專利名稱：一種污水處理及再生循環(huán)利用裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種污水處理及再生循環(huán)利用裝置，屬于環(huán)境保護領域。
背景技術：
水資源與環(huán)境污染問題日益受到人類社會的重視，一方面淡水用量不斷增加，水資源日益緊缺，另一方面污水排放量日益增多，對環(huán)境污染日益嚴重，因此，污水處理和再生資源化循環(huán)利用越來越受到各國的重視。中國是一個水資源嚴重缺乏的國家，人均淡水資源占有量僅為世界平均水平的四分之一，是世界上最缺水的13個國家之一，目前，在全國600多座城市中，有400多座城市缺水，因此污水再生循環(huán)利用成為解決淡水資源不足的
關鍵。但是，我國當前的污水處理多為達標排放，成熟的污水再生循環(huán)利用技術不多，應用到工程實踐的更是少之又少，每天都有大量的污水經過處理達標后就直接排入江河、湖泊、海域，既造成了水資源的浪費又污染了環(huán)境，長此以往必將造成水資源的不可持續(xù)發(fā)展。據介紹，在我國城市水資源總消耗中，工業(yè)用水大約占2/3，如將污水經過再生處理后用于工業(yè)用水，在節(jié)水方面將有很大的潛力，等于增加了 2/3的淡水資源總量。近年來，我國環(huán)境工作者在污水處理，再生循環(huán)利用方面作了大量工作，中國專利CN200410024576. 8公開了“一種污水抽取再生水的工藝和專用設備”，它是將污水經過酶處理后，再經過濾和臭氧消毒而生產再生水的方法。中國專利CN101108760B公開了經過生化處理后達到排放標準的污水經過連續(xù)微濾處理的再生水循環(huán)利用方法，它是將生化出水的尾水作為源水，經過旋流混凝反應池、平流多斗沉淀池物化沉淀后進入中間水池，由提升泵送至連續(xù)微濾系統(tǒng)進行深度處理而生產再生水的方法。盡管污水再生的方法已有不少，各級政府和廣大環(huán)境工作者在污水再生循環(huán)利用方面也做了大量的工作，但是污水回用量在工業(yè)用水中所占比例卻不到2%，污水回用的領域也只限于對水質要求不高的行業(yè)，如工業(yè)沖渣除塵水、冷卻水、企業(yè)內部綠化、沖廁等雜用，在水質要求較高的生產工藝用水方面則嘗試很少。分析其原因，主要因為污水在工業(yè)上的循環(huán)利用存在如下問題1、再生水質量不高首先表現(xiàn)在現(xiàn)有的污水凈化再生技術難以去除污水中的殘留色度和臭味，再生水中還殘留有各種營養(yǎng)物質和細菌、霉菌、藻類等，遇到適宜的溫度、光照條件即會迅速繁殖導致水體發(fā)黑發(fā)臭，并產生難以處理的生物垢，對工藝設備也會造成不良影響，使再生水在工業(yè)生產中應用受到很大局限；其次是污水中總溶解鹽含量高，并含有大量可以形成水垢的鈣鎂鹽類物質，當其通過管道被輸送到用水工藝設備時，會因長期的電化學腐蝕作用，使用水設備受到損壞，隨著水中鈣鎂鹽類在用水設備中不斷地循環(huán)濃縮，進一步形成水垢，會導致用水設備阻塞。2、經濟上不合算生化后經過多級膜處理，雖然能夠實現(xiàn)污水再生，但是一次性設備投資大，運行成本高于現(xiàn)行自來水價，從經濟合算的標準衡量，仍然不盡如人意，再生水處理循環(huán)利用無法實現(xiàn)規(guī)?；? 二次污染傳統(tǒng)的再生水回用技術在對污水的凈化過程中通常采用加入絮凝劑和殺菌劑對水中微生物、膠體物、固體顆粒進行沉淀后，再經過砂濾過濾、多介質過濾和膜過濾的凈化工藝，其缺點是處理過程中要加入絮凝劑和消毒殺菌劑，不僅投資大、運行成本較高，而且加入的絮凝劑和殺菌劑還對環(huán)境造成不同程度的污染。由以上問題可知，研究開發(fā)適合中國經濟現(xiàn)狀和發(fā)展水平的安全、可靠、高效、低能耗、低投資、低成本的再生水循環(huán)利用技術和配套設備，為再生水回用的規(guī)模化、產業(yè)化發(fā)展奠定堅實的基礎成為一項迫在眉睫的任務。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有污水再生循環(huán)利用技術存在的問題，提供一種可克服現(xiàn)有污水再生技術中再生水質量較差、難以滿足工業(yè)生產的生產工藝用水水質要求，且投資大、運行成本高和對環(huán)境產生二次污染等缺陷，可減少污水排放，提高水的利用效率的污水處理裝置。本實用新型所述污水處理及再生循環(huán)利用裝置設有生化系統(tǒng)、電解系統(tǒng)、MBR系統(tǒng)
和深度處理系統(tǒng)；所述生化系統(tǒng)用于對污水進行生化處理得到生化出水，生化系統(tǒng)設有截流井、粗格柵、提升泵、細格柵、沉砂池、一級配水井、初沉池、生物處理設備、二級配水井、二沉池和污泥回流泵；截流井的進口通過管道與污水排出口聯(lián)接，截流井的出口接粗格柵的進口、粗格柵的出口接提升泵的進口，提升泵的出口接細格柵的進口、細格柵的出口接沉砂池的進口，沉砂池的出口接一級配水井的進口，一級配水井的出口接初沉池的進口，初沉池的出口接生物處理設備的進口，生物處理設備的出口接二級配水井的進口，二級配水井的出口接二沉池的進口，二沉池的出水口與電解系統(tǒng)的進口聯(lián)接，二沉池的污泥出口則一路經污泥回流泵與生物處理設備的進口聯(lián)接，另一路與污泥處理系統(tǒng)的進口聯(lián)接。所述生化系統(tǒng)還包括一個污泥處理系統(tǒng)，污泥處理系統(tǒng)用于將生化系統(tǒng)產生的污泥進行再生循環(huán)利用，污泥處理系統(tǒng)設有截止閥、一級污泥泵、電解機、緩沖罐、二級污泥泵、污水泵和污泥脫水裝置；截止閥的進口通過管道接二沉池的污泥出口聯(lián)接，截止閥的出口接一級污泥泵的進口，一級污泥泵的出口接電解機的進口，電解機的出口接緩沖罐的進口，緩沖罐的出水口經污水泵接生物處理設備的進水口，緩沖罐的的污泥出口則經二級污泥泵接污泥脫水裝置的進口，污泥脫水裝置的濾液出口通過管道與二沉池的進水口聯(lián)接，污泥脫水裝置處理所得的泥餅則外運。所述生物處理設備為厭氧池、缺氧池、曝氣池、氧化溝、序批式反應器SBR、生物濾池、生物轉盤或生物接觸氧化池的一種或兩種以上的組合。所述電解機設有電源和電解槽，電解槽內的電極為石墨、鈦、鐵、鋁、鋅、銅、鉛、鎳、鑰、鉻、金屬的合金和納米催化惰性電極等中的一種；所述納米催化惰性電極的表層涂覆有晶粒為10 35nm的金屬氧化物惰性催化涂層，所述納米催化惰性電極的基板可為鈦板或塑料板等，這種電極具有較高的電催化反應活性，可以大幅度降低電解的過電位，減少副反應的發(fā)生。所述污泥脫水裝置為真空過濾脫水裝置、壓濾脫水裝置、離心脫水裝置和膜過濾裝置中的一種，所述的壓濾脫水裝置為帶式壓濾機、板框壓濾機二者的一種，所述膜過濾裝置為微濾膜過濾裝置、超濾膜過濾裝置二者中的一種；所述微濾膜過濾裝置的膜組件為陶瓷膜、金屬膜組件二者中的一種，所述超濾膜過濾裝置的膜組件為陶瓷膜、金屬膜組件二者中的一種。所述電解系統(tǒng)用于對生化處理排放污水進行電解處理，電解系統(tǒng)設有截止閥、供水泵和電解機；截止閥的進口外接生化出水排出口，供水泵的進口接截止閥的出口，供水泵的出口接電解機的進口，電解機的出口與MBR系統(tǒng)的進口聯(lián)接。所述MBR系統(tǒng)用于將電解系統(tǒng)所得凈化污水進行進一步處理，MBR系統(tǒng)設有截止閥、格柵、MBR反應池、MBR膜組件、鼓風機、曝氣器、排污泵、出水泵、初級再生水貯罐和MBR清洗系統(tǒng)；所述截止閥的進口接電解系統(tǒng)的電解機的出口，截止閥出口接格柵的進口，格柵的出口接MBR反應池的進口，MBR膜組件浸沒在MBR反應池內，通過鼓風機及分布的曝氣器對其進行曝氣，MBR反應池的濾液出口接出水泵的進口，出水泵的出口接初級再生水貯罐的進口，MBR反應池的污泥出口接排污泵的進口，污泥經過排污泵抽吸至污泥處理系統(tǒng)進行處理；所述MBR膜組件可選自聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜、聚丙烯(PP)中空纖維膜、聚砜(PS)中空纖維膜、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)和聚氯乙烯(PVC)中空纖維膜等中的一種，所述MBR膜組件的膜孔徑可為0. 10 0. 2 y m,能高效進行固液分離，工作壓力為-I _50kPa,工作溫度為5 45°C,適用pH為I 14,出水固定懸浮物可降至lmg/L,濁度可降至INTU以下。該系統(tǒng)可徹底去除污水中的細菌和大腸桿菌，出水的大腸菌群為0，而菌落總數(shù)低于lCFU/mL ;所述MBR清洗系統(tǒng)用于清洗MBR膜組件，MBR清洗系統(tǒng)設有清洗液罐、反沖洗泵和截止閥；清洗液罐的出口接反沖洗泵的進口，反沖洗泵的出口接截止閥的進口，截止閥的出口接MBR系統(tǒng)。所述深度處理系統(tǒng)用于將MBR系統(tǒng)處理所得的初級再生水進行電容吸附脫鹽、分離，得透析水和濃縮水，透析水進一步通過消毒得到再生水，深度處理系統(tǒng)設有截止閥、提升泵、保安過濾器、供水泵、電容脫鹽裝置、消毒裝置、再生水貯罐和濃縮水增壓泵；所述截止閥的進口接MBR系統(tǒng)初級再生水貯罐的出口，截止閥出口接提升泵的進口，提升泵的出口接保安過濾器的進口，保安過濾器的出口接供水泵的進口，供水泵的進口接電容脫鹽裝置的進口，電容脫鹽裝置的透析水出口接消毒裝置的進口，消毒裝置的出口接再生水貯罐的進口 ；深度處理系統(tǒng)將MBR系統(tǒng)所得初級再生水經保安過濾器后用供水泵泵入電容脫鹽裝置，經電容脫鹽裝置處理得透析水和濃縮水，透析水經消毒裝置消毒后進入貯罐得再生水；濃縮水則經過濃縮水增壓泵回流進入電解凈化系統(tǒng)循環(huán)使用；所述消毒裝置為電解機、加氯系統(tǒng)、二氧化氯消毒器、臭氧消毒系統(tǒng)和紫外消毒器中的一種；所述電解機設有電源和電解槽；所述加氯系統(tǒng)設有加氯機、接觸池、混合設備和氯瓶；所述臭氧消毒裝置設有臭氧發(fā)生器、臭氧接觸池和尾氣臭氧分解器。采用本實用新型對污水進行處理，產生的再生水水質良好，各項指標遠優(yōu)于GB/T19923-2005《城市污水再生利用工業(yè)用水水質》標準，可作為各種行業(yè)的工業(yè)的生產工藝用水，即直接應用到工業(yè)的生產各工序中，達到清潔生產的目的。同時，本實用新型還可以對污泥進行處理，通過溶解、氧化污泥中有機成分，再回流至生物處理設備進行循環(huán)作用，不僅使得污泥中微生物細胞壁被破壞，細胞質溶出，提高了污泥的可生化性，便于后續(xù)微生物的降解，從而減少剩余污泥產量，而且溶出的細胞質也可以作為微生物的碳源，補充其營養(yǎng)物質，從而增加生物活性，提高生物處理污水的效率，達到污水、污泥雙重處理的功效。采用該技術路線解決了現(xiàn)有污水處理及再生循環(huán)利用技術難題，具有如下優(yōu)勢I、本實用新型采用電解處理污水的方法，具有如下突出效果(1)在電流作用下電解使使殘留于污水中的大分子開環(huán)或斷鏈，增強污水的可生化性；(2)電解產生的初生態(tài)的氯[Cl]、羥基[0H]和初生態(tài)的氧[0]并氧化分解有機物，快速降低C0D; (3)氧化分解污水中的氨氮，使殘留氨氮進一步氧化，氨氮的脫除率可達80 90%，同時消除水中臭味。(4)大幅度降低污水的色度，經過了生化、物化等多種方法處理后二沉池出水的色度在80 300之間，一般的處理方法很難進一步脫除色度，經過電解可以將污水的色度從80 300之間降低到16 32。(5)使污水中的懸浮物、膠體、帶電微粒在電場作用下凝聚形成較大顆粒后，經過后續(xù)的MBR系統(tǒng)過濾去除得凈化污水。(6)污水中的重金屬離子向電解機電解槽的陰極移動，在陰極形成沉淀，從而降低污水中的重金屬離子含量。2、降低污水COD總排放量，大幅提高污水可生化性傳統(tǒng)的生化末端加膜過濾技術，雖然可以實現(xiàn)部分中水回用，但不能降低污水COD的總排放量，本實用新型電解產生的初生態(tài)的氯[Cl]、羥基[0H]和初生態(tài)的氧[0]使殘留于污水中的大分子開環(huán)或斷鏈并迅速氧化分解有機物，不但大幅度降低污水COD的總排放量，而且提高污水的可生化性；3、回用水率高、成本低污水的回用率高達70% 90%，排放污水少，能耗低，高純再生水生產成本低于I元/噸，遠低于現(xiàn)行自來水價；4、回用水質高采用該技術路線產生的再生水無色、無味，水質主要指標如表1，可以滿足各種行業(yè)工業(yè)用水的水質要求；表I再生水水質指標
權利要求1.一種污水處理及再生循環(huán)利用裝置，其特征在于設有生化系統(tǒng)、電解系統(tǒng)、MBR系統(tǒng)和深度處理系統(tǒng)； 所述生化系統(tǒng)設有截流井、粗格柵、提升泵、細格柵、沉砂池、一級配水井、初沉池、生物處理設備、二級配水井、二沉池和污泥回流泵；截流井的進口通過管道與污水排出口聯(lián)接，截流井的出口接粗格柵的進口、粗格柵的出口接提升泵的進口，提升泵的出口接細格柵的進口、細格柵的出口接沉砂池的進口，沉砂池的出口接一級配水井的進口，一級配水井的出口接初沉池的進口，初沉池的出口接生物處理設備的進口，生物處理設備的出口接二級配水井的進口，二級配水井的出口接二沉池的進口，二沉池的出水口與電解系統(tǒng)的進口聯(lián)接，二沉池的污泥出口則一路經污泥回流泵與生物處理設備的進口聯(lián)接，另一路與污泥處理系統(tǒng)的進口聯(lián)接； 所述生化系統(tǒng)還包括一個污泥處理系統(tǒng)，設有截止閥、一級污泥泵、電解機、緩沖罐、二級污泥泵、污水泵和污泥脫水裝置；截止閥的進口通過管道接二沉池的污泥出口，截止閥的出口接一級污泥泵的進口，一級污泥泵的出口接電解機的進口，電解機的出口接緩沖罐的進口，緩沖罐的出水口經污水泵接生物處理設備的進水口，緩沖罐的污泥出口則經二級污泥泵接污泥脫水裝置的進口，污泥脫水裝置的濾液出口通過管道與二沉池的進水口聯(lián)接； 所述電解系統(tǒng)設有截止閥、供水泵和電解機；截止閥的進口外接生化出水排出口，供水泵的進口接截止閥的出口，供水泵的出口接電解機的進口，電解機的出口與MBR系統(tǒng)的進口聯(lián)接； 所述MBR系統(tǒng)設有截止閥、格柵、MBR反應池、MBR膜組件、鼓風機、曝氣器、排污泵、出水泵、初級再生水貯罐和MBR清洗系統(tǒng)；所述截止閥的進口接電解系統(tǒng)的電解機的出口，截止閥出口接格柵的進口，格柵的出口接MBR反應池的進口，MBR膜組件浸沒在MBR反應池內，通過鼓風機及分布的曝氣器對其進行曝氣，MBR反應池的濾液出口接出水泵的進口，出水泵的出口接初級再生水貯罐的進口，MBR反應池的污泥出口接排污泵的進口 ； 所述深度處理系統(tǒng)設有截止閥、提升泵、保安過濾器、供水泵、電容脫鹽裝置、消毒裝置、再生水貯罐和濃縮水增壓泵；所述截止閥的進口接MBR系統(tǒng)初級再生水貯罐的出口，截止閥出口接提升泵的進口，提升泵的出口接保安過濾器的進口，保安過濾器的出口接供水泵的進口，供水泵的進口接電容脫鹽裝置的進口，電容脫鹽裝置的透析水出口接消毒裝置的進口，消毒裝置的出口接再生水貯罐的進口。
2.如權利要求I所述的一種污水處理及再生循環(huán)利用裝置，其特征在于所述生物處理設備為厭氧池、缺氧池、曝氣池、氧化溝、序批式反應器SBR、生物濾池、生物轉盤和生物接觸氧化池中的一種或兩種以上的組合。
3.如權利要求I所述的一種污水處理及再生循環(huán)利用裝置，其特征在于所述電解機設有電源和電解槽；所述電解槽內的電極為石墨電極、鈦電極、鐵電極、鋁電極、鋅電極、銅電極、鉛電極、鎳電極、鑰電極、鉻電極、合金電極和納米催化惰性電極中的一種。
4.如權利要求3所述的一種污水處理及再生循環(huán)利用裝置，其特征在于所述納米催化惰性電極的表層涂覆有晶粒為10 35nm的金屬氧化物惰性催化涂層，所述納米催化惰性電極的基板為鈦板或塑料板。
5.如權利要求I所述的一種污水處理及再生循環(huán)利用裝置，其特征在于所述污泥脫水裝置為真空過濾脫水裝置、壓濾脫水裝置、離心脫水裝置和膜過濾裝置中的一種，所述的壓濾脫水裝置為帶式壓濾機、板框壓濾機二者中的一種，所述膜過濾裝置為微濾膜過濾裝置、超濾膜過濾裝置二者中的一種。
6.如權利要求5所述的一種污水處理及再生循環(huán)利用裝置，其特征在于所述微濾膜過濾裝置的膜組件為陶瓷膜、金屬膜組件二者中的一種，所述超濾膜過濾裝置的膜組件為陶瓷膜、金屬膜組件二者中的一種。
7.如權利要求I所述的一種污水處理及再生循環(huán)利用裝置，其特征在于所述MBR膜組件選自聚偏氟乙烯中空纖維膜、聚丙烯中空纖維膜、聚砜中空纖維膜、聚醚砜、聚丙烯腈和聚氯乙烯中空纖維膜中的一種。
8.如權利要求I或7所述的一種污水處理及再生循環(huán)利用裝置，其特征在于所述MBR膜組件的膜孔徑為0. 10 0. 2iim，工作壓力為-I -50kPa，工作溫度為5 45°C，適用pH為I 14。
9.如權利要求I所述的一種污水處理及再生循環(huán)利用裝置，其特征在于所述MBR清洗系統(tǒng)設有清洗液罐、反沖洗泵和截止閥；清洗液罐的出口接反沖洗泵的進口，反沖洗泵的出口接截止閥的進口，截止閥的出口接MBR系統(tǒng)。
10.如權利要求I所述的一種污水處理及再生循環(huán)利用裝置，其特征在于所述消毒裝置為電解機、加氯系統(tǒng)、二氧化氯消毒器、臭氧消毒系統(tǒng)和紫外消毒器中的一種。
專利摘要一種污水處理及再生循環(huán)利用裝置，設有生化系統(tǒng)、電解系統(tǒng)、MBR系統(tǒng)和深度處理系統(tǒng)。所述生化系統(tǒng)設有截流井、粗格柵、提升泵、細格柵、沉砂池、一級配水井、初沉池、生物處理設備、二級配水井、二沉池和污泥回流泵，截流井的進口通過管道與污水排出口聯(lián)接，截流井的出口接粗格柵的進口、粗格柵的出口接提升泵的進口，所述生化系統(tǒng)還包括一個污泥處理系統(tǒng)；所述電解系統(tǒng)設有截止閥、供水泵和電解機；所述MBR系統(tǒng)設有截止閥、格柵、MBR反應池、MBR膜組件、鼓風機、曝氣器、排污泵、出水泵、初級再生水貯罐和MBR清洗系統(tǒng)；所述深度處理系統(tǒng)設有截止閥、提升泵、保安過濾器、供水泵、電容脫鹽裝置、消毒裝置、再生水貯罐和濃縮水增壓泵。本實用新型具有回用水率高、成本低、回用水質高等優(yōu)點。
文檔編號C02F9/14GK202576161SQ20122019297
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權日2012年5月3日
發(fā)明者張世文, 許雅玲, 趙玉琴, 楊幼軍 申請人:波鷹(廈門)科技有限公司