CN107416972A - 一种用于村镇污水处理的可装配式的mbr集装箱式一体化设备 - Google Patents

一种用于村镇污水处理的可装配式的mbr集装箱式一体化设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于村镇污水处理的可装配式的MBR集装箱式一体化设备，其包括MBR集装箱和SND生化箱，并采用类似“火车”的设计，即MBR膜箱作为“火车头”，SND生化箱作为“车厢”，MBR集装箱、SND生化箱数量根据处理水量可进行增加，SND生化箱和MBR膜箱均串联联接。本发明采用同步硝化反硝化与MBR相结合的技术处理村镇污水，水力停留时间更短，一般在3‑4小时之间；所需设备体积更小，设备占地面积少；设备制造成本更低；采用同步硝化反硝化为主体的生化处理工艺，吨水电耗更低。

Description

一种用于村镇污水处理的可装配式的MBR集装箱式一体化 设备
技术领域
本发明涉及到村镇污水处理领域，具体涉及一种用于村镇污水处理的可装配式MBR集装箱式一体化设备。
背景技术
目前，在村镇污水处理领域，一体化设备的使用逐渐普及，特别是MBR一体化设备由于其处理效果好、运行稳定、占地小、集成化程度高、智能化水平高等优势，目前已经成为当前村镇污水处理设备研发中的热点，并得到不断的应用，现有MBR一体化污水处理设备主要采用A/O-MBR工艺、A2/O-MBR工艺等。
A/O-MBR工艺：在传统的MBR工艺***的好氧池前端增加水解酸化池，主要目的是第一可以进行有效的脱氮，好氧池末端的混合液和膜池的污泥回流至水解酸化池前端，硝化液发生反硝化反应；同时在水解酸化池，部分大分子有机物分解为小分子有机物，并进入后续的好氧池进一步转化。之后，混合液进入好氧池，完成有机物的氧化、氨化和硝化反应；好氧池出水进入MBR膜池内，在MBR膜池内，通过 MBR膜装置进行固液分离。本***中有2套回流***，即混合液回流***和膜池回流***。为提高水解酸化池效果，水解酸化池内设置混合搅拌器。
A2/O-MBR工艺：将A2/O工艺与MBR工艺相结合的可以高效脱氮除磷的污水处理工艺。首先进水进入厌氧池，同时进入的还有MBR膜池含磷回流污泥，该反应池的主要功能是污泥释放磷，同时将部分有机物进行氨化。污水经过厌氧反应池后进入缺氧反应池，缺氧反应池的首要功能是脱氮，硝态氮由好氧池内回流混合液送入，混合液回流量较大，回流比大于200％。然后污水从缺氧反应池进入好氧反应池，这一反应池是多功能的：去除BOD、硝化和吸收磷等多项功能都在该反应池内完成。好氧池出水进入MBR膜池内，在MBR膜池内，通过MBR膜装置进行固液分离。本***中有2套回流***，即混合液回流***和膜池回流***，其中混合液由好氧池回流至缺氧池；污泥由 MBR膜池回流至厌氧池。为提高厌氧池和兼氧池混合效果，混合池和兼氧池内设置混合搅拌。
目前，现有的MBR一体化设备主要存在着以下问题：
1、生产成本高，电耗高，运行费用高。
导致产生上述问题主要因素有：工艺选择不当，水力停留时间长；设备配置多；膜选型不当；生产无法实现标准化。
2、装备制造水平低，量产时生产效率低，单台处理能力低。
目前MBR一体化生产制造水平普遍较低，很少能够做到在厂内完成整个设备的生产与出厂检验，也就是在出厂时仅仅是一个半成品，需要在项目现场对一些关键设备进行装配。目前市场上处理能力最大的单台MBR设备为500吨/日，无法满足目前我国乡镇污水处理的需要。且多为系列产品，从10T/日到500T/日存在着十几个规格，由于设备生产周期较长，在大规模量产时，无法准确预盼各个系列的生产计划，无法应对市场上的复杂变化。
3、运输困难，运输成本高。
现在市场上的MBR一体化设备普遍存在超高问题，需要专用的平板车运输，导致运输费用增加，运输风险增大。部分一体化设备过长，在部分地区(西部山区、湖区等交通困难区域)无法满足运输要求。
4、系列化产品无法满足乡镇污水处理PPP项目水量变化要求和设计需求。
PPP项目一般周期在30年左右，水量呈线性增长，而系列化产品在水量呈线性增长时匹配比较困难，如果匹配不当，会造成投资和运营费用的增加。在设计过程中，系列化产品也会存在着如何搭配和与污水提升泵匹配的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是研发一种用于村镇污水处理的可装配式的MBR集装箱式一体化设备，该设备可采用装配式设计，通过设计2-3个单体可以满足上述300-2000吨产品系列的需求，可以灵活应对市场上对不同产品系列的量的需求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于村镇污水处理的可装配式的MBR集装箱式一体化设备，其包括MBR集装箱和SND生化箱，并采用类似“火车”的设计，即 MBR膜箱作为“火车头”，SND生化箱作为“车厢”，MBR集装箱、SND 生化箱数量根据处理水量可进行增加，SND生化箱和MBR膜箱均串联联接；
所述的SND生化箱由箱体01、进水口a02、出水口03、生物填料04、填料框架05、曝气***a06等组成，所述进水口a02、出水口03设置在箱体下部，所述曝气***06安装在填料框架05下方；
所述MBR集装箱由进水口b21、MBR膜组件22、曝气***b23、抽吸泵24、气提装置25、MBR在线清洗装置27、控制***28、风机 29、箱体30等组成，并分为主体室A和设备室B，其中，所述进水口b21设置在主体室箱体30下部，所述气提装置25设置在主体室箱体30上部，所述MBR膜组件22、曝气***23安装在主体室内，曝气***23在MBR膜组件22下方，所述抽吸泵24、MBR在线清洗装置 27、控制***28、风机29安装在设备室内，抽吸泵24、风机29分别与MBR膜组件22相连；
其中，SND生化箱之间的联接是通过进水口a02、出水口03与联接管07联通，SND生化箱与MBR集装箱的联接是通过进水口b21、出水口03与联接管联通，MBR集装箱之间的联接是通过进水口b21与联接管联通，曝气***a、b的空气均来自与MBR集装箱内风机29。
优选地，所述SND生化箱和MBR膜箱均采用20寸集装箱，串联安装，采用连通管联接。
优选地，所述的SND生化箱采用SND同步硝化和反硝化工艺，在去除有机物的同时，能够同步去除氨氮和总氮。
优选地，所述的MBR膜箱根据处理水量的不同采用1-2台，SND 生化箱根据处理水量的不同采用2-8台。
进一步地，所述处理水量超过800吨时，配置2台MBR膜箱，处理水量每增加200吨/日增加一台SND生化箱或者1台MBR生化箱。
优选地，所述的MBR超滤膜组件采用中空纤维膜或者平板膜，材质为PTFE或者PVDF膜。
优选地，所述的MBR超滤膜组件采用可扩展式设计，即在MBR膜箱内预留扩展的MBR膜组件位置和曝气管道。
优选地，本发明的技术方案还包括SND生化箱的结构设计及设计参数、MBR膜箱MBR膜可扩展模块设计和300-2000吨/日处理能力的装配式设计，具体设计参数参见表1：
表1村镇污水处理的可装配式MBR集装箱式一体化设备装配设计参数
与现有的技术相比，本发明主要有以下优点和效果：
1、采用同步硝化反硝化与MBR相结合的技术处理村镇污水，水力停留时间更短，一般在3-4小时之间；所需设备体积更小，设备占地面积少；设备制造成本更低；采用同步硝化反硝化为主体的生化处理工艺，吨水电耗更低(吨水电耗在0.2～0.3kwh之间)。
2、采用“火车头”式的装配式设计，MBR膜箱为“火车头”，SND 生化箱为“车厢”。单台设备最大处理能力可以达到2000吨/日，处理能力涵盖300吨/日至2000吨/日。采用此装配式设计，一是可以解决以往产品单台处理能力过小的问题，二是大大减少了产品研发设备的工作量(一次开发，处理能力涵盖从300吨/日至2000吨/日的 18个产品系列)；三是可以解决量产时各个系列的产能设计问题(可以较好的应对市场上对各个规格的产品的需求量和比例问题，不至于在一定时期内某种产品供应过剩，某种产品供应不足)；四是可以解决在实际项目中PPP周期内水量呈线性增长时扩容的问题。
附图说明
图1为本发明设备中SND生化箱结构平面示意图；
图2为本发明设备中SND生化箱内部结构平面示意图；
图3为本发明设备中MBR膜箱结构平面示意图；
图4为本发明设备中MBR膜箱内部结构平面示意图；
图5为本发明设备结构平面示意图。
图中：01、箱体；02、进水口a；03、出水口；04、生物填料； 05、填料框架；06、曝气***a；07、联接管；21、进水口b；22、 MBR膜组件；23、曝气***b；24、抽吸泵；25、气提装置；27、MBR 在线清洗装置；28、控制***；29、风机；30、箱体；A、主体室；B、设备室。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明：
一种用于村镇污水处理的可装配式MBR集装箱式一体化设备，如图1-5所示，主要包括SND生化箱、MBR膜箱，其中：所述的SND 生化箱采用SND同步硝化和反硝化工艺，在去除有机物的同时，能够同步去除氨氮和总氮。SND生化箱主要包括箱体01(采用标准的20 寸集装箱结构，尺寸为6.058m(长)×2.438m(宽)×2.700m(高)、进水口a02、出水口03、生物填料04、填料框架05、曝气***a06 等组成，所述进水口a02、出水口03设置在箱体下部，所述曝气***06安装在填料框架05下方。SND生化箱主要设计参数：处理能力 100-300吨/日；污泥浓度3-12g/L；箱体内溶解氧浓度控制0.5-1mg/L。
SND生化箱之间、SND生化箱与MBR膜箱的联接通过进水口02、出水口03与联接管07联通。
SND生化箱具有同步硝化和反硝化功能，主要通过以下3个途径实现：一是在SND生化箱内安装具有脱氮功能的生物填料(脱氮填料、弹性立体填料、悬浮球填料、组合填料、软性填料等)，在填料表面形成局部的厌氧好氧环境，从而实现同步硝化和反硝化功能；二是SND生化箱内的溶解氧控制在0.5-1mg/L之间，在箱体内可以实现兼氧环境，从而可以实现同步硝化和反硝化功能；三是在SND生化箱内定期投加具有同步硝化反硝化功能的专性复合菌种(芽胞杆菌等)，从而实现同步硝化反硝化功能。
所述的MBR膜箱主要功能为安装MBR超滤膜，主要进行固液分离，同时具有有机物去除和氨氮去除的功能。MBR膜箱主要包括进水口 b21、可MBR膜组件22(可扩展式设计)、曝气***b23、抽吸泵24、气提装置25、MBR在线清洗装置27、控制***28、风机29、箱体30 (采用标准的20寸集装箱结构，尺寸为6.058m(长)×2.438m(宽) ×2.700m(高)等组成，并分为主体室A和设备室B，其中，所述进水口b21设置在主体室箱体30下部，所述气提装置25设置在主体室箱体30上部，所述MBR膜组件22、曝气***23安装在主体室内，曝气***23在MBR膜组件22下方，所述抽吸泵24、MBR在线清洗装置27、控制***28、风机29安装在设备室内，抽吸泵24、风机29 分别与MBR膜组件22相连，MBR膜箱主要设计参数：处理能力100-200 吨/日；污泥浓度3-12g/L；箱体内溶解氧浓度控制2-10mg/L；可扩展式膜组件处理能力为300-2000吨/日。
MBR膜箱之间、SND生化箱与MBR膜箱的联接通过进水口b21与联接管07联通；曝气***a06、曝气***b23的空气均来自于MBR 膜箱内的风机29。
MBR超滤膜组件采用中空纤维膜或者平板膜，材质为PTFE或者PVDF膜。每组膜组件处理能力为50吨/日和100吨/日两种规格。MBR 膜箱内的膜组件采用可扩展式设计，即在MBR膜箱内预留扩展的MBR 膜组件位置和曝气管道，MBR膜组件可以满足300-2000吨/日处理规模的能力。针对不同的处理能力，配套的抽吸泵、风机也做相应的配套设计，并采用可调式设备安装支架，以应对***的扩展性设计和设备选型。
所述的针对村镇污水处理的可装配式MBR集装箱式一体化设备装配设计采用类似“火车”的设计，即MBR膜箱作为“火车头”，SND 生化箱作为“车厢”，“车厢”——SND生化箱数量根据处理能力可进行增加，处理能力每200吨/日增加一台SND生化箱，处理规模从300吨/日增加到2000吨/日，SND生化箱和MBR膜箱均串联联接。如果处理能力超过800吨，配置2台MBR膜箱。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于村镇污水处理的可装配式的MBR集装箱式一体化设备，其特性在于其包括MBR集装箱和SND生化箱，并采用类似“火车”的设计，即MBR膜箱作为“火车头”，SND生化箱作为“车厢”，MBR集装箱、SND生化箱数量根据处理水量可进行增加，SND生化箱和MBR膜箱均串联联接；
所述的SND生化箱由箱体01、进水口a02、出水口03、生物填料04、填料框架05、曝气***a06等组成，所述进水口a02、出水口03设置在箱体下部，所述曝气***06安装在填料框架05下方；
所述MBR集装箱由进水口b21、MBR膜组件22、曝气***b23、抽吸泵24、气提装置25、MBR在线清洗装置27、控制***28、风机29、箱体30等组成，并分为主体室A和设备室B，其中，所述进水口b21设置在主体室箱体30下部，所述气提装置25设置在主体室箱体30上部，所述MBR膜组件22、曝气***23安装在主体室内，曝气***23在MBR膜组件22下方，所述抽吸泵24、MBR在线清洗装置27、控制***28、风机29安装在设备室内，抽吸泵24、风机29分别与MBR膜组件22相连；
其中，SND生化箱之间的联接是通过进水口a02、出水口03与联接管07联通，SND生化箱与MBR集装箱的联接是通过进水口b21、出水口03与联接管联通，MBR集装箱之间的联接是通过进水口b21与联接管联通，曝气***a、b的空气均来自与MBR集装箱内风机29。
2.根据权利要求1所述的设备，其特性在于所述SND生化箱和MBR膜箱均采用20寸集装箱，串联安装，采用连通管联接。
3.根据权利要求1所述的设备，其特性在于所述的SND生化箱采用SND同步硝化和反硝化工艺，在去除有机物的同时，能够同步去除氨氮和总氮。
4.根据权利要求1所述的设备，其特性在于所述的MBR膜箱根据处理水量的不同采用1-2台，SND生化箱根据处理水量的不同采用2-8台。
5.根据权利要求4所述的设备，其特性在于所述处理水量超过800吨时，配置2台MBR膜箱，处理水量每增加200吨/日增加一台SND生化箱或者1台MBR生化箱。
6.根据权利要求1所述的设备，其特性在于所述的MBR超滤膜组件采用中空纤维膜或者平板膜，材质为PTFE或者PVDF膜。
7.根据权利要求1所述的设备，其特性在于所述的MBR超滤膜组件采用可扩展式设计，即在MBR膜箱内预留扩展的MBR膜组件位置和曝气管道。
8.根据权利要求1所述的设备，其特性在于具体设计参数参见下表：
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