市政汙水處理及再生循環利用裝置的製作方法

2023-05-30 16:00:06 3

專利名稱：市政汙水處理及再生循環利用裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種市政汙水處理及再生循環利用裝置，屬於環境保護領域。
技術背景水資源與環境汙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，另一方面汙水排放量日益增多，對環境汙染日益嚴重，因此，汙水處理和再生資源化循環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，人均淡水資源佔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，因此汙水再生循環利用成為解決淡水資源不足的關鍵。但是，我國當前的汙水處理多為達標排放，成熟的汙水再生循環利用技術不多，應用到工程實踐的更是少之又少，每天都有大量的汙水經過處理達標後就直接排入江河、湖泊、海域，既造成了水資源的浪費又汙染了環境，長此以往必將造成水資源的不可持續發展。據介紹，在我國城市水資源總消耗中，工業用水大約佔2/3，如將汙水經過再生處理後用於工業用水，在節水方面將有很大的潛力，等於增加了 2/3的淡水資源總量。近年來，我國環境工作者在汙水處理，再生循環利用方面作了大量工作，中國專利CN200410024576. 8公開了「一種汙水抽取再生水的工藝和專用設備」，它是將汙水經過酶處理後，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後達到排放標準的汙水經過連續微濾處理的再生水循環利用方法，它是將生化出水的尾水作為源水，經過旋流混凝反應池、平流多鬥沉澱池物化沉澱後進入中間水池，由提升泵送至連續微濾系統進行深度處理而生產再生水的方法。儘管汙水再生的方法已有不少，各級政府和廣大環境工作者在汙水再生循環利用方面也做了大量的工作，但是汙水回用量在工業用水中所佔比例卻不到2%，汙水回用的領域也只限於對水質要求不高的行業，如工業衝渣除塵水、冷卻水、企業內部綠化、衝廁等雜用，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，主要因為汙水在工業上的循環利用存在如下問題1、再生水質量不高首先表現在現有的汙水淨化再生技術難以去除汙水中的殘留色度和臭味，再生水中還殘留有各種營養物質和細菌、黴菌、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黑髮臭，並產生難以處理的生物垢，對工藝設備也會造成不良影響，使再生水在工業生產中應用受到很大局限；其次是汙水中總溶解鹽含量高，並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、經濟上不合算生化後經過多級膜處理，雖然能夠實現汙水再生，但是一次性設備投資大，運行成本高於現行自來水價，從經濟合算的標準衡量，仍然不盡如人意，再生水處理循環利用無法實現規模化。3 二次汙染傳統的再生水回用技術在對汙水的淨化過程中通常採用加入絮凝劑和殺菌劑對水中微生物、膠體物、固體顆粒進行沉澱後，再經過砂濾過濾、多介質過濾和膜過濾的淨化工藝，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境造成不同程度的汙染。由以上問題可知，研究開發適合中國經濟現狀和發展水平的安全、可靠、高效、低能耗、低投資、低成本的再生水循環利用技術和配套設備，為再生水回用的規模化、產業化發展奠定堅實的基礎成為一項迫在眉睫的任務。

實用新型內容本實用新型的目的在於針對現有汙水再生循環利用技術存在的問題，提供一種可克服現有汙水再生技術中再生水質量較差、難以滿足工業生產的生產工藝用水水質要求，且投資大、運行成本高和對環境產生二次汙染等缺陷，可減少汙水排放，提高水的利用效率的汙水處理裝置。本實用新型所述市政汙水處理及再生循環利用裝置設有生化系統、電解系統、多介質過濾系統和消毒系統；所述生化系統設有截流井、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、二沉池和汙泥回流泵；截流井的進口通過管道與汙水排出口聯接，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的進口聯接，二沉池的汙泥出口則一路經汙泥回流泵與生物處理設備的進口聯接，另一路與汙泥處理系統的進口聯接。所述生化系統還包括一個汙泥處理系統，汙泥處理系統設有截止閥、一級汙泥泵、電解機、緩衝罐、二級汙泥泵、汙水泵和汙泥脫水裝置；截止閥的進口通過管道接二沉池的汙泥出口，截止閥的出口接一級汙泥泵的進口，一級汙泥泵的出口接電解機的進口，電解機的出口接緩衝罐的進口，緩衝罐的出水口經汙水泵接生物處理設備的進水口，緩衝罐的的汙泥出口則經二級汙泥泵接汙泥脫水裝置的進口，汙泥脫水裝置的濾液出口通過管道與二沉池的進水口聯接，汙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、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塗覆有晶粒為10 35nm的金屬氧化物惰性催化塗層，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，減少副反應的發生。所述汙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；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，電解機的出口與多介質過濾系統的進口聯接。所述多介質過濾系統設有截止閥、供水泵、多介質過濾器、反衝洗泵和清洗液罐；截止閥的進口接電解系統的出口，供水泵的進口接截止閥的出口，供水泵的出口接多介質過濾器的進口，多介質過濾器的出口一路與消毒系統聯接，另一路經反洗泵接清洗液罐。所述多介質過濾器的濾料為石英砂、無煙煤和卵石的混合物。所述消毒系統設有消毒裝置、截止閥和再生水貯罐；消毒裝置的進口接多介質過濾系統的出口，消毒裝置的出口經截止閥與再生水貯罐的進口聯接。所述消毒裝置為電解機、加氯系統、二氧化氯消毒器、臭氧消毒系統和紫外消毒器中的一種。採用本實用新型對汙水進行處理，產生的再生水水質良好，各項指標遠優於GB/T19923-2005《城市汙水再生利用工業 用水水質》標準，可作為各種行業的工業的生產工藝用水，即直接應用到工業的生產各工序中，達到清潔生產的目的。同時，本實用新型還可以對汙泥進行處理，通過溶解、氧化汙泥中有機成分，再回流至生物處理設備進行循環作用，不僅使得汙泥中微生物細胞壁被破壞，細胞質溶出，提高了汙泥的可生化性，便於後續微生物的降解，從而減少剩餘汙泥產量，而且溶出的細胞質也可以作為微生物的碳源，補充其營養物質，從而增加生物活性，提高生物處理汙水的效率，達到汙水、汙泥雙重處理的功效。採用該技術路線解決了現有汙水處理及再生循環利用技術難題，具有如下優勢I、本實用新型採用電解處理汙水的方法，具有如下突出效果(1)在電流作用下電解使使殘留於汙水中的大分子開環或斷鏈，增強汙水的可生化性；(2)電解產生的初生態的氯[Cl]、羥基[0H]和初生態的氧[0]並氧化分解有機物，快速降低C0D; (3)氧化分解汙水中的氨氮，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)大幅度降低汙水的色度，經過了生化、物化等多種方法處理後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，經過電解可以將汙水的色度從80 300之間降低到16 32。(5)使汙水中的懸浮物、膠體、帶電微粒在電場作用下凝聚形成較大顆粒後，經過後續的MBR系統過濾去除得淨化汙水。(6)汙水中的重金屬離子向電解機電解槽的陰極移動，在陰極形成沉澱，從而降低汙水中的重金屬離子含量。2、降低汙水COD總排放量，大幅提高汙水可生化性傳統的生化末端加膜過濾技術，雖然可以實現部分中水回用，但不能降低汙水COD的總排放量，本實用新型電解產生的初生態的氯[Cl]、羥基[0H]和初生態的氧[0]使殘留於汙水中的大分子開環或斷鏈並迅速氧化分解有機物，不但大幅度降低汙水COD的總排放量，而且提高汙水的可生化性；3、回用水率高、成本低汙水的回用率高達65% 85%，排放汙水少，能耗低，高純再生水生產成本低於I元/噸，遠低於現行自來水價；4、回用水質高採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，可以滿足各種行業工業用水的水質要求；表I再生水水質指標
權利要求1.市政汙水處理及再生循環利用裝置，其特徵在於設有生化系統、電解系統、多介質過濾系統和消毒系統； 所述生化系統設有截流井、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、二沉池和汙泥回流泵；截流井的進口通過管道與汙水排出口聯接，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的進口聯接，二沉池的汙泥出口則一路經汙泥回流泵與生物處理設備的進口聯接，另一路與汙泥處理系統的進口聯接； 所述生化系統還包括一個汙泥處理系統，設有截止閥、一級汙泥泵、電解機、緩衝罐、二級汙泥泵、汙水泵和汙泥脫水裝置；截止閥的進口通過管道接二沉池的汙泥出口，截止閥的出口接一級汙泥泵的進口，一級汙泥泵的出口接電解機的進口，電解機的出口接緩衝罐的進口，緩衝罐的出水口經汙水泵接生物處理設備的進水口，緩衝罐的的汙泥出口則經二級汙泥泵接汙泥脫水裝置的進口，汙泥脫水裝置的濾液出口通過管道與二沉池的進水口聯接; 所述電解系統設有截止閥、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，電解機的出口與多介質過濾系統的進口聯接；所述多介質過濾系統設有截止閥、供水泵、多介質過濾器、反衝洗泵和清洗液罐；截止閥的進口接電解系統的出口，供水泵的進口接截止閥的出口，供水泵的出口接多介質過濾器的進口，多介質過濾器的出口一路與消毒系統聯接，另一路經反洗泵接清洗液罐，所述的消毒系統設有消毒裝置、截止閥和再生水貯罐；消毒裝置的進口接多介質過濾系統的出口，消毒裝置的出口經截止閥與再生水貯罐的進口聯接。
2.如權利要求I所述的市政汙水處理及再生循環利用裝置，其特徵在於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的一種或兩種以上的組合。
3.如權利要求I所述的市政汙水處理及再生循環利用裝置，其特徵在於所述電解機設有電源和電解槽；所述電解槽內的電極材料為石墨、鈦、鐵、招、鋅、銅、鉛、鎳、鑰、鉻、合金和納米催化惰性材料中的一種。
4.如權利要求3所述的市政汙水處理及再生循環利用裝置，其特徵在於所述納米催化惰性電極的表層塗覆有晶粒為10 35nm的金屬氧化物惰性催化塗層，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所述的市政汙水處理及再生循環利用裝置，其特徵在於所述汙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所述的市政汙水處理及再生循環利用裝置，其特徵在於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所述的市政汙水處理及再生循環利用裝置，其特徵在於所述消毒裝置為電解機、加氯系統、二氧化氯消毒器、臭氧消毒系統和紫外消毒器中的一種。
專利摘要市政汙水處理及再生循環利用裝置設有生化系統、電解系統、多介質過濾系統和消毒系統。所述生化系統設有截流井、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、二沉池和汙泥回流泵；所述生化系統還包括一個汙泥處理系統，設有截止閥、一級汙泥泵、電解機、緩衝罐、二級汙泥泵、汙水泵和汙泥脫水裝置；所述電解系統設有截止閥、供水泵和電解機；所述多介質過濾系統設有截止閥、供水泵、多介質過濾器、反衝洗泵和清洗液罐；所述的消毒系統設有消毒裝置、截止閥和再生水貯罐。本實用新型可減少汙水排放，提高水的利用效率的，同時對汙泥進行再生利用，消除汙泥可能對環境造成的危害。
文檔編號C02F9/14GK202576160SQ20122019297
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月3日 優先權日2012年5月3日
發明者張世文, 許雅玲, 趙玉琴, 楊幼軍 申請人:波鷹(廈門)科技有限公司