Mbr膜生物反應及臭氧技術並用一體化汙水處理設備的製作方法

2023-05-18 07:43:11

Mbr膜生物反應及臭氧技術並用一體化汙水處理設備的製作方法
【專利摘要】本實用新型MBR膜生物反應及臭氧技術並用一體化汙水處理設備，屬於工業汙水及醫用汙水處理領域，是一種含臭氧深處理功能的一體化汙水處理設備，由氣浮處理池或流量調節池（4）、MBR膜生物處理池（6）、控制室（8）、臭氧（氣-水）氧化反應池（11）、清水池（12）、汙泥池（13）以及管道所構成。對於汙水處理量較小的設備，可製造為一個整體，對於汙水處理量過大的裝置，可以將整體部件拆分成兩到三部分進行製造，分體運輸到現場後安裝成一個整體，各部分用管道連接。以上部分還可以將其模塊化製造成每一個單獨的腔室，根據不同汙水的特點進行組配。
【專利說明】MBR膜生物反應及臭氧技術並用一體化汙水處理設備

【技術領域】
[0001]本技術屬於頁巖氣返排汙水、油田汙水、煤化工汙水、醫用汙水，以及小城鎮汙水、城市住宅小區汙水和純淨水的淨化環保處理領域。

【背景技術】
[0002]我國頁巖氣開發還處於起步階段，目前主要是利用水力壓裂技術進行頁巖氣的開採。壓裂液的返排汙水含有幾十種有機化合物和礦物質成分，用現有技術手段很難達到環保處理的要求。
[0003]同樣，油田鑽採汙水也添加了各種化學藥劑，並含有油脂成分和礦物質成分，用傳統工藝處理後的廢水還要進行深度處理才能達到環保要求。
[0004]近年來，由於煤化工的迅猛發展，相應的汙水處理也成為日益關注的對象，而且殘留的有機化合物非常複雜，綜合廢水中COD —般在5000mg/l左右、氨氮在200?500mg/l，廢水所含有機汙染物包括酚類、多環芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環化合物等，是一種典型的含有難降解的有機化合物的工業廢水。
[0005]醫院汙水主要源於各種病房，特別是各種傳染病房、手術室、洗衣房所排汙水，除含有大量病源微生物，寄生蟲卵如蛔蟲卵及各種病毒如肝炎病毒、肺結核菌和痢疾菌等外，還含有大量汙染物，其中有機物佔汙染總量的60%左右，難溶解物質約佔總量的40%。
[0006]上述頁巖氣、煤化工、醫用以及化工和城市汙水的處理，如果用氯仿、四氯化碳、氯乙烯、三氯乙烯、氯酚類進行殺菌除汙，在使用後將會產生致癌物質，即會產生二次汙染。而臭氧是強氧化劑，在使用後可以對有害化合物進行自然分解，不具有致癌性及其它危害，對有害有毒化合物的分子鏈具有有效氧化分解功能，而且對病毒和細菌具有極好的殺滅效果。可以對工業汙水、醫用汙水、城市汙水、汙泥和潔淨水實行無公害的環保處理。
[0007]臭氧比液氯、漂白粉、二氧化氯具有更強的氧化能力，可以比氯快600倍以上的速度殺死包括氯不能徹底殺死的所有細菌、病毒等；可將某些重金屬離子如鎘、鉻、錳、鉛、汞等氧化沉澱達到分離的目的。
[0008]但現有的臭氧處理技術在工業汙水領域沒有得到很好的開發利用。我國現有部分汙水處理廠也開始使用臭氧來處理汙水，就是在方形或圓形汙水池底部放置若干個有噴氣孔的臭氧分布器，不僅臭氧利用率很低，而且殺菌效果不好。
[0009]近幾年申報的專利，如201120091135.5,201220404639.2,201320549767.0 等均未涉及到含臭氧處理的一體化汙水處理技術。
[0010]專利201320267568.0: —體化汙水處理設備，雖然含有臭氧系統，但卻是在接觸氧化池和消毒池之間加了一個臭氧池，而且還增加了活性炭濾罐，與本方案也有很大區別。
[0011]本技術發明的目的，就是設計一種緊湊式、可移動的，由MBR膜生物反應器和臭氧氣-水反應池並用的撬裝模塊化汙水處理設備。


【發明內容】

[0012]某些石油天然氣及頁巖氣的開採都處於偏遠地區或海上平臺，而且很多井口相距較遠，集中處理的難度較大，不可能按城市汙水處理廠那樣建立龐大的預處理、一沉池、厭氧池、好氧生物池、二沉池，其設計思路必須緊湊，而且便於移動。因此，本發明採用緊湊的組合工藝來處理頁巖氣返排汙水。此外，用同樣的技術手段和工藝方案，也可以解決其它如煤化工等工業汙水和醫用汙水的處理。
[0013]本實用新型是這樣實現的:
[0014]一種MBR膜生物反應技術及臭氧技術並用的一體化汙水處理設備，包括氣浮處理池、MBR膜生物處理池、控制室、臭氧氧化反應池、清水池和汙泥池；
[0015]所述氣浮處理池設置有汙水入口、浮渣出口和浮渣扒除器，所述汙水入口和所述浮渣出口均設置在所述氣浮處理池的側壁上，所述浮渣扒除器設置在所述氣浮處理池的頂壁；
[0016]所述MBR膜生物處理池內設置有MBR膜生物反應器、MBR出水管、液位計、曝氣管以及用於連通所述氣浮處理池與MBR膜生物處理池的過濾器；所述曝氣管設置在所述MBR膜生物反應器上，所述液位計設置在所述MBR膜生物處理池的側壁上；
[0017]所述控制室由臭氧發生器、鼓風機、自吸泵、控制櫃和反清洗水泵所組成，所述鼓風機的一端設置有氣浮泵，所述氣浮泵設置在所述氣浮處理池的底部，所述MBR出水管用於連通所述自吸泵和所述臭氧氧化反應池；
[0018]所述臭氧氧化反應池包括入口分布器和多個臭氧微孔曝氣盤，所述入口分布器設置在所述MBR出水管的端部，所述臭氧微孔曝氣盤與所述臭氧發生器連通，所述臭氧微孔曝氣盤設置在所述臭氧氧化反應池的底部，入口分布器和臭氧微孔曝氣盤之間設置有填料，所述臭氧氧化反應池與所述清水池之間通過提升泵或臭氧池出水管連通。
[0019]本發明的特點如下:
[0020]1、第一個特點是緊湊化和橇裝化:就是將氣浮設備、膜生物處理設備和臭氧處理設備集中於一體的汙水綜合處理設備，對於小型化的汙水處理可以設計成一個整體，對於大型化的汙水處理可以設計成撬裝組合式結構。本技術涉及到的三個核心部件，氣浮池、膜生物反應池和臭氧處理池既可以分開，也可以組合。這樣便於野外移動式作業，將一口井的汙水處理完成後，可以很方便的移動到下一個氣井旁進行汙水處理。
[0021]2、第二個特點是使用了 MBR膜生物處理技術，對大部分有機物分子和微生物採用活性汙泥的處理方法進行生物處理，並濾除95%以上的有害成分，使汙水變成清水。
[0022]3、第三個特點就是用臭氧替代氯化物的深度處理技術，臭氧是強氧化劑，對膜生物處理仍然無法降解的有毒化合物進行深度氧化處理。臭氧在使用後可以對有害化合物進行自然分解，不具有致癌性及其它危害，對有害有毒化合物的分子鏈具有有效氧化分解功倉泛。
[0023]MBR膜生物反應技術和臭氧技術並用的一體化汙水處理設備由氣浮處理池、MBR膜生物處理池、控制室、臭氧氧化反應池、清水池、汙泥池以及管道所構成。對於汙水處理量較小的設備，可製造為一個整體，對於汙水處理量過大的裝置，可以將整體部件拆分成兩到三部分進行製造，分體運輸到現場後安裝成一個整體，各部分用管道連接。以上部分還可以將其模塊化製造成每一個單獨的腔室，根據不同汙水的特點進行組配。如在某些汙水中基本沒有油脂成分的話，就可以不需要氣浮處理池，改成流量調節池，取消氣浮部分的浮渣扒除器和氣浮泵即可。
[0024]以下是各主要部件的功能概述:
[0025]1、氣浮處理池:含汙水入口、浮渣出口、浮渣扒除器、和鼓泡器所構成。在氣浮處理池或流量調節池的汙水入口前有機械格柵，以去除大塊狀物體。採用氣浮除脂的主要作用是除去油脂及部分有機化合物和藻類浮遊生物，為MBR膜生物處理掃清障礙。當汙水中的動植物油超過80mg/l、礦物油超過3mg/l的情況下，需進行氣浮、隔油等預處理，將油脂調整到規定指標以下再進行MBR膜生物處理。如果物料中沒有油脂成分，則可以取消氣浮泵和浮渣扒除器，將氣浮池當作流量調節池來使用。
[0026]2,MBR膜生物處理池6 =MBR膜生物處理部分包括MBR膜生物反應器、MBR出水管、液位計、曝氣管、以及氣浮池與MBR池相連接的過濾器及部分管道。
[0027]採用MBR技術優點是利用活性汙泥的特點，讓各種細菌得以自我消化，使汙泥排放量大幅度減少，也使整個汙水處理的佔地面積和汙泥處理量與好氧法的曝氣處理相比大為減少，而且沒有二沉池，其佔地面積及殘餘汙泥僅相當於普通好氧池的三分之一。
[0028]3、臭氧氧化反應池:在MBR出水管設置入口分布器，使流體從上面大面積均勻地流入臭氧反應池，下面設置多個臭氧微孔曝氣盤，在臭氧微孔曝氣盤與入口分布器之間設一段填料，以保證臭氧與水中的汙染物充分接觸反應。臭氧反應池中的水經處理後用提升泵或通過臭氧池出水管輸送到清水池。
[0029]使用臭氧深度技術處理的目的:是對MBR產出水中難降解的有機化合物進行進一步的氧化分解，使之滿足汙水處理後的就地排放問題，以及為後續潔淨飲用水提供良好的水源。
[0030]4、清水池中的水質達到標準以後可以就地排放，所以清水池不需要很大，與汙泥池可以並排設置，也可以前後設置。
[0031]5、控制室:設有臭氧發生器、鼓風機、自吸泵、PLC自動控制櫃、以及反清洗水泵等坐寸ο

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本實用新型實施例提供的MBR膜生物反應及臭氧技術並用一體化汙水處理設備主視圖，其中:
[0033]件I為機械格柵
[0034]件2為汙水入口
[0035]件3為浮渣出口
[0036]件4為氣浮處理池
[0037]件5為浮渣扒除器
[0038]件6為MBR膜生物處理池
[0039]件7為MBR膜生物反應器
[0040]件8為控制室
[0041]件9為臭氧發生器
[0042]件10為MBR出水管
[0043]件11為臭氧氧化反應池
[0044]件12為清水池
[0045]件13為汙泥池
[0046]件14為排汙口
[0047]件15為臭氧池出水管
[0048]件16為臭氧微孔曝氣盤
[0049]件17為鼓風機
[0050]件18為自吸泵
[0051]件19為控制櫃
[0052]件20為液位計
[0053]件21為曝氣管
[0054]件22為過濾管
[0055]件23為氣浮泵

【具體實施方式】
[0056]圖1為本實用新型實施例提供的MBR膜生物反應及臭氧技術並用一體化汙水處理設備主視圖。如圖1所示，本實用新型實施例提供的MBR膜生物反應技術和臭氧技術並用的一體化汙水處理設備包括氣浮處理池4、MBR膜生物處理池6、控制室8、臭氧氧化反應池U、清水池12和汙泥池13，汙泥池的底部設置有排汙口 14。清水池12不需要很大，與汙泥池13可以並排設置，也可以前後設置。
[0057]氣浮處理池4設置有汙水入口 2、浮渣出口 3和浮渣扒除器5，汙水入口 2和浮渣出口 3均設置在氣浮處理池4的側壁上，浮渣扒除器5設置在氣浮處理池4的頂壁；在汙水入口 2前設置有機械格柵1，過濾掉部分雜質。
[0058]MBR膜生物處理池6內設置有MBR膜生物反應器7、MBR出水管10、液位計20、曝氣管21以及用於連通氣浮處理池4與MBR膜生物處理池6的過濾器22 ;曝氣管21設置在MBR膜生物反應器7上，液位計20設置在MBR膜生物處理池6的側壁上。
[0059]控制室8由臭氧發生器9、鼓風機17、自吸泵18、控制櫃19和反清洗水泵所組成，鼓風機17的一端設置有氣浮泵23，氣浮泵23設置在氣浮處理池4的底部，MBR出水管10用於連通自吸泵18和臭氧氧化反應池11，自吸泵18將MBR膜生物反應池6處理後的汙水抽出並通過MBR出水管10輸入到臭氧氧化反應池11。
[0060]臭氧氧化反應池(11)包括入口分布器和多個臭氧微孔曝氣盤(16)，入口分布器設置在MBR出水管(10)的端部，臭氧微孔曝氣盤(16)與臭氧發生器(9)連通，臭氧微孔曝氣盤(16)設置在臭氧氧化反應池(11)的底部，入口分布器和臭氧微孔曝氣盤(16)之間設置有填料，臭氧氧化反應池(11)與清水池(12)之間通過提升泵或臭氧池出水管(15)連通。
[0061]MBR膜生物反應及臭氧技術並用一體化汙水處理設備的處理步驟:
[0062]第一步:氣浮處理
[0063]將頁巖氣壓裂液的返排廢水或工業汙水經前期預處理，進行格柵攔截、沉沙、氣浮，並扒掉水面浮渣後進入到下道MBR工序。
[0064]第二步:MBR膜生物處理工藝
[0065]將經過氣浮預處理後的汙水經過濾管22自動輸送到MBR膜生物反應池6，汙水經MBR膜生物反應器7處理後，出水水質要達到《城市汙水再生利用景觀環境用水水質》觀賞性景觀環境用水標準GB/T18921-2002。
[0066]由於壓裂液中的有毒氯化物在預處理和MBR處理階段都很難清除，而且壓裂液中還有其它難以降解的有機物分子，如果將這些含有複雜化合物的水沒有進行徹底處理就進行直接排放，這些有毒化合物將對生態環境造成嚴重的破壞，所以必須進行深度無公害處理。
[0067]第三步:臭氧氣-水氧化反應工藝
[0068]將經過處理後的汙水由自吸泵18輸入臭氧氧化反應池11，臭氧也按計量從臭氧發生器9輸送到臭氧氧化反應池11，使汙水中的有機化合物及微生物與臭氧進行氧化降解反應。
[0069]經上述方案處理的清水完全可以直接排放，可以為大型醫院汙水及許多工業汙水進行深度處理，以替代投資巨大的其它汙水處理裝置。該裝置也可以作為大型純淨水的預處理工藝，使殺菌更為徹底。
[0070]本發明屬於高級氧化處理技術，非常方便，易於實施，與其它用氯化物殺菌的汙水處理方案相比，是完全氧化處理方案，無二次汙染源，佔地面積小，設備投資省。
【權利要求】
1.一種MBR膜生物反應及臭氧技術並用一體化汙水處理設備，其特徵是，包括氣浮處理池(4)、MBR膜生物處理池￠)、控制室(8)、臭氧氧化反應池(11)、清水池(12)和汙泥池(13)； 所述氣浮處理池(4)設置有汙水入口(2)、浮渣出口(3)和浮渣扒除器(5)，所述汙水入口(2)和所述浮渣出口(3)均設置在所述氣浮處理池(4)的側壁上，所述浮渣扒除器(5)設置在所述氣浮處理池(4)的頂壁； 所述MBR膜生物處理池(6)內設置有MBR膜生物反應器(7)、MBR出水管(10)、液位計(20)、曝氣管(21)以及用於連通所述氣浮處理池(4)與MBR膜生物處理池(6)的過濾器(22);所述曝氣管(21)設置在所述MBR膜生物反應器(7)上，所述液位計(20)設置在所述MBR膜生物處理池(6)的側壁上； 所述控制室⑶由臭氧發生器(9)、鼓風機(17)、自吸泵(18)、控制櫃(19)和反清洗水泵所組成，所述鼓風機(17)的一端設置有氣浮泵(23)，所述氣浮泵(23)設置在所述氣浮處理池(4)的底部，所述MBR出水管(10)用於連通所述自吸泵(18)和所述臭氧氧化反應池(11); 所述臭氧氧化反應池(11)包括入口分布器和多個臭氧微孔曝氣盤(16)，所述入口分布器設置在所述MBR出水管(10)的端部，所述臭氧微孔曝氣盤(16)與所述臭氧發生器(9)連通，所述臭氧微孔曝氣盤(16)設置在所述臭氧氧化反應池(11)的底部，入口分布器和臭氧微孔曝氣盤(16)之間設置有填料，所述臭氧氧化反應池(11)與所述清水池(12)之間通過提升泵或臭氧池出水管(15)連通。
【文檔編號】C02F103/10GK204125290SQ201420229293
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年5月7日 優先權日:2014年5月7日
【發明者】束潤濤 申請人:武漢市潤之達石化設備有限公司, 束潤濤