专利名称：强化混凝与动态膜一体式污水处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理工艺，具体涉及强化混凝与动态膜一体式污水处理工艺，属于环境工程技术领域。
背景技术：
强化混凝是在常规混凝的基础上，基于新型混凝剂的开发而发展起来的一种水处理工艺，通过提高混凝剂的投加量或优选混凝剂或优化运行参数来提高污染物去除率的过程。和传统一级处理比较起来，强化混凝工艺需要的沉淀池尺寸仅需传统一级处理的一半，即在同样沉淀池体积下强化混凝工艺可以处理2倍于传统一级处理的污水。这对于水体污染严重，处理资金不足，排放水体具有较大稀释能力的水体是很有意义的。
在动态膜反应器中，污水通过基材进行过滤，基材的表面会逐步形成动态膜层，具备类似于传统微滤膜的截留作用，相应的过滤操作称为动态膜过滤。动态膜技术克服了膜组件成本过高等制约膜技术的缺点，保留了膜过滤的绝大部分优点，所需的过滤压力小得多，大大降低了污水处理运行费用。
发明内容
本发明针对目前污水排放量大、污水处理设施处理能力远不能满足目前污水排放量的现实，提出一种强化混凝与动态膜一体式污水处理工艺，本发明是一种占地面积小、经济高效的污水处理方法。
本发明的污水处理方法是强化混凝工艺与动态膜工艺的有机结合，所用污水处理装置包括反应器、进水管、导流板、曝气管、覆有基材的过滤装置，基材上形成的动态膜，以及必要的药剂投加设施。其中，反应器包括混凝反应区和动态膜区。
本发明的污水处理方法，步骤如下(1)污水进入反应器一侧的混凝反应区，在此区域内和同时投加的化学处理药剂进行完全混合，通过混凝反应区底部的曝气管曝气实现污水与药剂的混合。在混凝反应区内的导流板和底部的曝气作用下，整个反应器内形成环流，实现污水与药剂完全混合。
(2)经过步骤(1)混凝处理后的污水再通过反应器另一侧的过滤装置，该过滤装置由孔径为毫米级的基材覆盖，混凝处理后的污水通过基材，在基材表面逐步形成动态膜层，这一膜层由内而外是凝胶层和滤饼层，孔径在0.1～0.5微米，具有类似于传统微滤膜的截留作用，可达到良好的固液分离的效果。
(3)步骤(2)经过处理的水由过滤装置内通往反应器上部的出水管排出。
整个反应器中由于曝气实现药剂的充分混合，在此过程中曝气作用能实现有机物的部分去除。在长期运行过程中动态膜表面会形成一层具有粘性的“生物膜”凝胶层，可以降解部分污染物。大部分污染物通过污水与药剂混凝作用再经动态膜过滤作用去除。
(4)污水在通过基材形成动态膜过程中滤饼层随着反应器运行时间的增加而增厚，达到一定厚度时需进行反冲实现动态膜的滤饼层部分脱落，通过运行再形成新的动态膜。通过动态膜区下方反应器底部的曝气管曝气实现动态膜再生，恢复动态膜的通量。
优选的，每隔10-15小时动态膜区下方反应器底部的曝气管曝气清洗一次动态膜，曝气时间一般为3～10分钟。
上述步骤(1)中的化学处理药剂一般应包括混凝剂、助凝剂之一或混合，常用的混凝剂有PAC(聚合氯化铝)、聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合硫酸铁(PFS)、APAM(阴离子型聚丙烯酰胺)、CPAM(阳离子型聚丙烯酰胺)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)，其中APAM(阴离子型聚丙烯酰胺)、CPAM(阳离子型聚丙烯酰胺)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)又可以作为PAC(聚合氯化铝)、聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合硫酸铁(PFS)的助凝剂使用。还可以根据特定的污水情况添加其他药剂，本发明对此不做限定，现有技术中用于污水的化学处理药剂均可使用，化学处理药剂的用量也可根据本领域的现有技术来确定。
优选的，上述步骤(1)中的混凝反应区底部的曝气管曝气量0.015～0.05m3/m3·min。
优选的，上述步骤(2)中的动态膜的基材可选用无纺布、筛网或筛绢。
本发明为强化混凝与动态膜一体式污水工艺，该工艺集成了强化混凝和动态膜技术的优点省去了一般混凝后必须的沉淀池，节约用地。强化混凝与动态膜组合工艺可解决目前大部分废水需要处理而污水处理设施处理能力严重不足这一现实问题，具有广阔的应用前景。
与现有技术相比本发明的优良效果如下1.本发明的方法处理单位体积的污水占地面积小，和传统的一级处理比较而言，由于该工艺可以省去二沉池，大大减小了占地面积；2.本发明的方法运行费用低、投资低、运行方便灵活；3.本发明的方法通过化学药剂和污水中PO43-作用生产磷酸盐沉淀很好地实现了水体中磷的去除。
4.相对于传统二级生物处理，本发明的强化混凝处理污水，对于水体污染严重，处理资金不足，排放水体具有较大稀释能力的水体是很有意义的。如果强化混凝处理的污水排放后水体具有很大的稀释能力，处理程度不高时可借助水体稀释自净能力达到要求，该工艺单位体积处理的污水量大，投资少。
5.本发明中的工艺对于污染较严重的废水，经该工艺处理后，可以大大降低后续污水处理工艺的负荷及运行费用。
6.本发明形成动态膜所需用的基材无纺布、筛网、筛绢等便宜、易得。
图1是本发明的污水处理试验示意图，其中，1、污水进入管，2、药剂加入，3、反应器，4、混凝反应区，5、动态膜区，6、基材、7、导流板、8、混凝反应区底部曝气管，9、动态膜区下的曝气管，10、出水管，图中的弧线箭头方向是由于混凝反应区底部曝气作用形成的水的循环。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例1如图1所示，污水处理装置包括反应器3(包括混凝反应区4和动态膜区5)、动态膜6、配水管、混凝反应区4的导流板7、曝气管9、10。污水处理方法如下污水直接引入反应器内，混凝剂PAC(聚合氯化铝)由混凝反应区4上方加入2，在混凝反应区4污水和投加的混凝剂在混凝反应区底部一侧曝气的作用下进行混合，混凝反应区底部的曝气管曝气量0.03m3/m3·min。在整个反应器内形成环流，经过和混凝剂充分混合的污水可以在反应器内形成循环，经过处理的水通过无纺布基材6上形成的动态膜后从反应器3上部的出水管10排出。动态膜膜通量取50L/m2·h。动态膜区下方反应器底部的曝气管在动态膜需清洗再生时进行曝气，一般12小时清洗一次动态膜，曝气时间一般不超过10分钟。
实施例2如实施例1所述，所不同的是基材6是筛绢，混凝剂选取APAM(阴离子型聚丙烯酰胺)。混凝反应区底部的曝气管曝气量0.05m3/m3·min。
实施例3如实施例1所述，所不同的是基材6是筛网，混凝剂选取CPAM(阳离子型聚丙烯酰胺)。混凝反应区底部的曝气管曝气量0.02m3/m3·min。
实施例4如实施例1所述，所不同的是，混凝剂PAC(聚合氯化铝)，同时加助凝剂APAM(阴离子型聚丙烯酰胺)。混凝反应区底部的曝气管曝气量0.015m3/m3·min。
权利要求
1.强化混凝与动态膜一体式污水处理工艺，步骤如下(1)污水进入反应器一侧的混凝反应区，在此区域内和同时投加的化学处理药剂进行完全混合，通过混凝反应区底部的曝气管曝气实现污水与药剂的混合，在混凝反应区内的导流板和底部的曝气作用下，整个反应器内形成环流，实现污水与药剂完全混合；(2)经过步骤(1)混凝处理后的污水再通过反应器另一侧的过滤装置，该过滤装置由孔径为毫米级的基材覆盖，混凝处理后的污水通过基材，在基材表面逐步形成动态膜层，这一膜层由内而外是凝胶层和滤饼层，孔径在0.1～0.5微米，具有类似于传统微滤膜的截留作用，可达到良好的固液分离的效果；(3)步骤(2)经过处理的水由过滤装置内通往反应器上部的出水管排出。
2.如权利要求1所述的强化混凝与动态膜一体式污水处理工艺，其特征在于，步骤(1)中的混凝反应区底部的曝气管曝气量0.015～0.05m3/m3·min。
3.如权利要求1所述的强化混凝与动态膜一体式污水处理工艺，其特征在于，步骤(2)中的动态膜的基材可选用无纺布、筛网或筛绢。
4.如权利要求1所述的强化混凝与动态膜一体式污水处理工艺，其特征在于，污水在通过基材形成动态膜过程中滤饼层随着反应器运行时间的增加而增厚，达到一定厚度时需进行反冲实现动态膜的滤饼层部分脱落，通过运行再形成新的动态膜，通过动态膜区下方反应器底部的曝气管曝气实现动态膜再生。
5.如权利要求4所述的强化混凝与动态膜一体式污水处理工艺，其特征在于，每隔10-15小时动态膜区下方反应器底部的曝气管曝气清洗一次动态膜，曝气时间一般为3～10分钟。
全文摘要
强化混凝与动态膜一体式污水处理工艺，属于环境工程技术领域。本发明将强化混凝工艺与动态膜工艺有机结合，整个反应器中由于曝气实现污水与药剂的充分混合与反应，混凝反应生成的絮体经基材过滤形成凝胶层与滤饼层，凝胶层与滤饼层起到微滤作用，实现大部分污染物通过污水与药剂混凝作用再经动态膜过滤作用去除，在此过程中曝气作用能实现有机物的部分去除。具有占地面积小、经济高效的特点。
文档编号C02F7/00GK1821112SQ20061004441
公开日2006年8月23日 申请日期2006年3月6日 优先权日2006年3月6日
发明者高宝玉, 许春华, 张建, 岳钦艳, 徐世平, 刘程华 申请人:山东大学