專利名稱：中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種模塊式高效污水處理裝置，尤其涉及一種可用于村鎮(zhèn)集中居 住區(qū)、分散社區(qū)、流動(dòng)性工地等生活污水處理的中小型模塊式高效終端處理裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡問題的重視，農(nóng)村集中居住區(qū)、具流動(dòng)性質(zhì) 的工地、城市較分散社區(qū)等沒有被集中污水處理廠覆蓋到區(qū)域生活污水的處理逐漸被納入 到污水總體框架中，這些地區(qū)污水處理設(shè)施的建設(shè)也逐步展開。一般來說，傳統(tǒng)的分散型生 活污水工藝包括化糞池、人工濕地、氧化塘、滴濾床等，其設(shè)計(jì)主要著眼于低投資、低能耗等 方面。這些傳統(tǒng)技術(shù)處理效率較低，對(duì)污水水質(zhì)、水量的波動(dòng)適應(yīng)性差，出水水質(zhì)也波動(dòng)較 大。且由于某些區(qū)域諸如農(nóng)村集中居住區(qū)生活污水中N、P元素含量較高，強(qiáng)調(diào)低能耗的傳 統(tǒng)技術(shù)難以強(qiáng)化對(duì)N、P元素的去除。與以上技術(shù)配套的設(shè)備普遍采用鋼筋混凝土池體，占地面積較大，設(shè)備或部件大 多固定安裝，不便于移動(dòng)和更換。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式導(dǎo)致了工程設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試整個(gè)周期冗長(zhǎng)， 對(duì)污水水源的適用性也較差。另外這些設(shè)施普遍存在自動(dòng)化程度低、需不定期維護(hù)等弱點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的問題是避免上述技術(shù)及其設(shè)計(jì)方式的不足和弱點(diǎn)，提供 一種主要結(jié)構(gòu)模塊化、可移動(dòng)、占地面積小、自動(dòng)化程度高、出水效果好、處理效率高的終端
處理裝置。本中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置主要包括兼氧區(qū)、接觸氧化與膜分離 區(qū)、清水區(qū)、設(shè)備區(qū)。兼氧區(qū)內(nèi)部設(shè)彈性填料模塊架構(gòu)，下部設(shè)排泥管、布水管，上部設(shè)出水 布水管。接觸氧化與膜分離區(qū)內(nèi)部設(shè)組合填料模塊架構(gòu)和柱式膜模塊架構(gòu)及底部曝氣系 統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)由供風(fēng)管路和分布于整個(gè)接觸氧化與膜分離區(qū)底部的微孔曝氣盤組成。清水區(qū)包括鋸齒形出水堰、清水區(qū)本體及整裝置出水管。設(shè)備區(qū)設(shè)于清水區(qū)下部空間內(nèi)，其右上部為電氣控制系統(tǒng)，設(shè)備區(qū)自上向下分別 排列膜抽吸及反沖洗系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、進(jìn)水泵。膜抽吸及反洗系統(tǒng)一端接柱式膜模塊架構(gòu)上端集 水管，另一端接至清水區(qū)下部。風(fēng)機(jī)出口與接觸氧化區(qū)供風(fēng)管路相連。進(jìn)水泵進(jìn)口接整裝 置進(jìn)水管及接觸氧化與膜分離區(qū)混合液回流管，進(jìn)水泵出口接兼氧區(qū)進(jìn)水管。整裝置頂部設(shè)頂蓋，可打開進(jìn)行內(nèi)部檢修或模塊安裝、取出。 所述彈性填料模塊架構(gòu)由某種彈性填料及不銹鋼框架組成，所述組合填料模塊架 構(gòu)由某種組合填料及不銹鋼框架構(gòu)成，所述柱式膜模塊架構(gòu)由某種高集成柱式膜組件群及 不銹鋼框架組成，高集成柱式膜組件內(nèi)部設(shè)某種中空纖維膜絲，膜絲壁上分布的微孔孔徑 約0. 1 μ m，柱式膜組件上端蓋設(shè)集水管，下端蓋內(nèi)部設(shè)微孔曝氣器及外部進(jìn)氣管。所述膜抽吸及反洗系統(tǒng)由自吸泵與四個(gè)電磁閥組成的抽吸及反洗管路組成。本中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置整體結(jié)構(gòu)一體式，可地埋、可置于地 上。其動(dòng)力系統(tǒng)使用太陽(yáng)能電池及常規(guī)電雙電源，天氣晴好時(shí)太陽(yáng)能收集系統(tǒng)將光能轉(zhuǎn)化 為電能儲(chǔ)存于電池系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)依靠電池內(nèi)儲(chǔ)存的電能工作，僅陰雨天氣需使用常規(guī)電 源。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于該中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置是一種特別 適合于分散型生活污水快速、高效處理的新型裝置。該裝置將活性污泥法、生物膜法、MBR 技術(shù)整合為一體，分離效果好，處理效率高，出水可達(dá)國(guó)標(biāo)生活污水一級(jí)B甚至一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。 該裝置可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化制作，無需現(xiàn)場(chǎng)安裝，內(nèi)部主要構(gòu)件模塊式設(shè)計(jì)，可隨時(shí)更換。該裝置 運(yùn)行實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，無需專人看管。另外由于整合了太陽(yáng)能技術(shù)，該裝置對(duì)常規(guī)電能的依 賴性低，運(yùn)行成本低廉。一體式結(jié)構(gòu)更便于移動(dòng)和運(yùn)輸，可隨污水水源靈活調(diào)整。

圖1是本中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置柱式膜組件結(jié)構(gòu)及膜抽吸及 反洗系統(tǒng)示意圖圖中1_兼氧區(qū)，2-接觸氧化與膜分離區(qū)，3-清水區(qū)，4-設(shè)備區(qū)，5-彈性填料模 塊架構(gòu)，6-不銹鋼框架，7-彈性填料，8-組合填料模塊架構(gòu)，9-不銹鋼框架，10-組合填 料，11"柱式膜模塊架構(gòu)，12-高集成柱式膜組件，13-鋸齒形出水堰，14-整裝置出水管， 15-風(fēng)機(jī)，16-進(jìn)水泵，17-膜抽吸及反洗系統(tǒng)，18-流量計(jì)，19-供風(fēng)管路，20-整裝置進(jìn)水 管，21-混合液回流管，22-兼氧區(qū)進(jìn)水管，23-曝氣系統(tǒng)，24-管路支架，25-微孔曝氣盤， 26-兼氧區(qū)布水管，26-排泥管，28-兼氧區(qū)出水至接觸氧化與膜分離區(qū)布水管，29-裝置頂 蓋，30-柱式膜組件下端蓋，31-柱式膜組件進(jìn)氣管，32-柱式膜組件上端蓋，33-柱式膜組件 集水及反沖洗管，34-中空纖維膜絲，35-不銹鋼框架，36-電磁閥1，37-電磁閥2，38-電磁 閥3，39-電磁閥4，40-自吸泵，41-裝置進(jìn)水管電磁閥。
具體實(shí)施方式
如圖所示，本實(shí)用新型一中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置分兼氧區(qū)1、 接觸氧化與膜分離區(qū)2、清水區(qū)3、設(shè)備區(qū)4四個(gè)主要部分。兼氧區(qū)1內(nèi)設(shè)彈性填料模塊架構(gòu)5及底部排泥管27、布水管26、出水至接觸氧化 與膜分離區(qū)2的布水管28，彈性填料模塊架構(gòu)5由不銹鋼框架6及固定于框架上的彈性填 料7組成。接觸氧化與膜分離區(qū)2內(nèi)部分設(shè)組合填料模塊架構(gòu)8和柱式膜模塊架構(gòu)11、曝氣 系統(tǒng)23。其中組合填料模塊架構(gòu)8由不銹鋼框架9及固定于框架上的組合填料10組成，柱 式膜模塊架構(gòu)11由不銹鋼框架32及固定于框架內(nèi)的高集成柱式膜組件12組成，曝氣系統(tǒng) 23由供風(fēng)管路19和分布于整個(gè)接觸氧化與膜分離區(qū)底部的微孔曝氣盤25組成，微孔曝氣 盤25通過管路支架24固定。高集成柱式膜組件12內(nèi)部由某種中空纖維膜絲34、下端蓋30、上端蓋32構(gòu)成。中 空纖維膜絲34壁上分布的微孔孔徑約0. 1 μ m，組件上端蓋32設(shè)集水及反沖洗水管33，組件下端蓋30內(nèi)設(shè)微孔曝氣器并設(shè)進(jìn)氣管31，進(jìn)氣管31接供風(fēng)管路19。清水區(qū)3包括鋸齒形出水堰13、清水區(qū)本體及整裝置出水管14。設(shè)備區(qū)4設(shè)于清水區(qū)3下部空間內(nèi)，其右上部為電氣控制系統(tǒng)，設(shè)備區(qū)自上向下分 別排列膜抽吸及反沖洗系統(tǒng)17、風(fēng)機(jī)15、進(jìn)水泵16。膜抽吸及反洗系統(tǒng)17 —端接柱式膜模 塊架構(gòu)上端集水及反沖洗水管33，另一端接至清水區(qū)3下部。風(fēng)機(jī)15出口與供風(fēng)管路19 相連。進(jìn)水泵16進(jìn)口接整裝置進(jìn)水管20及接觸氧化與膜分離區(qū)混合液回流管21，進(jìn)水泵 16出口通過兼氧區(qū)1進(jìn)水管22接至兼氧區(qū)布水管26。整裝置頂部設(shè)頂蓋29，可打開進(jìn)行內(nèi)部檢修或模塊安裝、取出。本中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置的工作主要機(jī)理本模塊式高效終端處理裝置的工作原理基于活性污泥法、生物膜法、MBR三種技術(shù) 的整合，通過整合技術(shù)的生化作用，對(duì)污水中的有機(jī)物、N、P進(jìn)行降解、轉(zhuǎn)化，降低其含量，通 過膜的高效物理過濾作用，將大分子可溶性物質(zhì)、細(xì)菌和膠體、污泥等截留于膜外從而得到 水質(zhì)較好的水。本中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置的工作過程1、進(jìn)水泵16經(jīng)進(jìn)水管20、管路22抽吸廢水及并通過布水管26將其均勻布水至兼 氧區(qū)1，同時(shí)部分接觸氧化區(qū)內(nèi)污泥與廢水的混合液也通過進(jìn)水泵16的抽吸沿同一管路進(jìn) 入兼氧區(qū)1，其回流量可通過管道上的閥門調(diào)節(jié)。在兼氧環(huán)境下，通過分布于兼氧區(qū)1內(nèi)彈 性填料7上的生物膜及區(qū)域內(nèi)處于慢速沉降狀態(tài)的懸浮污泥對(duì)原廢水中的有機(jī)物進(jìn)行初 步降解、轉(zhuǎn)化，將某些大分子、難降解有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易降解、小分子形態(tài)以利于后續(xù)接觸 氧化段的高效運(yùn)行，該區(qū)域同時(shí)完成回流混合液的反硝化過程。2、兼氧區(qū)1底部設(shè)排泥管27，據(jù)裝置內(nèi)污泥濃度高低情況定期排泥。3、兼氧區(qū)1經(jīng)初步降解、轉(zhuǎn)化的后的廢水通過布水管28均勻出水自流入接觸氧化 與膜分離區(qū)2。風(fēng)機(jī)通過底部微孔曝氣盤25將空氣以無數(shù)細(xì)小氣泡形態(tài)釋放，向廢水中提 供充足溶解氧，同時(shí)氣泡上升的攪拌作用使整個(gè)區(qū)域內(nèi)的污泥與廢水完全混合并處于懸浮 狀態(tài)，附著于組合填料10上的生物膜及懸浮于廢水中的污泥成為微生物的優(yōu)良載體，并由 于出水時(shí)柱式膜組件12的高效物理過濾作用，使得活性污泥被截留于反應(yīng)器內(nèi)從而可維 持較高的污泥濃度。上述有利于維持較高微生物濃度、活性的條件使微生物能夠高效的發(fā) 揮其生化作用，大部分有機(jī)污染物得以去除。另外氨氮在好氧環(huán)境下被轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，為最 終將氮去除，將此區(qū)內(nèi)硝態(tài)氮濃度較高的廢水部分回流至兼氧區(qū)完成氮的反硝化過程。4、裝置的出水是通過自吸泵40對(duì)設(shè)于接觸氧化與膜分離區(qū)2內(nèi)的柱式膜組件12 抽吸完成的，出水時(shí)電磁閥37、39自動(dòng)打開、電磁閥36、38自動(dòng)關(guān)閉形成向清水區(qū)4的出水 管路。抽吸作用使中空纖維膜絲34內(nèi)形成負(fù)壓，由于膜絲內(nèi)外存在壓差從而可使外部的水 順利通過膜壁，而大分子物質(zhì)、細(xì)菌和膠體、污泥等粒徑大于中空纖維膜絲34壁上微孔徑 的物質(zhì)則被截留下來，于是可保證較好的出水水質(zhì)。5、出水過程間歇操作，工作周期10分鐘，其中(40) 8分鐘抽吸出水，2分鐘停泵。抽 吸出水期間，柱式膜組件下端蓋30內(nèi)微孔曝氣器釋放的細(xì)碎氣泡及由此形成的上向水流， 不斷對(duì)膜絲表面進(jìn)行沖刷，可降低膜外污泥阻力；停泵期間，底部微孔曝氣器仍處于工作狀 態(tài)，形成的細(xì)碎氣泡在上升過程中隨著水壓減小而膨脹產(chǎn)生爆裂對(duì)膜絲產(chǎn)生連續(xù)的震動(dòng)和 摩擦去除掉附著在膜絲外壁的菌團(tuán)黏液和雜物，減輕膜絲污染，提高膜組件的出水量。為保證中空纖維膜絲34長(zhǎng)期高效運(yùn)行，除出水間歇操作外，每12小時(shí)膜反洗系統(tǒng)工作一次以較徹底的清除粘附于膜絲外壁上的雜物。反洗時(shí)，電磁閥36、38自動(dòng)打開、電磁 閥37、39自動(dòng)關(guān)閉形成清水區(qū)向膜組件的通路，自吸泵抽吸清水區(qū)的水通過此通路反向進(jìn) 入膜組件并在中空纖維膜絲內(nèi)壁上形成水壓，促使水自內(nèi)向外流出膜絲的形成反沖洗去除 壁外附著的污泥等雜物。必要時(shí)可在反沖洗時(shí)向清水區(qū)注入化學(xué)清洗劑以提高清洗效果。6、上述所有設(shè)備啟停、閥門開關(guān)等動(dòng)作均由電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)控制，通過PLC程 度設(shè)定，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間、周期也可調(diào)整。除了受PLC控制外，膜抽吸及反洗系統(tǒng)系統(tǒng)、進(jìn)水泵、進(jìn)水電磁閥等啟停動(dòng)作同時(shí) 受設(shè)于兼氧區(qū)1、接觸氧化與膜分離區(qū)2、清水區(qū)4內(nèi)的液位計(jì)控制，液位計(jì)預(yù)設(shè)高低液位， 高液位啟動(dòng)，低液位停泵。上述裝置實(shí)現(xiàn)形式等說明是非限定性的，在不脫離本實(shí)用新型總體思路框架下的 變動(dòng)及修改，均屬本實(shí)用新型保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求一種中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置，主要由兼氧區(qū)(1)、接觸氧化與膜分離區(qū)(2)、清水區(qū)(3)、設(shè)備區(qū)(4)四個(gè)部分組成。其特征是兼氧區(qū)(1)內(nèi)設(shè)彈性填料模塊架構(gòu)(5)及布水管(26)、(28)、底部排泥管(27)。接觸氧化與膜分離區(qū)(2)內(nèi)部設(shè)組合填料模塊架構(gòu)(8)和柱式膜模塊架構(gòu)(11)、曝氣系統(tǒng)(23)。清水區(qū)(3)包括鋸齒形出水堰(13)、清水區(qū)本體及整裝置出水管(14)。設(shè)備區(qū)(4)設(shè)電氣控制系統(tǒng)、膜抽吸及反沖洗系統(tǒng)(17)、風(fēng)機(jī)(15)、進(jìn)水泵(16)。膜抽吸及反洗系統(tǒng)(17)一端接柱式膜模塊架構(gòu)上端集水及反沖洗水管(33)，另一端接至清水區(qū)(3)下部。風(fēng)機(jī)(15)出口與供風(fēng)管路(19)相連。進(jìn)水泵(16)進(jìn)口接整裝置進(jìn)水管(20)及接觸氧化與膜分離區(qū)混合液回流管(21)，進(jìn)水泵(16)出口通過兼氧區(qū)(1)進(jìn)水管(22)接至兼氧區(qū)布水管(26)。
2.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置，其特征在于 彈性填料模塊架構(gòu)(5)由不銹鋼框架(6)及固定于框架上的彈性填料(7)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置，其特征在于 組合填料模塊架構(gòu)(8)由不銹鋼框架(9)及固定于框架上的組合填料(10)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置，其特征在于 柱式膜模塊架構(gòu)(11)由不銹鋼框架(35)及固定于框架內(nèi)的高集成柱式膜組件(12)組成。 高集成柱式膜組件(12)內(nèi)部由中空纖維膜絲(34)、下端蓋(30)、上端蓋(32)構(gòu)成。中空纖 維膜絲(34)壁上分布的微孔孔徑約0. 1 μ m，組件上端蓋(32)設(shè)集水及反沖洗水管(33)， 組件下端蓋(30)內(nèi)設(shè)微孔曝氣器并通過進(jìn)氣管(31)接供風(fēng)管路(19)。
5.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置，其特征在于 曝氣系統(tǒng)(23)由供風(fēng)管路(19)和分布于整個(gè)接觸氧化與膜分離區(qū)底部的微孔曝氣盤(25) 組成，微孔曝氣盤(25)通過管路支架(24)固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置，其特征在于 接觸氧化區(qū)與膜分離區(qū)(2)至兼氧區(qū)(1)設(shè)混合液回流管(21)，借助進(jìn)水泵(16)的動(dòng)力將 接觸氧化與膜分離區(qū)(2)的混合液經(jīng)兼氧區(qū)(1)進(jìn)水管(22)回流至兼氧區(qū)(1)并通過布 水管(26)均勻布水。
7.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的模塊式高效終端處理裝置，其特征在于模塊式高效終端 處理裝置頂部設(shè)頂蓋(29)，可打開進(jìn)行內(nèi)部檢修或模塊安裝、取出。
8.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置，其特征在于 膜抽吸及反洗系統(tǒng)(17)由電磁閥(37)、(38)、(39)、(40)及配套管路通過PLC自動(dòng)控制構(gòu) 成，反洗時(shí)清水區(qū)為反洗水源。
9.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的中小型生活污水模塊式高效終端處理裝置，其特征在于 模塊式高效終端處理裝置具有太陽(yáng)能電池系統(tǒng)和常規(guī)電源雙電源，兩種電源可自由切換。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可用于村鎮(zhèn)集中居住區(qū)、分散社區(qū)、流動(dòng)性工地等生活污水處理的中小型模塊化高效終端處理裝置。它設(shè)兼氧區(qū)、接觸氧化與膜分離區(qū)、清水區(qū)、設(shè)備區(qū)。兼氧區(qū)內(nèi)設(shè)彈性填料模塊架構(gòu)、布水管、排泥管；接觸氧化與膜分離區(qū)內(nèi)設(shè)組合填料模塊架構(gòu)、柱式膜模塊架構(gòu)、曝氣系統(tǒng)、回流管；清水區(qū)設(shè)出水堰；設(shè)備區(qū)設(shè)電氣控制系統(tǒng)、膜抽吸及反沖洗系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、進(jìn)水泵，進(jìn)水泵接進(jìn)水管及混合液回流管，風(fēng)機(jī)與曝氣系統(tǒng)相連，膜抽吸及反沖洗系統(tǒng)兩端分接柱式膜模塊架構(gòu)出水管及清水區(qū)下部，裝置設(shè)頂蓋。該裝置使用整合高效生化技術(shù)，處理效率高，出水效果好，一體式結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計(jì)，安裝、維護(hù)、移動(dòng)便捷，全自動(dòng)控制，對(duì)常規(guī)電能依賴性低。
文檔編號(hào)C02F3/30GK201660524SQ20092028439
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者孫祥, 徐進(jìn), 朱健, 王福祥, 韓敏 申請(qǐng)人:蘇州市德健環(huán)保工程有限公司