一种多孔多层中空ptfe-mbr膜对生活污水的处理方法

文档序号:10563772阅读:598来源:国知局
一种多孔多层中空ptfe-mbr膜对生活污水的处理方法
【专利摘要】本发明提供一种多孔多层中空PTFE?MBR膜对生活污水的处理方法,步骤为:生活污水经管网收集后进入污水处理站,污水处理站前端设置格栅,格栅间隙为5mm;格栅出水自流进入隔油池;隔油池出水进入调节池;调节池出水通过潜水排污泵提升至缺氧池,缺氧池的首要功能是脱氮;缺氧池出水自流进入好氧池,好氧池的作用是让活性污泥进行有氧呼吸,进一步把有机物分解成无机物,去除污染物的功能。好氧池出水自流入膜生物反应器;膜生物反应器出水通过自吸泵抽吸至排水池,通过巴氏计量槽排入自然水体。本发明占地面积小,工艺流程短,出水水质稳定,保证了出水清澈透明,得到高质量的产水。
【专利说明】
一种多孔多层中空PTFE-MBR膜对生活污水的处理方法
技术领域
[00011本发明涉及生活污水处理技术领域,尤其涉及一种多孔多层中空PTFE-MBR膜对生 活污水的处理方法。
【背景技术】
[0002] 污水处理的主要工艺技术主要包括:生物处理技术、自然处理技术。经过人类上百 年的实践,国际上公认以生物处理为经济一效益比最好(cost - effective)。因此世界上大 多数污水处理厂采用生物处理工艺。污水生物处理分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大 类。
[0003] 厌氧生物处理技术降解有机物的效率有限,出水水质较难达到本项目的要求,且 占地相对较大,废气收集处理问题也不好解决。因此也不考虑单独使用。此次设计中,化粪 池作为典型的厌氧处理,作为标准的设施用于污水处理的前处理。
[0004] 传统的活性污泥法投资高、运行费用高、占地大、污泥处理量大、处理较为复杂(通 常要采用厌氧污泥消化)。
[0005] A/0生物膜反应器是一种比较适合小型生活污水处理的工艺技术,与传统活性污 泥法处理系统相比较,生物膜法易于维护运行、节能省电、占地面积小、污泥少等优点。膜生 物反应器以出水水质稳定优良为其优势,但一次性投资成本稍高。如要处理出水达标排放, 且不能影响周围人们的身体健康,故对出水水质要求较高,且要求有较高的稳定性。因此膜 生物反应器工艺作为首选处理工艺。

【发明内容】

[0006] 本发明的目的在于提供一种多孔多层中空PTFE-MBR膜对生活污水的处理方法,以 解决上述技术问题。
[0007] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现: 一种多孔多层中空PTFE-MBR膜对生活污水的处理方法,其特征在于,步骤为: 生活污水经管网收集后进入污水处理站,污水处理站前端设置格栅,格栅间隙为5mm, 主要功能是去除污水中大颗粒杂质和悬浮物,防止以上物质堵塞水栗叶轮,及划破MBR膜; 格栅出水自流进入隔油池,隔油池主要目的是去除污水中的浮油; 隔油池出水进入调节池,调节池的主要功能是对污水进行均值均量处理,保证后续处 理的有效稳定运行; 调节池出水通过潜水排污栗提升至缺氧池,缺氧池的功能是脱氮,反硝化菌利用污水 中的有机物作为碳源,将膜池回流污泥中带入的大量NO厂和NO2-还原为N2并释放到空气中, BOD浓度继续下降,NOf浓度也大幅度下降; 缺氧池出水自流进入好氧池,好氧池的作用是让活性污泥进行有氧呼吸,进一步把有 机物分解成无机物,去除污染物;运行好是要控制好含氧量及微生物的其他各需条件的最 佳,这样才能是微生物具有最大效益的进行有氧呼吸; 好氧池出水自流入膜生物反应器,膜生物反应器利用膜分离技术和生物膜技术的结 合,具有高效固液分离性能,同时利用膜的特性,使活性污泥不随出水流失,在生化池中形 成8000 - 30000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度,使污染物分解彻底,因此出水水质良好、稳 定,出水细菌、悬浮物和浊度接近于零; 膜生物反应器出水通过自吸栗抽吸至排水池,通过巴氏计量槽排入自然水体。通过处 理后的出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002 )-级A标准。
[0008] 好氧池在曝气状态下,大量繁殖的活性污泥中的微生物以及硝化菌群、磷细菌,降 解或吸附水中含碳、氨氮、磷有机污染物质,以达到净化水质的目的;好氧池内设置好氧生 物填料以及管式橡胶微孔曝气器,以活性污泥和填料混合方式运行,具有良好的氧转移率。
[0009] 利用MBR膜对池内的含泥污水进行过滤,实现泥水分离;一方面,膜截留了反应池 中的微生物,使池中的活性污泥浓度增加,达到很高的水平,使降解污水的生化反应进行得 更迅速更彻底,另一方面,由于膜的高过滤精度,保证了出水清澈透明,得到高质量的产水; MBR膜池内设置MBR膜组件系统及配套的出水系统、清洗系统、曝气系统;MBR膜区内的 曝气有两个用途,一是用于膜组件周围的气水振荡,保持膜表面清洁,二是为提供生物降解 所需要的氧气;通过膜的高效截留作用,全部细菌及悬浮物均被截流在曝气池中,可以有效 截留硝化菌,使硝化反应顺利进行,有效去除氨氮;同时可以截留难于降解的大分子有机 物,延长其在反应器中的停留时间,使之得到最大限度的降解;剩余污泥通过膜区剩余污泥 栗定期排出,可控制系统内活性污泥的浓度及污泥龄。
[001 0 ] MBR膜即由聚四氟乙烯材料制成的多孔膜,即PTFE-MBR膜。
[0011] 耐化学药剂性,耐热性能非常优越的塑料材料,相比其他材质(PVDF、PE等)的MBR 膜具有无比优越的特性。
[0012] 是一种亲水性聚四氟乙烯MBR膜产品,由100%PTFE多孔材料制成,相比其他的 PVDF、PE等MBE膜,具有5大优势: 产水量高; 污泥浓度是其他膜的2倍以上; 使用寿命是其他膜的两倍以上; 产水通量恢复彻底; 可干式保存,停机储存便捷。
[0013] 本发明和传统工艺相比,不同于活性污泥法,不使用沉淀池进行固液分离,而是使 用MBR膜替代沉淀池,因此具有高效固液分离性能,同时利用膜的特性,使活性污泥不随出 水流失,在生化池中形成8000 - 30000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度,使污染物分解彻底, 因此出水水质良好、稳定,出水细菌、悬浮物和浊度接近于零。生活污水处理后可直接排放 甚至可以直接回用,在污水处理方面具有传统工艺不具备的优点。
[0014] 优点: (1)抗冲击负荷能力强,出水水质优良,且出水稳定,规避风险。
[0015] (2)工艺简单。由于膜的高效分离作用,不必单独设立沉淀、过滤等固液分离池; MBR可以实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离,使运行控制更加灵活 稳定。
[0016] (3)占地面积少。处理单元内生物量可维持在高浓度,使容积负荷大大提高,同时 膜分离的高效性,使处理单元水力停留时间大大缩短,从而大大减少生化池的占地面积及 工程投资。
[0017] (4)污泥排放量少,只有传统工艺的30%,污泥处理费用低,减少二次污染。
[0018] (5)膜生物反应器可以滤除细菌、病毒等有害物质,可显著节省加药消毒所带来的 长期运行费用并扩大污水回用范围。
[0019] (6)较好的设备化和自动化,管理简便。
[0020] (7)模块化设计,易于扩容。
[0021] PTFE-MBR膜是一种多孔多层中空纤维膜,在处理污水方面具有以下优点: (1) MBR系统可以进一步提尚广水水质,使出水水质稳定优于排放标准; (2) PTFE膜束使用期内不断丝、无破损,不会有任何SS泄溢和跑泥现象; (3) 用PTFE膜束可以强酸强碱强氧化剂清洗,膜产水通量基本无衰减,5年膜通量衰减 率小于2%;其它MBR膜如出现严重污堵,通量很难恢复; (4) PTFE膜束开孔率大于90%,故膜产水通量是普通MBR膜的2倍以上;膜产水通量高,膜 用量就少,膜池占地面积就小; (5) 膜面积少,MBR池曝气量就小,MBR能耗主要在风机,减少曝气量就是减少能耗,即减 少了前期购买风机的费用,又节约了后期运行能耗费用; (6 )PTFE-MBR膜池污泥浓度高达30000mg/l,污泥浓度高,生化效果就更彻底,出水效果 会更好; (7) PTFE膜束无需离线侵泡清洗,在线清洗节约了药剂费用,且无需起吊设备,更无需 另建清洗池;同时也减轻了膜清洗的工作强度; (8) PTFE膜束永久亲水,如在检修、停产时,膜池没水,不会影响膜品质;PTFE-MBR膜可 在入水使用运行后再次离水干法保存,且对膜通量及品质不会有任何影响; (9) PTFE膜束操作维护极其粗放,损坏率极低,除非人为或锐利物损坏,在使用期限内 不会产生损坏。
[0022]多类MBR膜系统对比(按200m3/d项目统计)
通过以上对比,选用孔多层中空纤维膜系统,优势如下: (1) 多孔多层中空纤维膜运行能耗很低,系统自动化程度较高,运行方便,操作简单,免 维护; (2) 系统清洗周期可达6个月以上; (3) 系统清洗费用相比于其他材质膜产品更低,清洗时间更短; (4) 膜产品质量保证,质保5年不断丝无破损,5年期保证膜通量可恢复95%以上,同时无 断丝(人为因素除外),实际寿命可达15年以上; (5) 膜丝抗拉强度高,使用寿命长,降低膜折旧成本; (6) 占地面积小,工艺流程短,出水水质稳定。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的工艺流程示意图; 图2为本发明实施例的系统示意图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结 合具体实施例和附图,进一步阐述本发明,但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例,并非 全部。基于实施方式中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得 其它实施例,都属于本发明的保护范围。
[0025]下面结合附图描述本发明的具体实施例。
[0026] 请参考图1、图2所示, 一种多孔多层中空PTFE-MBR膜对生活污水的处理方法,步骤为: 生活污水经管网收集后进入污水处理站,污水处理站前端设置格栅,格栅间隙为5mm, 主要功能是去除污水中大颗粒杂质和悬浮物,防止以上物质堵塞水栗叶轮,及划破MBR膜; 格栅出水自流进入隔油池,隔油池主要目的是去除污水中的浮油;隔油池出水进入调节池, 调节池的主要功能是对污水进行均值均量处理,保证后续处理的有效稳定运行;调节池出 水通过潜水排污栗提升至缺氧池,缺氧池的首要功能是脱氮,反硝化菌利用污水中的有机 物作为碳源,将膜池回流污泥中带入的大量Ν0 3,Ν0:Γ还原为N2并释放到空气中,BOD浓度继 续下降,MV浓度也大幅度下降;缺氧池出水自流进入好氧池,好氧池的作用是让活性污泥 进行有氧呼吸,进一步把有机物分解成无机物。好氧池出水自流入膜生物反应器,膜生物反 应器利用膜分离技术和生物膜技术的结合,它不同于生物膜法,不使用沉淀池进行固液分 离,而是使用MBR膜替代沉淀池,因此具有高效固液分离性能,同时利用膜的特性,使活性污 泥不随出水流失,在生化池中形成8000 - 30000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度,使污染物 分解彻底,因此出水水质良好、稳定,出水细菌、悬浮物和浊度接近于零;膜生物反应器出水 通过自吸栗抽吸至排水池,通过巴氏计量槽排入自然水体。通过处理后的出水达到《城镇污 水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002 )-级A标准。
[0027] 主要工艺流程说明: 1、格栅渠 格栅渠主要功能是固液分离,设置细格栅去除大颗粒杂质和悬浮物,防止以上物质堵 塞水栗叶轮,及划破MBR膜。格栅渠与隔油池合建,采用钢筋混凝土结构。
[0028] 有效水深:1. Om 结构类型:钢砼 数量:1座 配置设备: (1)细格栅 主要用于拦截大颗粒的固体杂质和悬浮物,防止以上物质堵塞水栗叶轮,及划破MBR 膜。
[0029]数量:1台 格栅间隙:5mm 2、 隔油池 隔油池的主要功能是油水分离,隔油池采用钢筋混凝土结构。
[0030] 结构类型:钢砼 数量:1座 3、 调节池 考虑到污水排放的不规律性,本案中设置调节池对污水水质水量进行均质均量处理, 保证后续处理系统的稳定运行。
[0031] 调节池采用钢筋混凝土结构,停留时间为4.2小时, 停留时间:3.2h 结构类型:钢砼 数量:1座 配置设备: (1) 曝气搅拌系统 数量:1套 曝气形式:穿孔曝气 材质:UPVC (2) 污水提升栗(切割型) 数量台(一用一备) (3 )液位控制系统 采用超声波液位控制器实现液位控制 数量:1台 输出:4-20mA (4)电磁流量计 数量:1台 输出:4-20mA 4、 缺氧池 污水进入缺氧池,同时进入的还有膜池的回流污泥。缺氧池的首要功能是脱氮,反硝化 菌利用污水中的有机物作为碳源,将膜池回流污泥中带入的大量NO3IPNO「还原为他并释放 到空气中,BOD浓度继续下降,NO厂浓度也大幅度下降。池内设曝气搅拌系统,控制缺氧池的 溶解氧在〇. 2_2mg/L范围之内。
[0032]缺氧池采用钢筋混凝土结构,水力停留时间为2-3小时, 停留时间:2-3h 结构类型:钢砼结构 数量:1座 配置设备: (1) 填料(弹性填料) 型号:Φ150 材质:PP (2) 填料支架 材质:螺纹钢防腐 (3) 曝气系统 数量:1套 曝气形式:穿孔曝气 材质:UPVC 生产厂家: (4) 溶氧仪 量程:0.00~19.9911^/1^0.0~199.9% 数量:1台 输出:4-20mA 生产厂家: 5、 好氧池 好氧池在曝气状态下,大量繁殖的活性污泥中的微生物以及硝化菌群、磷细菌,降解或 吸附水中含碳、氨氮、磷有机污染物质,以达到净化水质的目的。池内设置好氧生物填料以 及管式橡胶微孔曝气器,以活性污泥和填料混合方式运行,具有良好的氧转移率。
[0033] 水力停留时间:4_6h 结构类型:钢砼结构 数量:1座 配置: (1) 鼓风机 数量:2台 (2) 盘式曝气器 参数:1 · 5_3m3/个 *h 材质:橡胶膜+ABS (3) 填料(弹性填料) 型号:Φ150 材质:PP (4) 填料支架 材质:螺纹钢防腐 6、 膜池 利用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤,实现泥水分离。一方面,膜截留了反应池 中的微生物,使池中的活性污泥浓度大增加,达到很高的水平,使降解污水的生化反应进行 得更迅速更彻底,另一方面,由于膜的高过滤精度,保证了出水清澈透明,得到高质量的产 水。
[0034] 池内设置MBR膜组件系统及配套的出水、清洗、曝气等系统。MBR膜区内的曝气有两 个用途,一是用于膜组件周围的气水振荡,保持膜表面清洁,二是为提供生物降解所需要的 氧气。通过膜的高效截留作用,全部细菌及悬浮物均被截流在曝气池中,可以有效截留硝化 菌,使硝化反应顺利进行,有效去除氨氮;同时可以截留难于降解的大分子有机物,延长其 在反应器中的停留时间,使之得到最大限度的降解。剩余污泥通过膜区剩余污泥栗定期排 出,可控制系统内活性污泥的浓度及污泥龄。
[0035] 膜池体 结构类型:钢砼结构 配置: (1) MBR组件 材质:PTFE(聚四氟乙烯) 膜面积:12m2/支 通量:0.3-0.8m3/m2* 天 (2) 膜支架 数量:1套 材质:不锈钢304 (3) 抽吸栗 数量台(一用一备) (4) 清洗水箱 数量:1只 材质:PE滚塑 (5) 清洗栗 数量:1台 (6) 溶氧仪 量程:0.00~19.9911^/1^0.0~199.9% 数量:1台 输出:4-20mA (7) 超声波液位控制器 输出:4-20mA 数量:1台 (8) 污泥回流栗/排泥栗 数量:2台 6、 排放水池 结构类型:钢砼结构 停留时间:30min 7、 巴氏计量槽槽 池体尺寸:按照巴氏槽设计规范施工 8、 污泥浓缩池 膜池的剩余污泥经污泥栗抽吸至污泥池内,定期通过板框压滤机压滤后外运处置。污 泥池采用地上式钢筋混凝土结构,污泥浓缩时间为24小时 配置: (1) 螺杆栗(压滤机进料栗) 数量:1台 (2) 压滤机 数量:1台 (3) PAM加药装置 数量:1套 废水进水★话捲说一幣妄 处理药剂选择与药耗
本项目所需投加药剂主要有盐酸、片碱、次氯酸钠及PAM。
[0036] ①酸 清洗MBR膜用,通常采用2%浓度HCl; ②片碱 清洗MBR膜用,通常采用2%浓度氢氧化钠; ③次氯酸钠 清洗MBR膜用,通常采用0.5%浓度次氯酸钠; ?PAM 起絮凝作用,PAM溶液浓度一般为1%。~2%。,投加量为2~3%〇。
[0037]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的仅为本发明 的优选例,并不用来限制本发明,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种 变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所 附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1. 一种多孔多层中空PTFE-MBR膜对生活污水的处理方法,其特征在于,步骤为: 生活污水经管网收集后进入污水处理站,污水处理站前端设置格栅,格栅间隙为5mm, 主要功能是去除污水中大颗粒杂质和悬浮物,防止以上物质堵塞水栗叶轮,及划破MBR膜; 格栅出水自流进入隔油池,隔油池主要目的是去除污水中的浮油; 隔油池出水进入调节池,调节池的主要功能是对污水进行均值均量处理,保证后续处 理的有效稳定运行; 调节池出水通过潜水排污栗提升至缺氧池,缺氧池的功能是脱氮,反硝化菌利用污水 中的有机物作为碳源,将膜池回流污泥中带入的大量NO厂和还原为N2并释放到空气中, BOD浓度继续下降,Ν0Π 农度也大幅度下降; 缺氧池出水自流进入好氧池,好氧池的作用是让活性污泥进行有氧呼吸,进一步把有 机物分解成无机物,去除污染物; 好氧池出水自流入膜生物反应器,膜生物反应器利用膜分离技术和生物膜技术的结 合,具有高效固液分离性能,同时利用膜的特性,使活性污泥不随出水流失,在生化池中形 成8000 - 30000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度,使污染物分解彻底,因此出水水质良好、稳 定,出水细菌、悬浮物和浊度接近于零; 膜生物反应器出水通过自吸栗抽吸至排水池,通过巴氏计量槽排入自然水体。2. 根据权利要求1所述的多孔多层中空PTFE-MBR膜对生活污水的处理方法,其特征在 于: 好氧池在曝气状态下,大量繁殖的活性污泥中的微生物以及硝化菌群、磷细菌,降解或 吸附水中含碳、氨氮、磷有机污染物质,以达到净化水质的目的;好氧池内设置好氧生物填 料以及管式橡胶微孔曝气器,以活性污泥和填料混合方式运行,具有良好的氧转移率。 利用MBR膜对池内的含泥污水进行过滤,实现泥水分离;一方面,膜截留了反应池中的 微生物,使池中的活性污泥浓度增加,达到很高的水平,使降解污水的生化反应进行得更迅 速更彻底,另一方面,由于膜的高过滤精度,保证了出水清澈透明,得到高质量的产水; MBR膜池内设置MBR膜组件系统及配套的出水系统、清洗系统、曝气系统;MBR膜区内的 曝气有两个用途,一是用于膜组件周围的气水振荡,保持膜表面清洁,二是为提供生物降解 所需要的氧气;通过膜的高效截留作用,全部细菌及悬浮物均被截流在曝气池中,可以有效 截留硝化菌,使硝化反应顺利进行,有效去除氨氮;同时可以截留难于降解的大分子有机 物,延长其在反应器中的停留时间,使之得到最大限度的降解;剩余污泥通过膜区剩余污泥 栗定期排出,可控制系统内活性污泥的浓度及污泥龄。3. 根据权利要求1所述的多孔多层中空PTFE-MBR膜对生活污水的处理方法,其特征在 于:MBR膜即由聚四氟乙烯材料制成的多孔膜。
【文档编号】C02F9/14GK105923896SQ201610309948
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】杨磊
【申请人】安徽洋森环保节能科技有限公司
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