公布日：2024.05.17
申請日：2023.12.28
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N
摘要
本發明提供一種富氧膜反應器和膜生物反應器耦合污水處理系統，涉及生活污水技術領域，包括：耦合處理池、清水池、污泥儲存池、設備間、導流墻、污水進水管、送風風機、富氧膜反應器和無機膜生物反應器；所述耦合處理池的上方為設備間，設備間中有送風風機和控制系統。本發明通過模塊化強化處理，將富氧膜反應器和無機膜生物反應器相融合，在富氧膜反應器中由于其獨特的結構形式和較高的氧利用效率，形成好氧區、兼氧區和厭氧區，用于對氨氮的硝化以及大部分總氮的去除，在反應器中形成同步硝化反硝化反應，在無機膜生物反應器中進一步強化去除水中污染物，并實現泥水的分離，在保證水量一定波動的情況下，使污水處理系統的出水水質穩定達標。
權利要求書
1.一種富氧膜反應器和膜生物反應器耦合污水處理系統，包括耦合處理池(1)、清水池(2)、污泥儲存池(3)、設備間(4)、導流墻(5)、污水進水管(6)、送風風機(7)、富氧膜反應器(11)和無機膜生物反應器(18)；其特征在于，所述耦合處理池(1)的上方為設備間(4)，設備間(4)中有送風風機(7)和控制系統(26)，耦合處理池(1)的一側設有清水池(2)，耦合處理池(1)的下端設有沉降斗(101)，沉降斗(101)的最下端設有剩余污泥排泥管(17)，剩余污泥排泥管(17)的另一端連接污泥儲存池(3)；所述耦合處理池(1)的一端上部設有污水進水管(6)，污水進水管(6)所在一側的耦合處理池(1)內腔中豎向固定設有導流墻(5)，導流墻(5)的上端高于污水進水管(6)的所在位置，導流墻(5)的下端與耦合處理池(1)內腔底部留有間隔；所述導流墻(5)另一側的耦合處理池(1)底部設有系統水利攪拌組件(16)，系統水利攪拌組件(16)上方的耦合處理池(1)安裝長方體狀的富氧膜反應器(11)，富氧膜反應器(11)的上部位置設置無機膜生物反應器(18)，富氧膜反應器(11)和無機膜生物反應器(18)之間固定設有圓形的氣攪拌組件(27)；所述富氧膜反應器(11)的一端與送風風機(7)的出風端之間通過進氣管(10)相連通，富氧膜反應器(11)的另一端設置富氧膜反應器尾氣收集管(12)，富氧膜反應器尾氣收集管(12)的末端向上經過耦合處理池(1)上端引出，且富氧膜反應器尾氣收集管(12)上設有尾氣放空閥(13)；所述送風風機(7)的出風端管道上還連接有一根進氣管(10)，該進氣管(10)的另一端與氣攪拌組件(27)相連通；所述無機膜生物反應器(18)的上端遠離導流墻(5)的一端向上設有產水泵出水管(23)，產水泵出水管(23)的末端處于清水池(2)的上方；所述無機膜生物反應器(18)的上部設置水質檢測儀(19)和超聲波在線清洗裝置(20)；所述清水池(2)中設置紫外消毒裝置(24)；所述清水池(2)的上端連接循環水進水管(14)，循環水進水管(14)的另一端連接循環水泵(15)，循環水泵(15)的另一端與系統水利攪拌組件(16)相連通。
2.根據權利要求1所述的一種富氧膜反應器和膜生物反應器耦合污水處理系統，其特征在于，所述沉降斗(101)為上寬下窄的斗狀結構，剩余污泥排泥管(17)的內端處于沉降斗(101)的最下端位置處，剩余污泥排泥管(17)上設有控制閥，剩余污泥排泥管(17)定期排放污泥。
3.根據權利要求1所述的一種富氧膜反應器和膜生物反應器耦合污水處理系統，其特征在于，所述污水進水管(6)一側的耦合處理池(1)池底邊角處設有邊角導流楔塊(102)，邊角導流楔塊(102)的上端為內凹的圓弧結構。
4.根據權利要求1所述的一種富氧膜反應器和膜生物反應器耦合污水處理系統，其特征在于，所述導流墻(5)上遠離污水進水管(6)的一側固定設有導流內板(501)，導流內板(501)遠離導流墻(5)的一側為斜向下斜切的斜面結構。
5.根據權利要求1所述的一種富氧膜反應器和膜生物反應器耦合污水處理系統，其特征在于，所述送風風機(7)與富氧膜反應器(11)相連通的進氣管(10)上安裝有富氧膜組件進氣流量計(8)和富氧膜組件進氣管壓力表(9)。
6.根據權利要求1所述的一種富氧膜反應器和膜生物反應器耦合污水處理系統，其特征在于，所述富氧膜反應器(11)的下端為圓管焊制而成的矩形狀布氣架(1101)，布氣架(1101)的兩端分別為兩端封閉的圓管，兩個圓管之間橫向連接有間隔均勻的布氣橫管(1102)，布氣橫管(1102)的上端間隔均勻開設有內置單向閥的氣孔，一端的圓管與進氣管(10)相連通；所述富氧膜反應器(11)的上端與布氣橫管(1102)相垂直設有間隔均勻的富氧膜基體(1103)，為上寬下窄的等腰梯形狀結構，氣孔與富氧膜基體(1103)內部相連通，富氧膜基體(1103)里外兩層富氧膜采用熱熔方式粘結在一起，中間層為支撐骨架，富氧膜材料為聚合高分子材料，富氧膜基體(1103)的上端通過間隔均勻的尾氣集氣管(1104)固定相串聯，尾氣集氣管(1104)的另一端與富氧膜反應器尾氣收集管(12)相連通，富氧膜反應器(11)中近膜區為好氧區，適合硝化細菌生長，遠膜區域為厭氧區，適合反硝化細菌生長，中間層為兼氧區。
7.根據權利要求1所述的一種富氧膜反應器和膜生物反應器耦合污水處理系統，其特征在于，所述系統水利攪拌組件(16)為圓環狀結構，系統水利攪拌組件(16)的一端與循環水泵(15)出水端相連通，系統水利攪拌組件(16)的另一端通過支撐連接柱(1602)與耦合處理池(1)內壁固定相連接，系統水利攪拌組件(16)的內環壁上環形分布噴水頭(1601)，噴水頭(1601)逆時針斜向上分布。
8.根據權利要求1所述的一種富氧膜反應器和膜生物反應器耦合污水處理系統，其特征在于，所述無機膜生物反應器(18)的中間隔均勻設有豎向的無機膜基體(1801)，無機膜基體(1801)為上寬下窄的扭曲一百八十度的膜體結構構成；所述無機膜生物反應器(18)上端相鄰的兩個無機膜基體(1801)之間對稱固定設有呈V狀的凈水導流板(1802)，兩個凈水導流板(1802)的下端間隔與無機膜生物反應器(18)內腔聯通，產水泵出水管(23)處于耦合處理池(1)中的一端固定連接與凈水導流板(1802)的一端呈垂直狀態的集合管(2301)，集合管(2301)上分別對應每組兩個凈水導流板(1802)之間設有抽水支管(2302)，抽水支管(2302)的上端為向末端處斜切的斜口結構；所述循環水進水管(14)位于耦合處理池(1)中的一端高于凈水導流板(1802)的上端。
9.根據權利要求1所述的一種富氧膜反應器和膜生物反應器耦合污水處理系統，其特征在于，所述紫外消毒裝置(24)朝向清水池(2)中的一側開設有內藏安裝槽(2401)，內藏安裝槽(2401)的上端為斜切結構，內藏安裝槽(2401)中豎向間隔均勻設有紫外殺菌燈管(2402)。
10.根據權利要求1所述的一種富氧膜反應器和膜生物反應器耦合污水處理系統，其特征在于，所述氣攪拌組件(27)的內環壁上環形分布有至少六個呈逆時針分布的噴氣管(2701)，噴氣管(2701)下方的氣攪拌組件(27)上固定設有支撐架(2702)，支撐架(2702)的上端中部通過轉軸轉動連接有六葉狀的氣動攪拌葉輪(2703)，噴氣管(2701)的射流方向與氣動攪拌葉輪(2703)的旋轉方向相一致。
發明內容
本發明涉及一種富氧膜反應器和膜生物反應器耦合污水處理系統，通過模塊化強化處理，將富氧膜反應器和無機膜生物反應器相融合，充分發揮各自的優點，在富氧膜反應器中由于其獨特的結構形式和較高的氧利用效率，形成好氧區、兼氧區和厭氧區，用于對氨氮的硝化以及大部分總氮的去除，在反應器中形成同步硝化反硝化反應，在無機膜生物反應器中進一步強化去除水中污染物，并實現泥水的分離，在保證水量一定波動的情況下，使污水處理系統的出水水質穩定達標。
本發明提供了一種富氧膜反應器和膜生物反應器耦合污水處理系統，具體包括：耦合處理池、清水池、污泥儲存池、設備間、導流墻、污水進水管、送風風機、富氧膜反應器和無機膜生物反應器；所述耦合處理池的上方為設備間，設備間中有送風風機和控制系統，耦合處理池的一側設有清水池，耦合處理池的下端設有沉降斗，沉降斗的最下端設有剩余污泥排泥管，剩余污泥排泥管的另一端連接污泥儲存池；所述耦合處理池的一端上部設有污水進水管，污水進水管所在一側的耦合處理池內腔中豎向固定設有導流墻，導流墻的上端高于污水進水管的所在位置，導流墻的下端與耦合處理池內腔底部留有間隔；所述導流墻另一側的耦合處理池底部設有系統水利攪拌組件，系統水利攪拌組件上方的耦合處理池安裝長方體狀的富氧膜反應器，富氧膜反應器的上部位置設置無機膜生物反應器，富氧膜反應器和無機膜生物反應器之間固定設有圓形的氣攪拌組件；所述富氧膜反應器的一端與送風風機的出風端之間通過進氣管相連通，富氧膜反應器的另一端設置富氧膜反應器尾氣收集管，富氧膜反應器尾氣收集管的末端向上經過耦合處理池上端引出，且富氧膜反應器尾氣收集管上設有尾氣放空閥；所述送風風機的出風端管道上還連接有一根進氣管，該進氣管的另一端與氣攪拌組件相連通；所述無機膜生物反應器的上端遠離導流墻的一端向上設有產水泵出水管，產水泵出水管的末端處于清水池的上方；所述無機膜生物反應器的上部設置水質檢測儀和超聲波在線清洗裝置；所述清水池中設置紫外消毒裝置；所述清水池的上端連接循環水進水管，循環水進水管的另一端連接循環水泵，循環水泵的另一端與系統水力攪拌組件相連通。
可選地，所述沉降斗為上寬下窄的斗狀結構，剩余污泥排泥管的內端處于沉降斗的最下端位置處，剩余污泥排泥管上設有控制閥，剩余污泥排泥管定期排放污泥。
可選地，所述污水進水管一側的耦合處理池池底邊角處設有邊角導流楔塊，邊角導流楔塊的上端為內凹的圓弧結構。
可選地，所述導流墻上遠離污水進水管的一側固定設有導流內板，導流內板遠離導流墻的一側為斜向下斜切的斜面結構。
可選地，所述送風風機與富氧膜反應器相連通的進氣管上安裝有富氧膜組件進氣流量計和富氧膜組件進氣管壓力表。
可選地，所述富氧膜反應器11的下端為圓管焊制而成的矩形狀布氣架1101，布氣架1101的兩端分別為兩端封閉的圓管，兩個圓管之間橫向連接有間隔均勻的布氣橫管1102，布氣橫管1102的上端間隔均勻開設有內置單向閥的氣孔，一端的圓管與進氣管10相連通；
所述富氧膜反應器11的上端與布氣橫管1102相垂直設有間隔均勻的富氧膜基體1103，為上寬下窄的等腰梯形狀結構，氣孔與富氧膜基體1103內部相連通，富氧膜基體1103里外兩層富氧膜采用熱熔方式粘結在一起，中間層為支撐骨架，富氧膜材料為聚合高分子材料，富氧膜基體1103的上端通過間隔均勻的尾氣集氣管1104固定相串聯，尾氣集氣管1104的另一端與富氧膜反應器尾氣收集管12相連通，富氧膜反應器11中近膜區為好氧區，適合硝化細菌生長，遠膜區域為厭氧區，適合反硝化細菌生長，中間層為兼氧區。
可選地，所述系統水利攪拌組件為圓環狀結構，系統水利攪拌組件的一端與循環水泵出水端相連通，系統水利攪拌組件的另一端通過支撐連接柱與耦合處理池內壁固定相連接，系統水利攪拌組件的內環壁上環形分布噴水頭，噴水頭逆時針斜向上分布。
可選地，所述無機膜生物反應器的中間隔均勻設有豎向的無機膜基體，無機膜基體為上寬下窄的扭曲一百八十度的膜體結構構成；所述無機膜生物反應器上端相鄰的兩個無機膜基體之間對稱固定設有呈V狀的凈水導流板，兩個凈水導流板的下端間隔與無機膜生物反應器內腔聯通，產水泵出水管處于耦合處理池中的一端固定連接與凈水導流板的一端呈垂直狀態的集合管，集合管上分別對應每組兩個凈水導流板之間設有抽水支管，抽水支管的上端為向末端處斜切的斜口結構；
所述循環水進水管位于耦合處理池中的一端高于凈水導流板的上端。
可選地，所述紫外消毒裝置朝向清水池中的一側開設有內藏安裝槽，內藏安裝槽的上端為斜切結構，內藏安裝槽中豎向間隔均勻設有紫外殺菌燈管。
可選地，所述氣攪拌組件的內環壁上環形分布有至少六個呈逆時針分布的噴氣管，噴氣管下方的氣攪拌組件上固定設有支撐架，支撐架的上端中部通過轉軸轉動連接有六葉狀的氣動攪拌葉輪，噴氣管的射流方向與氣動攪拌葉輪的旋轉方向相一致。
本發明提供了一種富氧膜反應器和膜生物反應器耦合污水處理系統，具有如下有益效果：
1、本發明采用具有選擇透過性的聚合高分子富氧膜組件，其獨特的結構一方面使得多孔膜無泡供氧，實現氧的高效利用；另一方面為使得反應區形成好氧－兼氧－厭氧環境，使得硝化反硝化能夠同步進行，呈現了污染物的高效去除率。
2、本發明利用無機膜的高效泥水分離，保留了反應器中較高的生物量，使得系統中具有更高的污泥濃度，耐沖擊負荷強，并且有效節省了占地面積，通過設置在無機膜底部的氣吹掃和超聲波在線清洗裝置的向清洗，保證無機膜的高通量運行。
3、本發明根據進水和排水指標，自動實現調節運行參數，確保該系統能夠高效穩定自動化運行，既滿足反應區內的需要，節省能源的消耗，又能實現溶解氧的高效利用。
4、本發明通過模塊化強化處理，將富氧膜反應器和無機膜生物反應器相融合，充分發揮各自的優點，在富氧膜反應器中由于其獨特的結構形式和較高的氧利用效率，形成好氧區、兼氧區和厭氧區，用于對氨氮的硝化以及大部分總氮的去除，在反應器中形成同步硝化反硝化反應，在無機膜生物反應器中進一步強化去除水中污染物，并實現泥水的分離，在保證水量一定波動的情況下，使污水處理系統的出水水質穩定達標，提高了污染物的去除效果，運行維護相對簡單，能耗相對較低，保證出水水質更加穩定，占地面積小，從根本上解決了現行常規的處理設備氧利用率底、占地面積大和工藝存在的出水污染物不能達標的問題。
（發明人：劉妞;張傳兵;田金星;朱國亮;黃豆豆;梁翠翠;紀宏濤;康健;潘永超;楊衛東;王鵬;蔡振威）
