申请号：CN201610776758.3

申请日： 2016-08-30

公开（公告）号：CN106380041A

公开（公告）日：2017-02-08

发明人：张东曙;李文贞

申请（专利权）人：上海世渊环保科技有限公司

代理人：封喜彦;胡晶

代理机构：上海汉声知识产权代理有限公司

申请人地址：上海市杨浦区赤峰路65号同济科技园2号楼109室

1.一种可拆卸式废水处理设施，用于生活污水或同类水质的生产废水的处理，其特征在于，按照废水处理流程，依次设置有：调节池，用于均匀废水的水质和水量；生物脱氮除磷反应器，包括反应器壳体，所述反应器壳体的内部按照废水处理流程，依次分隔为缺氧区、厌氧区和好氧区；所述生物脱氮除磷反应器的前端进水处设置有过滤废水中的固体杂物的过滤装置；膜分离器，通过膜组件进行泥水分离；其中，所述调节池、所述缺氧区、所述好氧区均设置有可拆卸的旋切混流曝气装置；所述调节池、所述生物脱氮除磷反应器和所述膜分离器之间通过可拆卸的管路连通，至少一些所述管路上设有泵。

2.如权利要求1所述的可拆卸式废水处理设施，其特征在于，所述调节池和所述生物脱氮除磷反应器之间通过可拆卸的管路和提升泵连通，所述生物脱氮除磷反应器和所述膜分离器之间通过可拆卸的管路连通，所述膜分离器的污泥出口通过可拆卸的管路和污泥回流泵连通至所述生物脱氮除磷反应器的所述缺氧区的入口，所述膜分离器的出水口通过可拆卸管路和出水泵连通至出水管路或回用管路；所述生物脱氮除磷反应器的混合液出口通过可拆卸的管路以及混合液回流泵连通至所述生物脱氮除磷反应器的所述缺氧区的入口。

3.如权利要求1所述的可拆卸式废水处理设施，其特征在于，还包括化学除磷试剂投加装置，所述化学除磷试剂投加装置可拆卸式连接于所述生物脱氮除磷反应器。

4.如权利要求1所述的可拆卸式废水处理设施，其特征在于，所述膜分离器设置两组，两组膜分离器的中部连通，并且每组膜分离器与所述生物脱氮除磷反应器通过可拆卸的管路连接。

5.如权利要求2或4所述的可拆卸式废水处理设施，其特征在于，连通所述膜分离器与所述生物脱氮除磷反应器的可拆卸管路位于所述膜分离器的一端的设置位置位于所述膜分离器的膜的设定最低水位之上。

6.如权利要求2或4所述的可拆卸式废水处理设施，其特征在于，连通所述膜分离器与所述生物脱氮除磷反应器的可拆卸管路的两端均位于所述膜分离器的膜的设定最低水位之上，并且该可拆卸管路位于所述生物脱氮除磷反应器的一端的高度高于其位于所述膜分离器的一端。

7.如权利要求1所述的可拆卸式废水处理设施，其特征在于，还包括自控系统，用于控制该废水处理设施的自动运行。

8.一种废水处理工艺，用于生活污水或同类水质的生产废水的处理，其特征在于，包括如下处理流程：在调节池内均匀废水的水质和水量；所述废水过滤固体杂物，并依次经过缺氧区反硝化脱氮、厌氧区除磷和好氧区有机物降解处理；所述缺氧区、厌氧区和好氧区均设置在一反应器内；使用膜分离器进行泥水分离。

9.如权利要求8所述的废水处理工艺，其特征在于，所述缺氧区、厌氧区和好氧区的废水处理过程结合化学除磷方法。

10.如权利要求8所述的废水处理工艺，其特征在于，根据不同废水进水的水质情况下生物脱氮和生物除磷所需碳源的变化，调节分配到缺氧段和厌氧段的进水比例，或在反应器内外加部分碳源。

技术领域

 本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种可拆卸式废水处理设施及废水处理工艺。

背景技术

 由于城市建设的飞速发展，往往出现市政污水管网及污水处理厂与生活小区或企业工厂建设周期不配套的问题，如市政污水管网及污水处理厂的建设滞后于生活小区或企业工厂建设，致使产生的生活污水或工业废水出现暂时性的无法排入原有规划的市政污水管网的问题，而环保方面又要求必须进行污水处理并使其能达标排放，这种情况下建设的污水处理设施往往属于临时性工程，使用周期短，待市政管网及市政污水处理厂建成后便会被拆除。因此，投资建设方往往较为看中临时性设施的经济性，要求投资费用小、运行成本低、占地面积少。

 另外，由于市政管网覆盖范围有限，城市边缘区域或农村地区的生活污水难以收集，基本未经处理便直接排放，对环境的污染不容忽视。在这些地区建设大型污水厂不现实，而投资小、成本低、自控程度高、处理效果好的小型污水处理设施更为适合。

 专利CN 203668180 U公开了一种临时性生活小区污水处理系统，其通过改建小区的化粪池，形成调节池(缺氧池)-生物接触氧化池-沉淀池(或MBR膜池)依次串联的污水处理系统。该系统施工方便、解决了用地困难的问题，但是其改建自小区化粪池，应用场合受限，且该污水处理系统无法同时满足脱氮除磷的要求，难以保证处理后的水的达标排放。

 专利申请CN 105731615 A公开了一种移动式污水处理装置，通过设置组装式隔间，采用混凝沉淀工艺处理工厂污水，组装简便，傻瓜式运行，与固定式污水处理设施相比，具有可移动、应急性强、适用范围广、节省费用等优点。然而该发明未明确适于处理的工厂污水类别，也没有说明处理出水的水质要求，一般而言，仅通过混凝沉淀是难以达到满意的处理效果的，因其主要功能是去除污水中的悬浮固体颗粒和胶体物质，对其他溶解性有机污染物、无机盐等无能为力。

 专利CN 202156971 U公开了一种可移动式一体化MBR污水处理设备，由一个集装箱体组成，箱体内包括缺氧池、好氧池、MBR膜生物反应池、MBR产水池、微波紫外发生器、反渗透膜处理单元、膜丝清洗加药单元、控制单元、分析检测平台、发电机及空调器等，集装箱体可置于平板拖车上运输移动，适用于短期临时性野外作业单位的污水处理排放、中水资源再利用等，特别适用于沙漠地区油田油井、地质勘探等作业。但根据该专利的内容描述判断，该移动式污水处理设备的设计处理能力较小，且无法进行同步脱氮除磷，在污水量稍大或对出水磷浓度有要求的场合不适用，且其结构设置较为复杂，成本高。

 综上，现有设施存在以下问题：

a.现有设施是针对生活污水或工厂污水的处理，但应用场合具有针对性，处理出水无法满足日益严格的环保标准，尤其是对出水总磷的要求；

 b.现有设施多为一体化集装箱形式，虽然可移动，较为灵活，但设计处理能力较小，不适用于污水量稍大的场合；

 c.现有设施中膜池基本与生物处理池合建，当膜组件需要离线清洗时，需将膜组件吊出且需另外设置清洗池。

发明内容

 本发明即是针对市政污水临时性需求和城市边缘区域或农村地区的生活污水处理等需求提出的一种可拆卸式高效节能废水处理设施，技术可靠，经济可行，既可充当临时性市政污水厂，又可应用于农村地区的污水处理。

 此外，本发明还提供一种废水处理工艺，技术可靠，经济可行，既可用于临时性市政污水厂，又可应用于农村地区的污水处理。

 本发明的技术方案如下：

 一种可拆卸式废水处理设施，用于生活污水或同类水质的生产废水的处理，按照废水处理流程，依次设置有：

 调节池，用于均匀废水的水质和水量；

 生物脱氮除磷反应器，包括反应器壳体，所述反应器壳体的内部按照废水处理流程，依次分隔为缺氧区、厌氧区和好氧区；所述生物脱氮除磷反应器的前端进水处设置有过滤废水中的固体杂物的过滤装置；

 膜分离器，通过膜组件进行泥水分离；

 其中，所述调节池、所述缺氧区、所述好氧区均设置有可拆卸的旋切混流曝气装置；所述调节池、所述生物脱氮除磷反应器和所述膜分离器之间通过可拆卸的管路连通，至少一些所述管路上设有泵。

 在本发明的一实施例中，所述调节池和所述生物脱氮除磷反应器之间通过可拆卸的管路和提升泵连通，所述生物脱氮除磷反应器和所述膜分离器之间通过可拆卸的管路连通，所述膜分离器的污泥出口通过可拆卸的管路和污泥回流泵连通至所述生物脱氮除磷反应器的所述缺氧区的入口，所述膜分离器的出水口通过可拆卸管路和出水泵连通至出水管路或回用管路；所述生物脱氮除磷反应器的混合液出口通过可拆卸的管路以及混合液回流泵连通至所述生物脱氮除磷反应器的所述缺氧区的入口。

在本发明的一实施例中，所述可拆卸式废水处理设施还包括化学除磷试剂投加装置，所述化学除磷试剂投加装置可拆卸式连接于所述生物脱氮除磷反应器。

 在本发明的一实施例中，所述膜分离器设置两组，两组膜分离器的中部连通，并且每组膜分离器与所述生物脱氮除磷反应器通过可拆卸的管路连接。

 在本发明的一实施例中，连通所述膜分离器与所述生物脱氮除磷反应器的可拆卸管路位于所述膜分离器的一端的设置位置位于所述膜分离器的膜的设定最低水位之上。

 在本发明的一实施例中，连通所述膜分离器与所述生物脱氮除磷反应器的可拆卸管路的两端均位于所述膜分离器的膜的设定最低水位之上，并且该可拆卸管路位于所述生物脱氮除磷反应器的一端的高度高于其位于所述膜分离器的一端。这样的设置可以利用水的重力作用实现废水从生物脱氮除磷反应器向所述膜分离器流动，节省了设置泵的成本和泵所需的能量成本。

 在本发明的优选实施例中，所述可拆卸式废水处理设施还包括自控系统，用于控制该废水处理设施的自动运行。

 一种废水处理工艺，用于生活污水或同类水质的生产废水的处理，包括如下处理流程：

 在调节池内均匀废水的水质和水量；

 所述废水过滤固体杂物，并依次经过缺氧区反硝化脱氮、厌氧区除磷和好氧区有机物降解处理；所述缺氧区、厌氧区和好氧区均设置在一反应器内；

 使用膜分离器进行泥水分离。

 在本发明的一实施例中，所述缺氧区、厌氧区和好氧区的废水处理过程结合化学除磷方法。

 在本发明的一实施例中，根据不同废水进水的水质情况下生物脱氮和生物除磷所需碳源的变化，调节分配到缺氧段和厌氧段的进水比例，或在反应器内外加部分碳源。

 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

 第一，本发明的调节池、生物脱氮除磷反应器、膜分离器等各设备间通过可拆卸管路连接，因此能分散布置；本发明在处理的污水量稍大时，各处理单元优选采用分散布置，而分散布置时因各单元采用特殊结构设计，拆装方便，具有灵活性、可移动的特点，更因为其分散布置的方式，使其能适用于不同污水处理规模；

 第二，本发明针对的是生活污水或具有同类水质的生产废水的处理，采用调节-缺氧-厌氧-好氧-膜分离处理工艺，结合化学除磷技术，处理出水的水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准，设施应用范围广，特别适用于市政管网没有覆盖的区域，可充当临时市政污水厂；并且由于其采用可拆卸设计，各部分拆开之后可以单独用作其他用途，分别使用，减少浪费；

 第三，本发明的膜分离系统一分为二，当膜组件需要离线清洗时，只需停用其中一组膜分离器，并将该组膜分离器作为膜清洗池，无需将膜组件吊出，也无需另外准备清洗池，大大方便了临时设施的运行管理。

 本发明的处理设施具有处理效果好、投资及运行成本低、占地面积小、系统自控程度高、运行管理简便、设施回收利用价值高等优点，非常适合需要建设临时性污水处理站的场合以及城市边缘及农村地区，适用于生活污水或同类水质的生产废水的处理。

 当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

 图1为本发明实施例的可拆卸式废水处理设施的结构示意图；

 图1中，1-调节池；2-曝气器；3-提升泵；4-水力筛；5-缺氧区；6-厌氧区；7-好氧区；8-生物脱氮除磷反应器；9-混合液回流泵；10-膜分离器；11-出水泵；12-污泥回流泵；13-自控设备间。

具体实施方式

 本发明提供一种可拆卸式高效节能废水处理设施，具有处理效果好、投资及运行成本低、占地面积小、系统自控程度高、运行管理简便、设备回收利用价值高等优点，非常适合需要建设临时性污水处理站的场合以及城市边缘及农村地区，适用于生活污水或同类水质的生产废水的处理，本发明的可拆卸式废水处理设施处理出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准。

下方结合具体实施例对本发明做进一步的描述。

 实施例

 本实施例提供一种可拆卸式高效节能废水处理设施，该设施处理对象为生活污水或具有同类水质的生产废水。

 请参见图1，该废水处理设施主要由调节池1、水力筛4、生物脱氮除磷反应器8、膜分离器10，以及曝气系统、加药系统、自控系统等组成，其中曝气系统包括曝气器2，自控系统设置在自控设备间13内，自控设备间13可包括提升泵间、风机间、配药间、值班室、配电控制间等。

 其中，调节池1用于均匀废水的水质和水量，以便后续生物处理设备正常工作，保证污水处理站的稳定运行。调节池1内设置曝气器2，该曝气器为旋切混流曝气装置，该旋切混流曝气装置的设置方式请参见专利文献201520794549.2，该旋切混流曝气装置利用其强劲的搅拌功能实现废水均质均量的目的，省去了常规的搅拌设备，并且与微孔曝气器相比实现了曝气器的在线拆装。调节池1通常采用钢砼结构，如果处理水量小时，也可以使用不锈钢水箱。

 调节池1的出水经提升泵3提升至生物脱氮除磷反应器8。

 生物脱氮除磷反应器8的前端设置水力筛4，以便除去生活污水中存在的头发之类的固体杂物，避免对膜系统产生不利影响。

 生物脱氮除磷反应器8分割成缺氧区5、厌氧区6和好氧区7，处理原理是生物同步脱氮除磷，分割的方式可以使用可拆卸的分割装置或不可拆卸的分割装置。

 调节池1的出水与膜分离器10的回流污泥和生物脱氮除磷反应器8排出的混合液分别通过提升泵3、污泥回流泵12和混合液回流泵9一起进入缺氧区5进行反硝化脱氮，之后再进入厌氧区6，然后再进入好氧区7。通过缺氧-厌氧-好氧的程序设置，聚磷菌历经厌氧环境后直接进入生化效率较高的好氧区7，使其在厌氧环境下形成的吸磷动力得到了更有效的利用，除磷效果得到强化。

 根据不同进水水质情况下生物脱氮和生物除磷所需碳源的变化，可以调节分配到缺氧段和厌氧段的进水比例，或在生物脱氮除磷反应器8内外加部分碳源，使反硝化作用和除磷效果均得到有效保证。

 为保证出水水质，可结合化学除磷技术，在生物脱氮除磷反应器8内添加除磷剂(如PAC等)，并相应配套有化学除磷试剂投加装置。

 缺氧区5设置有曝气器2，该曝气器2为旋切混流曝气装置，利用该种曝气器设计间歇曝气搅拌系统，省去了常规的搅拌设备。

 同样地，好氧区7也利用旋切混流曝气装置设计有可调式曝气系统，既能满足去除污染物的需求，又能降低后端溶氧水平，目的是节约能耗的同时减少回流的污泥和混合液对缺氧区5和厌氧区6的影响。

 缺氧区5和好氧区7的旋切混流曝气装置的设置方式采用专利文献

201520794549.2中提供的旋切混流曝气装置的设置方式，使其便于安装和拆卸。

 膜分离器10内置中空纤维膜组件，生物脱氮除磷反应器8的出水利用重力作用自流进入膜分离器10，通过膜分离器10的膜组件进行泥水分离，之后膜分离器10排出的达标清液即可排放或回用，膜分离器10中部分污泥回流至脱氮除磷反应器8的缺氧区5。

 在本实施例中，膜分离器10设置两组，该两组的中部连通，且与生物脱氮除磷反应器8通过管道连接，连接膜分离器10和生物脱氮除磷反应器8的可拆卸管道的两端均位于膜分离器10的膜设定的最低水位之上。设置两组膜分离器既避免了配水不平衡的问题，也使得脱氮除磷反应器8与膜分离器10处于同一水位，整个处理设施仅设置一套液位控制器同时用于生物脱氮除磷反应器8和膜分离器10即可，简化控制，方便运行管理；同时，膜分离器一分为二，也方便进行膜组件的离线清洗，当膜组件需要离线清洗时，只需停用其中一组膜分离器，并将该组膜分离器作为膜清洗池，无需将膜组件吊出，也无需另外准备清洗池，大大方便了临时设施的运行管理，同样简化了设施的运行管理工作。

 本实施例的可拆卸式废水处理设施的主体设备采用不锈钢材质，经久耐用，正常情况下膜分离器的膜组件仅需在线自动清洗即可，工作量小；且待污水设施停用后，设备可挪作他用，如不锈钢材质的生物脱氮除磷反应器8可用作高位水箱，整套系统可拆卸后运输至偏远地区农村，用于处理偏远地区农村生活污水等，充分利用旧物，减少不必要的浪费。若选用碳钢材质，则极易发生腐蚀，当铁离子进入污水处理系统后，势必会导致膜分离器的膜丝的严重污堵，致使必须将膜组件从分离器内吊出进行离线浸没清洗，一方面无法保证系统的稳定运行，另一方面极大增加了额外工作量。

 本实施例的可拆卸式废水处理设施的曝气器均选用专利文献201520794549.2中提供的旋切混流曝气装置及其安装方式，因而具有五大优势：(1)采用可提升式安装方式，不固定于反应器底部，拆装方便，不会对污水站停用后反应器的再利用产生影响；(2)具有强劲的搅拌功能，完全可替代传统的搅拌设备，且无需维护保养；(3)充氧效率高，压损小，综合能耗较微孔曝气器低10％～30％，且因无需维护保养而可大大降低设备维护成本；(4)该曝气器特殊的结构设计，克服了微孔曝气器易脱落、易老化、易堵塞等缺陷，特别适用于高污泥浓度、高悬浮物浓度、高硬度、易结垢的水质；(5)使用寿命长，达10年以上。该曝气器的可拆卸式安装也便于其回用。

 本发明的废水处理设施具有处理效果好、投资及运行成本低、占地面积小、系统自控程度高、运行管理简便、设备回收利用价值高等优点，非常适合需要建设临时性污水处理站的场合以及城市边缘及农村地区，适用于生活污水或同类水质的生产废水的处理。

 应用案例一：

 废水处理设施的处理对象为某汽车生产企业的混合废水(汽车涂装废水预处理系统出水与企业生活污水)，处理水量为800t/d，水质与生活污水相似，COD约为300mg/L，TN低于40mg/L，TP为3mg/L左右，但与生活污水相比硬度较高。因与该企业配套的市政污水厂未建成，故急需一套临时性废水处理设施，使用周期为一年左右，出水水质需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准。

 上述废水采用本发明提出的可拆卸式高效节能废水处理设施进行处理，工程投资为198万，吨水运行费用约为0.9元左右，投运时间约40天左右，占地面积200m左右(未含地下占地100m)，产生污泥量少，直接利用企业已有污泥处理设备即可进行处理，避免了重复建设，污水站自控程度高，只需1人值守便可，采用专利曝气器(旋切混流曝气装置)，避免了常用微孔曝气器在高硬度水质下易结垢堵塞的问题。待市政管网及污水厂建成后，废水处理设施停用，其中的反应器、膜分离器等设备完全可以再利用，避免不必要的浪费。

 本发明联合同步生物脱氮除磷技术、化学除磷技术和膜分离技术，处理出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准。

 本发明中的膜分离器一分为二，方便进行膜组件的离线清洗，简化临时性设施的运行管理工作。

 本发明利用专利文献中的曝气器合理设计搅拌、曝气系统，既减少了设备数量，又降低了能耗。

 本发明生物脱氮除磷反应器与膜分离器之间连通使两者的液位保持一致，整体采用一套液位控制系统即可，运行管理简便。

 本发明的废水处理设施为可拆卸式设计，且设备回收利用价值高，非常适合用作临时性处理设施。

 本发明处理设施处理效果好，投资及运行成本低，自动控制程度高，非常适合农村地区的生活污水处理。

 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。