本發明涉及污水處理技術領域,具體為一種基于膜生物反應器的化工污水處理裝置。
背景技術:
污水處理為使污水達到排水某一水體或再次使用的水質要求對其進行凈化的過程。污水處理被廣泛應用于建筑、農業,交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域,也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。關于水污染的話題不斷被提起,特別是地下水污染問題,浙江杭州、溫州等地有農民或者企業家出資請環保局長下河游泳,以此來引起大家對水污染嚴重程度的關注,雖然各個環保局長都選擇了沉默或者拒絕,但是民眾環保意識的覺醒,對水污染的關切程度達到了空前。
例如申請號為201610631655.8,名稱為一種化工污水處理裝置的發明專利,化工污水經過兩級過濾器進行處理,有效的過濾了污水中的有害物質,將處理過的污水排出后可二次利用,節約了能源,濃度傳感器檢測污水濃度,然后控制器根據濃度信息控制水泵打開,排出符合標準的清水,在兩級處理后均設置了濃度檢測,使得經過第一次濃度檢測后符合標準的清水不必經過第二級處理即可排出,減少了處理時間及工序,提高了工作效率,節約了人力資源,大大提高了設備的利用率,采用兩層交錯排列的中空纖維管過濾器,使得污水能夠充分流過中空纖維管,不會產生過濾盲區,能夠充分過濾,采用中空纖維管進行污水處理,不需要其他化學物品,不會造成污染,處理過程安全環保,對污水處理的更充分,51系列單片機具有結構簡單,容易操作,可靠性高,兼容性好,且成本低的優點,因此,間接地增強了該設備的可靠性,降低了該設備的成本,提高了該設備的性價比。
但是其內部結構在處理具有油分的化工污水的時候,容易造成油的遺留,需要進行多次繁瑣的化學清洗才能將化工廢水內部的油去除,使得化工污水處理效率受到了一定的限制,因此設計了一種基于膜生物反應器的化工污水處理裝置。
技術實現要素:
為了克服現有技術方案的不足,本發明提供一種基于膜生物反應器的化工污水處理裝置,通過旋流器對化工污水進行初次除油處理,濾除化工污水內大量廢油,采用并聯式設計的旋流管將化工污水內油水分離,隨后通過聚結沉降罐進行污水內雜質的沉降處理,內部采用MBR膜組件對污水進行膜過濾,MBR膜組件具有良好的水通量,膜區起到了泥水分離的作用,又有強化好氧生化處理的功能,增加污水內好氧區活性污物濃度,便于進一步進行濾除,隨后經過提升泵將污水提升進入三個并聯的過濾罐內,進行過濾處理,過濾罐采用三層次結構設計,有效濾除殘留的雜質,過濾之后凈水進入水罐內存儲,通過反沖洗泵對過濾罐進行反沖洗,使得設備可以長時間使用,提高了化工污水的處理效率,值得推廣。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種基于膜生物反應器的化工污水處理裝置,包括旋流器,所述旋流器連接有聚結沉降罐,所述旋流器與聚結沉降罐之間設置有兩個加藥裝置,所述聚結沉降罐連接有提升泵,所述提升泵連接有過濾罐,所述過濾罐設置有三個,且三個過濾罐相互并聯在一起,所述過濾罐并聯之后連接有凈化水罐,所述凈化水罐通過反沖洗泵與過濾罐相連接,所述反沖洗泵與提升泵連接有變頻調速系統;
所述旋流器包括旋流器管箱,所述旋流器管箱上設置有兩個旋流器進水口,所述旋流器管箱右端連接有旋流器殼體,所述旋流器殼體內部設置有若干個旋流管,所述旋流管左右兩端插入端板內,所述旋流器殼體下端設置有兩個旋流器鞍座,所述旋流器殼體右端連接有旋流器出水箱,所述旋流器出水箱內設置有兩個旋流器出水口,所述旋流器出水箱右端面為圓弧形結構;
所述聚結沉降罐包括聚結罐罐體,所述聚結罐罐體左端設置有聚結罐進水口,所述聚結罐進水口右端連接有進水緩沖室,所述進水緩沖室下端設置有緩沖室排污口,所述進水緩沖室右端設置有聚結管,所述聚結管上端設置有聚結填料口,所述聚結管下端設置有聚結填料出口,所述聚結管右端設置有沉降區,所述沉降區內設置有MBR膜組件,所述MBR膜組件上設置有若干轉刷曝氣機,所述沉降區下端設置有沉降排污口,所述沉降區右端設置有自由沉降區,所述自由沉降區上端設置有呼吸口,所述自由沉降區右端設置有油室,所述油室下端設置有沉降出水口,所述自由沉降區下端設置有連通區,所述連通區下端設置有連通出水口,所述連通區右端設置有水室,所述水室下端設置有水室出油口與水室出水口,所述沉降區與自由沉降區之間設置有第一出水口,所述自由沉降區與連通區之間設置有第二出水口;
所述過濾罐包括過濾罐體,所述過濾罐體上端設置有過濾進水口,所述過濾進水口左端設置有過濾排氣口,所述過濾罐體內設置有無煙煤濾料層,所述無煙煤濾料層下端設置有石英砂濾料層,所述石英砂濾料層下端設置有卵石墊層,所述過濾罐體下端設置有過濾出水口;
所述變頻調速系統包括中央控制器,所述中央控制器連接有主接觸器、D/A轉換器與LED顯示器,所述D/A轉換器連接有變頻器,所述變頻器與主接觸器相連接,所述主接觸器連接有電網與溫度栓,所述溫度栓連接有A/D轉換器,所述A/D轉換器與中央控制器相連接。
作為本發明一種優選的技術方案,所述旋流管包括溢流管,所述溢流管連接有旋流管端蓋,所述旋流管端蓋右端連接有進口圓柱段,所述進口圓柱段右端依次連接有大錐段與小錐段,所述小錐段右端連接有平行尾管段,所述大錐段錐角角度大于小錐段錐角角度。
作為本發明一種優選的技術方案,所述加藥裝置包括加藥罐,所述加藥罐上端設置有補液閥,所述補液閥上端設置有補液口,所述加藥罐下端連接有節流閥,所述節流閥連接有流量調節器,所述流量調節器連接有返液過濾器,所述返液過濾器連接有出液閥,所述出液閥連接有套管接箍,所述套管接箍上端設置有壓力表閥,所述壓力表閥上端連接有壓力表,所述壓力表連接有放空閥,所述放空閥連接有安全閥。
作為本發明一種優選的技術方案,所述提升泵采用WQ型提升泵,口徑為25mm,工作流量為8m3/h,揚程為22m,轉速為2825r/min,用于將污水提升輸送到過濾罐內。
作為本發明一種優選的技術方案,所述無煙煤濾料層、石英砂濾料層與卵石墊層左端設置有裝濾料口,所述裝濾料口內設置有密封塞。
作為本發明一種優選的技術方案,所述MBR膜組件由若干根膜柱組成,其中每根膜柱由3000根聚偏氟乙烯中空纖維膜構成,且聚偏氟乙烯中空纖維膜孔徑為0.09-0.11μm。
作為本發明一種優選的技術方案,所述旋流器鞍座下端設置有防滑墊片,所述防滑墊片下端設置有防滑齒紋,所述防滑墊片采用EVA材料制成。
作為本發明一種優選的技術方案,所述沉降區上下兩端設置有梯形槽溝,所述梯形槽溝內部設置有導流段,所述導流段為圓弧形結構。
作為本發明一種優選的技術方案,所述石英砂濾料層厚度大于卵石墊層厚度,所述石英砂濾料層厚度小于無煙煤濾料層厚度。
作為本發明一種優選的技術方案,所述變頻調速系統中央控制器的CPU采用CPU224,所述A/D轉換器采用EM231,所述D/A轉換器采用EM232,所述變頻器為FR-A540,FR-A540變頻器的調制方式為PWM調制,控制方式為V/F控制,具有轉矩提升、點動、制動、與上位機通訊等功能,控制程序采用PID控制算法控制輸出電壓。
與現有技術相比,本發明的有益效果是:通過旋流器對化工污水進行初次除油處理,濾除化工污水內大量廢油,采用并聯式設計的旋流管將化工污水內油水分離,隨后通過聚結沉降罐進行污水內雜質的沉降處理,內部采用MBR膜組件對污水進行膜過濾,MBR膜組件具有良好的水通量,膜區起到了泥水分離的作用,又有強化好氧生化處理的功能,增加污水內好氧區活性污物濃度,便于進一步進行濾除,隨后經過提升泵將污水提升進入三個并聯的過濾罐內,進行過濾處理,過濾罐采用三層次結構設計,有效濾除殘留的雜質,過濾之后凈水進入水罐內存儲,通過反沖洗泵對過濾罐進行反沖洗,使得設備可以長時間使用,提高了化工污水的處理效率,值得推廣。
附圖說明
圖1為本發明結構示意圖;
圖2為本發明變頻調速系統結構框圖;
圖3為本發明旋流管結構示意圖;
圖4為本發明加藥裝置結構示意圖;
圖5為本發明旋流器鞍座結構示意圖;
圖6為本發明溫度栓與A/D轉換器硬件連接示意圖;
圖7為本發明D/A轉換器與變頻器端子連接示意圖。
圖中:100-旋流器,200-聚結沉降罐,300-加藥裝置,400-提升泵,500-過濾罐,600-凈化水罐,700-反沖洗泵,800-變頻調速系統;
101-旋流器管箱,102-旋流器進水口,103-旋流器殼體,104-旋流管,105-端板,106-旋流器鞍座,107-旋流器出水箱,108-旋流器出水口,109-防滑墊片,110-防滑齒紋,1041-溢流管,1042-旋流管端蓋,1043-進口圓柱段,1044-大錐段,1045-小錐段,1046-平行尾管段;
201-聚結罐罐體,202-聚結罐進水口,203-進水緩沖室,204-緩沖室排污口,205-聚結管,206-聚結填料口,207-聚結填料出口,208-沉降區,209-MBR膜組件,210-轉刷曝氣機,211-沉降排污口,212-自由沉降區,213-呼吸口,214-油室,215-沉降出水口,216-連通區,217-連通出水口,218-水室,219-水室出油口,220-梯形槽溝,221-導流段,222-第一出水口,223-第二出水口,224-水室出水口,225-油室出油口;
301-加藥罐,302-補液閥,303-補液口,304-節流閥,305-流量調節器,306-返液過濾器,307-出液閥,308-套管接箍,309-壓力表閥,310-壓力表,311-放空閥,312-安全閥;
501-過濾罐體,502-過濾進水口,503-過濾排氣口,504-無煙煤濾料層,505-石英砂濾料層,506-卵石墊層,507-過濾出水口,508-裝濾料口,509-密封塞;
801-中央控制器,802-主接觸器,803-D/A轉換器,804-LED顯示器,805-變頻器,806-電網,807-溫度栓,808-A/D轉換器。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
實施例:
如圖1至圖7所示,一種基于膜生物反應器的化工污水處理裝置,包括旋流器100,通過旋流器100對化工污水進行初級油水分離,旋流器100連接有聚結沉降罐200,在聚結沉降罐200內進行聚結沉降,將內部含有的化工雜質進行分離,旋流器100與聚結沉降罐200之間設置有兩個加藥裝置300,用于添加增強污水處理的活性藥劑,聚結沉降罐200連接有提升泵400,提升泵400連接有過濾罐500,過濾罐500設置有三個,且三個過濾罐500相互并聯在一起,通過并聯式過濾罐500進行反復的過濾,過濾罐500并聯之后連接有凈化水罐600,用于存儲凈化水,凈化水罐600通過反沖洗泵700與過濾罐500相連接,反沖洗泵700將凈水反沖回反沖洗泵700與提升泵400連接有變頻調速系統800,控制泵的功率,調節污水處理;
旋流器100包括旋流器管箱101,旋流器管箱101上設置有兩個旋流器進水口102,通過旋流器進水口102將污水注入到旋流器100內,旋流器管箱101右端連接有旋流器殼體103,旋流器殼體103內部設置有若干個旋流管104,污水注入時產生一定的壓力,延切線方向進入旋流管104,沿旋流管104內壁產生調整旋轉流動,油水的運動速度大于水及其它輕雜質的運動速度,通過旋轉的方式,使得油水進行分離,旋流管104左右兩端插入端板105內,旋流管104兩端將端板105兩端導通,旋流器殼體103下端設置有兩個旋流器鞍座106,固定旋流器100,旋流器殼體103右端連接有旋流器出水箱107,將油水分離之后的水注入旋流器出水箱107內,旋流器出水箱107內設置有兩個旋流器出水口108,旋流器出水箱107右端面為圓弧形結構;通過圓弧形結構設計,使得水流進入之后,不會直接與端面進行碰撞,而是產生一個回流,減輕對設備的壓力,避免水流過大對旋流器出水箱10造成破壞。
本發明中,值得說明的是,如圖3所示,旋流管104包括溢流管1041,溢流管1041連接有旋流管端蓋1042,旋流管端蓋1042右端連接有進口圓柱段1043,進口圓柱段1043右端依次連接有大錐段1044與小錐段1045,小錐段1045右端連接有平行尾管段1046,大錐段1044錐角角度大于小錐段1045錐角角度,由于底流孔面積較小,在環狀漿料水柱涌出底流孔時,所產生的反作用力,作用于中間的芯狀水柱,使芯狀水柱向溢流孔運動,并涌出溢流孔,溢流孔是溢流管1041內部的穿孔,而底流孔是平行尾管段1046內部穿孔,旋流管104在工作的時候,通過旋流之后將油水進行分離,中間芯狀水柱的油通過溢流孔流出,而不帶油的水柱則通過行尾管段1046內部底流孔流出繼續處理;旋流管104采用分錐體結構非常有利于減少重新夾帶現象,對兩錐體結構而言,大錐段1044錐角角度與小錐段105錐角角度大小對分離效果影響很大,尤其是小錐段105錐角角度,一般都小于10°,它對水力旋流器總長的影響就比其它部分(除尾管外)大得多,溢流管1041與旋流管端蓋1042、旋流管端蓋1042與進口圓柱段1043及大錐段1044的組裝采用焊接形式,其余各部件間的連接采用螺紋連接,在容器中按同心圓均布,保證進口方位一致,旋流管104進口構件遠離殼體進口,避免液體沖擊擾動過大,采用立式安裝方式。
聚結沉降罐200包括聚結罐罐體201,聚結罐罐體201左端設置有聚結罐進水口202,通過水管與旋流器出水口108相連接,聚結罐進水口202右端連接有進水緩沖室203,進水緩沖室203下端設置有緩沖室排污口204,污水進入進水緩沖室203內進行初級沉降,使得大顆粒雜質通過重力在排污口204內排出,進水緩沖室203右端設置有聚結管205,聚結管205上端設置有聚結填料口206,聚結管205下端設置有聚結填料出口207,污水經過聚結管205,聚結管205內部填充聚結料,污水經過聚結料之后化學吸附在聚結料上,濾除酸堿物質,聚結管205右端設置有沉降區208,沉降區208內設置有MBR膜組件209,MBR膜組件209上設置有若干轉刷曝氣機210,沉降區208下端設置有沉降排污口211,污水進入沉降區208之后,轉刷曝氣機210開啟,進行曝氣工作,MBR膜組件209進行氣水振蕩使膜表面保持清潔的作用,MBR膜組件209具有高效攔截性,將酸堿物質進行清洗攔截,沉降區208右端設置有自由沉降區212,且沉降區208與自由沉降區212之間設置有第一出水口222,沉降室208內的水流從該第一出水口22流入自由沉降區212內。在自由沉降區212內,通過重力進行自由沉降,自由沉降區212上端設置有呼吸口213,排出污水過濾中產生的廢氣與曝氣機殘留的氣體,自由沉降區212右端設置有油室214,雖然污水在旋流器100內已經進行了一次水油分離,大部分的油已經從旋流管104的溢流孔流出,但流入旋流器出水箱107的污水仍有可能含油一定量的油,在沉降區208內通過MBR膜組件209使得污水內的油具有很強的活動性,從而降在自由沉降區212內,密度較低的油漂浮在表面,污水在水流推動作用下進入沉降區208內,經過MBR膜組件209的作用之后初步分離,使得污水內大部分油污沉降,沉降之后的油污通過打開沉降排污口211排出,隨后水流通過第一出水口222流入到自由沉降區212內,在自由沉降區212內殘存的少量油污由于密度小,漂浮在自由沉降區212上表面,油在水流的推動下向右流動,進入油室218內堆積,而水則在自由沉降區212內沉降,通過第二出水口223進入自由沉降區212下端設置的連通區216,連通區216內的污水在水流推動力作用下,通過連通出水口217進入水室218內部,水室218的底部設置有水室出水口224,水室出水口224通過水管與提升泵400連接,在提升泵400的動力作用下,水室218內的水被提升至過濾罐500中;水室218的底部還設置有水室出油口219,油室214與水室218之間設置有油室出油口225,當水室218內的水被排出之后,而油室214內的油累積到一定量時,通過油室出油口225排至水室218,然后通過水室218底部的水室出油口219排出整個裝置的外部。
本發明中,聚結沉降罐200通過對粗粒化、自由沉降、油水界面控制等數項污水處理技術的綜合運用,達到最大程度除油及懸浮固體、減少后續過濾系統處理負荷的目的,本發明中,值得說明的是,MBR膜組件209由若干根膜柱組成,其中每根膜柱由3000根聚偏氟乙烯中空纖維膜構成,且聚偏氟乙烯中空纖維膜孔徑為0.09-0.11μm,MBR裝置的作用機理為:在泵的抽提作用下,利用膜的高效截留作用使MBR生化池內的懸浮混合液以“膜的周邊進水、中間出水”的方式達到固液分離的目的;MBR膜組件209所處的沉降區208為生化池,其內還安裝有轉刷曝氣機210,既有對膜組件進行氣水振蕩使膜表面保持清潔的作用,又有為該區提供好氧生物降解所需氧氣的作用本發明中,轉刷曝氣機210屬于水平軸曝氣機,是氧化溝處理工藝的關鍵設備,轉刷曝氣機210可起到曝氣充氧、混合推流的雙重作用,可以防止活性污泥沉淀,有利于微生物的生長,本軸在傳動裝置的帶動下,以一定的速度回轉,轉刷葉片在隨主軸水平旋轉的過程中,將空氣中的氧不斷倒入水中;此外,通過轉刷的運轉,推動污水以一定的流速在氧化溝中循環流動,既能防止活性污泥的沉淀,又能使有機物、微生物與氧充分混合接觸,從而有效的達到氧化溝工藝對混合、充氧的需要。
水室218內插入提升泵400的水管,提升泵400采用WQ型提升泵,口徑為25mm,工作流量為8m3/h,揚程為22m,轉速為2825r/min,用于將水室218內的水提升到過濾罐500內,過濾罐500包括過濾罐體501,過濾罐體501上端設置有過濾進水口502,通過過濾進水口502注入污水,過濾進水口502左端設置有過濾排氣口503,排出過濾過程中的氣體,過濾罐體501內設置有無煙煤濾料層504,無煙煤濾料層504下端設置有石英砂濾料層505,石英砂濾料層505下端設置有卵石墊層506,過濾罐體501下端設置有過濾出水口507,其中過濾出水口507也是反沖洗泵700的進水口,反沖洗泵700采用潛水泵,將凈水反向注入到過濾罐500內,實現過濾清洗;
本發明中,值得說明的是,石英砂濾料層505厚度大于卵石墊層506厚度,石英砂濾料層505厚度小于無煙煤濾料層504厚度,過濾罐500將污水經提升泵進入過濾器濾層,懸浮物被濾層攔截,濾后水通過過濾出水口507排出,但是在過濾中,過濾器的過濾流量不變,被去除的懸浮物停留在三層式的濾床上,使過濾阻力增加,處理量降低,且影響濾后水質指標,所以應根據過濾水質情況,濾罐每間隔12~15h進行10min反沖洗濾料,以去除停留在濾床的懸浮物,通過自動控制裝置設定時間,進行反沖洗。無煙煤濾料層504、石英砂濾料層505與卵石墊層506左端設置有裝濾料口508,裝濾料口508內設置有密封塞509,為補充反沖洗過程中的濾料損失,應定期添加濾料。
如圖2所示,變頻調速系統800包括中央控制器801,中央控制器801連接有主接觸器802、D/A轉換器803與LED顯示器804,D/A轉換器803連接有變頻器805,變頻器805與主接觸器802相連接,主接觸器802連接有電網806與溫度栓807,溫度栓807連接有A/D轉換器808,A/D轉換器808與中央控制器801相連接;本發明中,通過溫度栓807采集溫度信息參數,通過A/D轉換器808將信息參數的模擬信號轉換成數字信號,數字信號轉換輸入中央控制器801內,隨后通過D/A轉換器803轉換信號,將處理后的數字信號轉換成模擬信號,將電信號輸變頻器805內,變頻器805通過控制輸出電壓來調節速率,變頻器805與水泵內設置的主接觸器802電氣連接,形成閉環控制,調節反沖洗泵700與提升泵400的功率,值得說明的是,變頻調速系統800中央控制器801的CPU采用CPU224,A/D轉換器808采用EM231,D/A轉換器803采用EM232,變頻器805為FR-A540,FR-A540變頻器的調制方式為PWM調制,控制方式為V/F控制,具有轉矩提升、點動、制動、與上位機通訊等功能,控制程序采用PID控制算法控制輸出電壓。
本發明中,值得說明的是,如圖4所示,加藥裝置300包括加藥罐301,加藥罐301上端設置有補液閥302,補液閥302上端設置有補液口303,加藥罐301下端連接有節流閥304,節流閥304連接有流量調節器305,流量調節器305連接有返液過濾器306,返液過濾器306連接有出液閥307,出液閥307連接有套管接箍308,套管接箍308上端設置有壓力表閥309,壓力表閥309上端連接有壓力表310,壓力表310連接有放空閥311,放空閥311連接有安全閥312;通過套管接箍308將加藥裝置300串聯在旋流器100與聚結沉降罐200之間的管路上,形成密閉壓力平衡系統,使用的時候,藥劑通過流量調節器305,按工作現場流量要求持續向環形空間內連續自滴,充分發揮藥性,當需要加藥的時候,壓力表閥309與出液閥307打開,將補液閥302與放空閥311關閉,當加藥罐301內部藥水用完之后,關閉套管接箍308,關閉壓力表閥309與出液閥307,打開放空閥311,使得加藥罐301與大氣壓相等,打開補液閥302后,通過補液口303向加藥罐301內加藥。本發明中,值得說明的是,如圖5所示,旋流器鞍座106下端設置有防滑墊片109,防滑墊片109下端設置有防滑齒紋110,防滑墊片109采用EVA材料制成,增加穩定性。
本發明中,值得說明的是,沉降區208上下兩端設置有梯形槽溝220,梯形槽溝220內部設置有導流段221,導流段221為圓弧形結構,使得內部的液體行程流動,充分和轉刷曝氣機210接觸,下端的導流段221采用圓弧形結構設計,使得水流旋轉,讓污水多次經過MBR膜組件209,增加膜反應效果。
本發明通過旋流器100對化工污水進行初次除油處理,過濾化工污水內大量廢油,采用并聯式設計的旋流管將化工污水內油水分離,隨后通過聚結沉降罐200進行污水內雜質的沉降處理,內部采用MBR膜組件209對污水進行膜過濾,MBR膜組件209具有良好的水通量,膜區起到了泥水分離的作用,又有強化好氧生化處理的功能,增加污水內好氧區活性污物濃度,便于進一步進行濾除,隨后經過提升泵400將污水提升進入三個并聯的過濾罐500內,進行過濾處理,過濾罐500采用三層次結構設計,有效濾除殘留的雜質,過濾之后凈水進入水罐內存儲,通過反沖洗泵700對過濾罐500進行反沖洗,使得設備可以長時間使用,提高了化工污水的處理效率,值得推廣。
對于本領域技術人員而言,顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節,而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下,能夠以其他的具體形式實現本發明。因此,無論從哪一點來看,均應將實施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定,因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。