵83、酸液阀85、酸液计量泵86，将酸液从酸液储桶89中泵入反洗管82，反洗泵83将产水池5内净化后的水泵入反洗管82，对酸液进行稀释，配制酸性反洗液，启动反洗阀81。酸性反洗液依次经过主管2、第二支管16、观察管15和第一支管14，进入上环形管路12、mbr膜丝11和下环形管路13内进行反洗，除去mbr膜丝11表面或净化孔内沉积的部分过滤物；
49.步骤f，关闭酸液阀85、酸液计量泵86，开启碱液阀87、碱液计量泵88，将碱液从碱液储桶80中泵入反洗管82，反洗泵83将产水池5内净化后的水泵入反洗管82，对碱液进行稀释，配制碱性反洗液，酸性反洗液依次经过主管2、第二支管16、观察管15和第一支管14，进入上环形管路12、mbr膜丝11和下环形管路13内进行反洗，除去mbr膜丝11表面或净化孔内沉积的过滤物，使净化孔的孔径恢复，恢复mbr膜丝11的膜通量。反洗结束后，将反洗阀81、酸液阀85、碱液阀87、反洗泵83、碱液计量泵88和酸液计量泵86关闭，启动排水阀31和自吸泵32即可对重新对缺氧池4内的池水进行净化处理。
50.以上所述的仅是本发明的一些实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。