一種污水處理一體化設(shè)備及其工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及的是一種污水處理一體化設(shè)備及其工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]膜技術(shù)被譽(yù)為21世紀(jì)的水處理技術(shù)，在近40年來(lái)發(fā)展日益迅速。與傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比，膜技術(shù)具有節(jié)能、投資少、操作簡(jiǎn)便、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用給人類帶來(lái)了巨大的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用范圍很廣泛，既可用于飲用水處理也可用于廢水處理，在某些特殊行業(yè)的水處理方面也有涉足。
[0003]在膜技術(shù)應(yīng)用過程中，膜污染是最大的問題。隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，污染物吸附在膜表面，經(jīng)過長(zhǎng)期堆積，會(huì)造成膜孔堵塞，降低膜處理性能。而這種情況已經(jīng)成為膜法水處理工藝中的瓶頸之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種處理效果好、膜不易被污染的污水處理一體化設(shè)備。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種污水處理一體化設(shè)備，包括將其內(nèi)部分隔為前處理間、主處理間和清水操作間的一體化箱體，設(shè)置于前處理間內(nèi)用于接收污水的缺氧處理箱，設(shè)置于主處理間內(nèi)并與缺氧處理箱連通的膜反應(yīng)箱，設(shè)置于膜反應(yīng)箱內(nèi)的膜組件，設(shè)置于清水操作間內(nèi)并與膜反應(yīng)箱連通的清水收集罐，設(shè)置于清水收集罐進(jìn)水處的UV消毒裝置，以及設(shè)置于清水操作間內(nèi)并通過管路與膜組件連接的曝氣機(jī)，所述缺氧處理箱和膜反應(yīng)箱均設(shè)有排污管，所述清水收集罐上還設(shè)有與膜反應(yīng)箱連通的反洗管;所述膜組件包括相互連通構(gòu)成輸水管路并呈框架結(jié)構(gòu)的多根輸水管，與輸水管路連通并安裝在該框架結(jié)構(gòu)上的數(shù)個(gè)水處理膜堆，以及對(duì)應(yīng)每個(gè)水處理膜堆設(shè)置的相應(yīng)數(shù)量條曝氣管，所述曝氣管相互連通構(gòu)成氣路并與曝氣機(jī)連通，其中至少一根所述輸水管為透明管體，以便于觀察管道內(nèi)水質(zhì)顏色，從而判斷是否有膜片損壞。
[0006]進(jìn)一步地，所述水處理膜堆包括膜片、密封圈、固定圈和集水管，其中，膜片中部具有大小與集水管外徑匹配的安裝通孔，密封圈與該安裝通孔匹配，集水管兩端分別與對(duì)應(yīng)位置的輸水管連通，其上具有多個(gè)出水小孔;N個(gè)所述膜片與N+1個(gè)所述密封圈依次間隔堆列，使每2個(gè)密封圈夾持I個(gè)膜片，且密封圈與安裝通孔位置對(duì)應(yīng)，所述集水管穿過安裝通孔和密封圈內(nèi)圈將所有膜片和密封圈串接，并在兩端部的密封圈位置各采用一固定圈將所有膜片和密封圈固定在集水管上，所述出水小孔位于集水管上設(shè)有膜片的位置。
[0007]為了增加相關(guān)體積內(nèi)的有效膜面積，相鄰的所述膜片間的間距為2?5mm。為了提高出水效率，所述出水小孔的孔徑不超過膜片的厚度。
[0008]更進(jìn)一步地，所述膜片包括上下依次層疊并壓制呈碟片狀的改性PVDF膜、支撐導(dǎo)流網(wǎng)和改性PVDF膜，以及在該碟片狀中心處貫穿所有改性PVDF膜和支撐導(dǎo)流網(wǎng)的安裝通孔，所述上下兩層改性PVDF膜的外圍邊緣壓制為封閉的一體;所述出水小孔與支撐導(dǎo)流網(wǎng)連通。
[0009]更進(jìn)一步地，所述改性PVDF膜由PVDF基膜和在所述PVDF基膜表面涂覆的復(fù)合改性涂層構(gòu)成。
[0010]具體來(lái)說，所述PVDF基膜由如下質(zhì)量百分比的組分構(gòu)成的鑄膜液經(jīng)如下過程制成:
鑄膜液組分:PVDF 16?30%，乙二醇單甲醚15?20%，聚乙烯吡咯烷酮20?25%，二甲基甲酰氨2?5%，二甲基吡咯烷酮10?15%，二甲基亞砜7?12%;
所述PVDF基膜成型過程:將上述各組分材料按量混合后，在65?100 V的溫度條件下攪拌24?36h至溶解均勻，形成鑄膜液;然后將制成的鑄膜液倒在玻璃板上，刮制成初膜，并在15?25°C的條件下凝固成形;初膜成形后自動(dòng)脫離玻璃板，然后將初膜置于超純水中浸泡12-24h，并每隔3h換一次水，最后洗凈獲得PVDF基膜。
[0011 ]并且，所述復(fù)合改性涂層由在洗凈后的PVDF基膜表面涂覆的復(fù)合改性試劑晾干后形成；所述復(fù)合改性試劑由7?20%質(zhì)量百分比的聚乙烯醇、2?15%質(zhì)量百分比的馬來(lái)酸酐、
0.1?1%質(zhì)量百分比的過氧化異丙苯和0~3.8%質(zhì)量百分比的聚乙烯吡咯烷酮構(gòu)成的溶質(zhì)均勻溶解于超純水溶劑中制得。
[0012]為了提高對(duì)于每個(gè)膜堆的曝氣強(qiáng)度和有效分配曝氣強(qiáng)度，所述曝氣管設(shè)置于對(duì)應(yīng)水處理膜堆的下方;所述曝氣管上開設(shè)有數(shù)個(gè)微孔和數(shù)個(gè)粗孔，該粗孔面積不小于該微孔面積的2倍;所述微孔位置與膜片位置對(duì)應(yīng)，所述粗孔位置與兩相鄰膜片的間距位置對(duì)應(yīng)。
[0013]為了避免曝氣氣泡從側(cè)面散出，同時(shí)防止膜片周圍液體濃度過高產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象，所述輸水管構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)的至少一側(cè)設(shè)有百葉窗式隔板;所述百葉窗式隔板包括與所述輸水管構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)連接的基框，以及設(shè)置于基框上的數(shù)個(gè)呈斜向間隔安裝的百葉片。
[0014]本發(fā)明的另一目的是提供一種污水處理工藝，應(yīng)用如上述的污水處理一體化設(shè)備，其過程如下:
(1)將生活廢水匯集于收集池中初沉；
(2)將收集池中的廢水定時(shí)格柵處理，除去大塊雜物后引入調(diào)節(jié)池內(nèi)，通過調(diào)節(jié)試劑將廢水pH控制在5.5?7.5;
(3)將調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水通入所述污水處理一體化設(shè)備的缺氧處理箱中，進(jìn)行厭氧處理，去除80?85%的氨氮污染物，產(chǎn)生的污泥從排污管排至化糞池；
(4)經(jīng)厭氧處理后的廢水，進(jìn)入膜反應(yīng)箱中，由膜組件進(jìn)行過濾處理，其產(chǎn)水由集水管進(jìn)入輸水管路中，產(chǎn)生的污泥由排污管排至化糞池，且定時(shí)通過曝氣管在膜反應(yīng)箱內(nèi)曝氣，提高過濾效果并對(duì)膜表面產(chǎn)生清洗作用，廢水在所述膜反應(yīng)箱內(nèi)的COD去除率為80?90%，產(chǎn)水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到COD為50?100mg/L，氨氮為8?15 mg/L，TN為0.3?0.5 mg/L，pH為6?9，SS為20~70 mg/L；
(5)膜組件的產(chǎn)生通過輸水管路送入清水收集罐，并在進(jìn)入清水收集罐前通過UV消毒器進(jìn)行消毒；
(6)清水收集罐內(nèi)的清水直接外排或作為灌溉水或景觀水； (7)清水收集罐通過反洗管定期對(duì)膜反應(yīng)箱清洗；
(8)化糞池定期清理，污泥固化外運(yùn)填埋。
[0015]COD，化學(xué)需氧量;TN，totalni trogen，總氮；SS，固體懸浮物;UV，紫外線;PVDF，聚偏氟乙稀。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
(I)本發(fā)明通過一體化箱體將主要水處理組件整合，廢水只需較為簡(jiǎn)單的預(yù)處理即可進(jìn)入設(shè)備中進(jìn)行凈化，使水處理設(shè)備的體積減小和效果提高，并采用了專門設(shè)計(jì)的膜組件，節(jié)省了設(shè)備制造材料，提高水處理效果，而且膜的抗污染性能大大提高，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，并且本發(fā)明構(gòu)思新穎，使用方便，安全可靠，具有廣泛的應(yīng)用前景，適合推廣應(yīng)用并。
[0017](2)本發(fā)明的膜組件采用碟片式膜片，并采用串接方式將所有膜片設(shè)置呈筒柱狀，構(gòu)成周圍進(jìn)液處理、中心出水的結(jié)構(gòu)，在保證充足的膜接觸面積的基礎(chǔ)上，極大地減小了膜堆占用體積，從而使同樣體積的膜組件內(nèi)具有更大膜面積，提高了水處理性能，并且特殊處理過的膜片還大大增強(qiáng)了膜表面的抗污染性能和透水性，提高了水處理性能。
[0018](3)本發(fā)明還采用特殊材料制成的膜片，提高了膜片的柔韌度，其彎曲不易變形，表面光滑，能夠提高膜表面的水流紊流效果減小濃差極化，同時(shí)膜上形成的孔洞呈多孔海綿網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，大大提高了抗污堵性，還通過改性試劑對(duì)膜表面進(jìn)行電位處理，使其更具親水性，且膜層附著力強(qiáng)，不易分離剝落。
[0019](4)本發(fā)明采用三層結(jié)構(gòu)的膜片結(jié)構(gòu)，通過外部?jī)蓪拥腜VDF膜過濾后的凈水由中間夾層的支撐導(dǎo)流網(wǎng)處流入中心部位，雙向密封圈的設(shè)計(jì)使過濾后的水只能從集水管上的出水小孔進(jìn)入集水管中匯集，改變了以往過濾出水方式，獨(dú)具特色。
[0020](5)本發(fā)明利用輸水管構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)，在兼顧產(chǎn)水收集的情況下還起到了支架作用，減少了額外材料制作，降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]圖2為本發(fā)明中膜組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為本發(fā)明中膜堆的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4為本發(fā)明中膜片的剖視圖。
[0025]圖5為本發(fā)明中改性PVDF膜的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
實(shí)施例
[0027]如圖1至圖5所示，該污水處理一體化設(shè)備，包括將其內(nèi)部分隔為前處理間2、主處理間3和清水操作間4的一體化箱體I，設(shè)置于前處理間內(nèi)用于接收污水的缺氧處理箱5，設(shè)置于主處理間內(nèi)并與缺氧處理箱連通的膜反應(yīng)箱6，設(shè)置于膜反應(yīng)箱內(nèi)的膜組件10，設(shè)置于清水操作間內(nèi)并與膜反應(yīng)箱連通的清水收集罐7，設(shè)置于清水收集罐進(jìn)水處的UV消毒裝置8，以及設(shè)置于清水操作間內(nèi)并通過管路與膜組件連接的曝氣機(jī)9，所述缺氧處理箱和膜反應(yīng)箱均設(shè)有排污管U，所述清水收集罐上還設(shè)有與膜反應(yīng)箱連通的反洗管12;所述膜組件包括相互連通構(gòu)成輸水管路并呈框架結(jié)構(gòu)的多根輸水管13，與輸水管路連通并安裝在該框架結(jié)構(gòu)上的數(shù)個(gè)水處理膜堆14，以及對(duì)應(yīng)每個(gè)水處理膜堆設(shè)置的相應(yīng)數(shù)量條曝氣管15，所述曝氣管相互連通構(gòu)成氣路并與曝氣機(jī)連通，其中至少一根所述輸水管為透明管體，以便于觀察管道內(nèi)水質(zhì)顏色，從而判斷是否有膜片損壞。
[0028]進(jìn)一步地，所述水處理膜堆包括膜片21、密封圈22、固定圈23和集水管24，其中，膜片中部具有大小與集水管外徑匹配的安裝通孔25，密封圈與該安裝通孔匹配，集水管兩端分別與對(duì)應(yīng)位置的輸水管連通，其上具有多個(gè)出水小孔;N個(gè)所述膜片與N+1個(gè)所述密封圈依次間隔堆列，使每2個(gè)密封圈夾持I個(gè)膜片，且密封圈與安裝通孔位置對(duì)應(yīng)，所述集水管穿過安裝通孔和密封圈內(nèi)圈將所有膜片和密封圈串接，并在兩端部的密封圈位置各采用一固定圈將所有膜片和密封圈固定在集水管上，所述出水小孔位于集水管上設(shè)有膜片的位置。
[0029]為了增加相關(guān)體積內(nèi)的有效膜面積，相鄰的所述膜片間的間距為2?5mm。為了提高出水效率，所述出水小孔的孔徑不超過膜片的厚度。
[0030]進(jìn)一步地，所述膜片包括上下依次層疊并壓制