一种批次进水连续出水污水处理装置及处理方法与流程

本发明属污水处理技术领域，特别是涉及一种批次进水连续出水污水处理装置及处理方法。

背景技术：

随着经济的发展，大型综合型活动场所逐渐增多，而且人流量也在不断增加。该类场所经营过程中会产生一定量的污水，主要包括厕所冲洗用水、餐饮业污水及少量地面冲洗水和清洗水。其中，厕所冲洗用水和餐饮业污水为污水主要来源，相对于城市生活污水而言，其cod、氨氮、总氮、总磷等含量较高，还含有一定量的表面活性剂类物质，处理难度稍难于城市污水。目前，多数大型写字楼宇、商场等综合型场所一般都配备隔油池、化粪池等设施，对不同的污水采取分类收集预处理，然后直接排放至市政污水管网或通过集水井提升进入主体处理设进一步处理。由于人流量大且时间分布上相对集中，因此，污水的排放也相对集中，从而造成污水水量波动比较大。此外，这类密集场所一般能够给予的设施占地空间也十分有限，要充分考虑处理设施设备化，尽最大可节省占地。

目前，对于多数大型写字楼宇、商场等综合型场所污水的处理主要是参照生活污水的方法进行处理，主要是以生化为主，物化为辅，实现脱氮除磷同时去除有机物。由于污水的产生相对集中，传统的处理工艺中需设置一个容积庞大的调节池用来暂存产生的污水，然后缓慢按一定的流量提升至处理设施。调节池仅仅起到收集和暂存的作用，对于大型写字楼宇、商场等综合型场所这种生化性较好的污水，调节池的容积占处理设施总容积的比重甚至能高达50%，无论是从投资还是占地来讲，都严重影响设施的经济性。此外，餐饮业的洗涤等过程会引入一定量的表面活性剂到污水中，表面活性剂以直链烷基苯磺酸钠为主，分子量相对较大，具有一定的生物抑制作用，生物不易降解。因此，常规的沉淀分离方法，不能保证表面活性剂足够的停留时间，难以实现有效降解。因此，常规的生活污水的处理方法，并不能完全针对性地处理该类污水，无论是工艺还是设置参数等方面都还有相当大的优化和改进空间。

因此，有必要提供一种新的批次进水连续出水污水处理装置及处理方法来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的之一在于提供一种批次进水连续出水污水处理装置，解决现有工艺中调节池容积大不经济、表面活性剂降解效率低、除磷效果不好的问题，同时也解决了传统工艺占地面积大、出水效果不稳定的问题。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种批次进水连续出水污水处理装置，其包括沿水流方向依次设置的进水调节缓冲区、厌氧调节反应区、缺氧调节反应区以及好氧膜反应区，所述缺氧调节反应区设置有污水提升泵，所述污水提升泵通过第一管道分别与所述进水调节缓冲区、所述好氧膜反应区连通，所述好氧膜反应区设置有污泥回流泵与一mbr膜组件，所述污泥回流泵通过第二管道分别与所述进水调节缓冲区、所述缺氧调节反应区连通。

进一步的，还包括位于所述进水调节缓冲区外部的且与所述进水调节缓冲区管道连通的进水提升泵、位于所述好氧膜反应区外部的且与所述mbr膜组件管道连通的自吸泵，所述mbr膜组件与所述自吸泵的连通管道上设置有压力控制器。

进一步的，所述进水调节缓冲区与所述厌氧调节反应区在底部通过第一过水孔连通，水流由所述进水调节缓冲区通过所述第一过水孔自流至所述厌氧调节反应区；

所述厌氧调节反应区与所述缺氧调节反应区之间设置有隔板，且所述隔板底部设置有第二过水孔，水流由所述厌氧调节反应区通过所述第二过水孔自流至所述缺氧调节反应区。

进一步的，所述缺氧调节反应区在末端底部设置有第一潜水搅拌器；所述缺氧调节反应区末端底部设置有第二潜水搅拌器；

所述缺氧调节反应区上部设置有第一超声波液位计；所述好氧膜反应区顶部设置有第二超声波液位计。

进一步的，所述缺氧调节反应区和好氧膜反应区之间设置有连通的自回流管道；所述自回流管道的吸水口最低点高度高于所述mbr膜组件表面0.5m以上，出口设置于所述缺氧调节反应区前端，且出口与吸口最低点高度一致。

进一步的，所述好氧膜反应区外部设置有鼓风机，所述鼓风机的输出端通过输送管道分成两路，其中一路连通至所述mbr膜组件底部，另一路连通一微孔曝气器。

本发明的另一目的在于提供一种批次进水连续出水的污水处理方法，其包括以下步骤：经过预处理后的污水进入进水缓冲区，与来自好氧膜反应区中污泥回流泵回流的高浓度污泥以及从缺氧调节反应区中污水提升泵回流的混合液充分混合，然后自流进入厌氧调节反应区；厌氧调节反应区末端设置有潜水搅拌器，充分混合，防止短流以及泥水分离；然后混合液通过底部连通孔自流进入缺氧调节反应区，缺氧调节反应区末端设置有潜水搅拌器，充分混合，防止泥水分离；同时，缺氧调节反应区中的污水提升泵将污水提升输送至好氧膜反应区进行硝化反应；进入好氧膜反应区的混合液通过mbr膜组件的分离作用在一自吸泵的抽吸作用下实现泥水分离，从而将清液排除装置。

进一步的，所述进水提升泵为系统处理水量的2~3倍；所述缺氧调节反应区内的所述污水提升泵的流量为系统平均处理水量的3~5倍；所述第一管道输出至所述进水调节缓冲区与所述好氧膜反应区的流量比为（1~2）:3；所述好氧膜反应区中所述污泥回流泵的回流量为系统处理水量的1~3倍；所述第二管道回流至所述进水调节缓冲区与所述缺氧调节反应区的流量比为1:（1~3）。

进一步的，所述缺氧调节反应区和好氧膜反应区之间设置有连通的自回流管道，所述自回流管道的回流流量为系统处理水量的2~3倍。

进一步的，所述进水调节缓冲区、所述厌氧调节反应区、所述缺氧调节反应区以及所述好氧膜反应区中的mlss浓度为6000~8000mg/l，cod负荷为0.1~0.15kgcod/（kgmlss·d）。

与现有技术相比，本发明一种批次进水连续出水污水处理装置及处理方法的有益效果在于：进水调节缓冲区、厌氧调节反应区、缺氧调节反应区采用变液位运行，起到对进水水量的缓冲作用，可以节省原有调节池容积50%以上甚至取消调节池，明显减少系统占地面积、节省投资。好氧膜反应区通过mbr膜组件出水，强化了泥水分离能力，出水水质稳定，同时，反应装置内的污泥浓度也大大提高，高浓度的污泥能够提高系统抵抗水量冲击的能力，使活性污泥顺利周期交替完成吸附和降解两个过程。特别是针对于污水中的表面活性剂类污染物质，mbr膜组件的高效截留能够有效富集表面活性剂专性降解菌类，另一方面mbr膜组件的截留使得污染物的停留时间远远大于污水的停留时间，非常有利于表面活性剂等难降解有机物的降解。在缺氧调节反应区设置有提升泵，其出水管路有一路可以回流至进水调节缓冲区，增加反硝化聚磷菌对普通好氧聚磷菌的竞争优势，更有利用实现反硝化强化除磷，提高系统对磷的去除能力。此外，在缺氧调节反应区和好氧膜反应区之间设置自回流管道，通过缺氧调节反应区和好氧膜反应区液位差以及提升泵向好氧膜反应区分配流量和自吸泵的抽吸流量差值实现硝化液自回流。正常情况下，自回流可以满足脱氮除磷的功能需要，即不用开启污泥回流泵进行强制回流，可以节省动力费用。

【附图说明】

图1为本发明实施例的原理示意框图；

图中数字表示：

100批次进水连续出水污水处理装置；

ⅰ进水调节缓冲区；ⅱ厌氧调节反应区；ⅲ缺氧调节反应区；ⅳ好氧膜反应区；

1进水提升泵；2第一潜水搅拌器；3第一潜水搅拌器；4污水提升泵；5mbr膜组件；6污泥回流泵；7鼓风机；8自吸泵；9第一超声波液位计；10第二超声波液位计；11输送管道；12微孔曝气器；13第一管道；14第二管道；15压力控制器；16自回流管道；17第一过水孔；18第二过水孔；19第一阀门；20第二阀门；21第三阀门；22第四阀门；23第五阀门。

【具体实施方式】

实施例一：

请参照图1，本实施例一种批次进水连续出水污水处理装置100，其包括沿水流方向依次设置的进水调节缓冲区ⅰ、厌氧调节反应区ⅱ、缺氧调节反应区ⅲ以及好氧膜反应区ⅳ。在缺氧调节反应区ⅲ中设置有污水提升泵4，污水提升泵4通过第一管道13分别与进水调节缓冲区ⅰ和好氧膜反应区ⅳ连通。好氧膜反应区ⅳ设置有污泥回流泵6，污泥回流泵6与进水调节缓冲区ⅰ以及缺氧调节反应区ⅲ通过第二管道14连通。

进水调节缓冲区ⅰ与厌氧调节反应区ⅱ底部通过底部第一过水孔17连通，水流由进水调节缓冲区ⅰ通过底部第一过水孔17自流至厌氧调节反应区ⅱ，进水调节缓冲区ⅰ前设置有进水提升泵1并通过管道与进水调节缓冲区ⅰ连通。厌氧调节反应区ⅱ与缺氧调节反应区ⅲ之间隔板底部设置有第二过水孔18，水流由厌氧调节反应区ⅱ通过底部第二过水孔18自流至缺氧调节反应区ⅲ，在厌氧调节反应区ⅱ末端设置有第一潜水搅拌器2。缺氧调节反应区ⅲ末端设置有第一潜水搅拌器3和污水提升泵4，污水提升泵4通过第一管道13分别与进水调节缓冲区ⅰ和好氧膜反应区ⅳ连通，同时，在缺氧调节反应区ⅲ上部设置有第一超声波液位计9。

好氧膜反应区ⅳ内设置有mbr膜组件5和污泥回流泵6，顶部设置有第二超声波液位计10；好氧膜反应区ⅳ末端设置有污泥回流泵6，污泥回流泵6通过第二管道14分别与进水调节缓冲区ⅰ和缺氧调节反应区ⅲ连通，同时第二管道14的一端设置有剩余污泥排放口；缺氧调节反应区ⅲ和好氧膜反应区ⅳ之间设置有自回流管道16，自回流管道吸水口呈喇叭状，吸水口最低点高度高于mbr膜组件5上表面0.5m，出口设置于缺氧调节反应区ⅲ的前端区域，出口与吸口最低点高度一致。

第一管道13在连通至进水调节缓冲区ⅰ的管路上设置有第一阀门19、在连通至好氧膜反应区ⅳ的管路上设置有第二阀门20；第二管道14在连通至进水调节缓冲区ⅰ的管路上设置有第三阀门21、在连通至缺氧调节反应区ⅲ的管路上设置有第四阀门22；第二管道14上靠近剩余污泥排放口位置设置有第五阀门23。上述阀门可以采用手动球阀、或电磁阀。

好氧膜反应区ⅳ设置mbr膜组件5与自吸泵8通过管道连通，且该连通管道上设置有压力控制器15；好氧膜反应区ⅳ外部设置有鼓风机7，其出口设置有输送管道11，其有两个出口，分别连通至mbr膜组件5吹扫和微孔曝气器12。

基于上述批次进水连续出水污水处理装置，本发明还提供了批次进水连续出水污水处理方法，其步骤如下：

污水经过预处理之后首先经进水提升泵1提升进入进水缓冲区ⅰ，与来自mbr膜组件5中污泥回流泵6回流的高浓度污泥以及从缺氧调节反应区ⅲ提升泵5回流的混合液充分混合，然后自流进入厌氧调节反应区ⅱ；厌氧调节反应区ⅱ末端设置有第一潜水搅拌器2，充分混合，防止短流以及泥水分离；然后混合液通过底部第二过水孔18自流进入缺氧调节反应区ⅲ，缺氧调节反应区ⅲ末端设置有第一潜水搅拌器3，充分混合，防止泥水分离；污水提升泵4将污水进一步提升，其第一管道13将污水管分成两股，一股污水回流至进水调节缓冲区ⅰ然后进入厌氧调节反应区ⅱ，为反硝化除磷进一步创造有利条件，另一股提升至好氧膜反应区ⅳ进行硝化反应；在缺氧调节反应区ⅲ顶部设置有第一超声波液位计9，通过液位的高低控制污水提升泵4的启停，实现变液位运行；进入好氧膜反应区ⅳ的混合液通过mbr膜组件5的分离作用在自吸泵8的抽吸作用下实现泥水分离，从而将清液排出装置；在好氧膜反应区ⅳ设置有污泥回流泵6，其出口管道将混合液分为两股，一股至进水调节缓冲区ⅰ作为污泥回流，另一股至缺氧调节反应区ⅲ作为硝化液回流，实现脱氮；缺氧调节反应区ⅲ和好氧膜反应区ⅳ之间设置有自回流管道16，自回流管道16靠缺氧调节反应区ⅲ和好氧膜反应区ⅳ液位差以及污水提升泵4向好氧膜反应区ⅲ分配流量和自吸泵的抽吸流量差值实现硝化液自回流；在好氧膜反应区ⅳ设置有第二超声波液位计10，控制自吸泵8和污泥回流泵6启停，使好氧膜反应区ⅳ位于恒液位运行；鼓风机7通过输送管道11为好氧膜反应区ⅳ混合液和mbr膜组件5吹扫提供压缩空气。

进水提升泵1为系统处理水量的2~3倍，可以应对短时间内污水量的不均性，进水调节缓冲区ⅰ、厌氧调节反应区ⅱ和缺氧调节反应区ⅲ通过第一超声波液位计9控制以变液位运行，对进水水量起到调节和缓冲的作用。

缺氧调节反应区ⅲ设置有污水提升泵4，其流量为系统平均处理水量的3~5倍，出水第一管道13将混合液输送至进水调节缓冲区ⅰ和好氧膜反应区ⅳ，并通过阀门调节控制流量为（1~2）:3，通过在缺氧调节反应区ⅲ回流部分混合液，为系统实现反硝化除磷创造有利条件。

好氧膜反应区ⅳ设置污泥回流泵6，其回流量为系统处理水量的1~3倍，出水第二管道14将混合液输送到进水调节缓冲区ⅰ和缺氧调节反应区ⅲ；缺氧调节反应区ⅲ和好氧膜反应区ⅳ之间设置有自回流管道16，自回流管道16靠缺氧调节反应区ⅲ和好氧膜反应区ⅳ液位差以及污水提升泵4向好氧膜反应区ⅲ分配流量和自吸泵的抽吸流量差值实现硝化液自回流；污泥回流泵6强制回流和自回流管道16回流，根据运行情况，可以同时运行，也可以运行其中一种方式。

mbr膜组件5过滤通量在12~16l/（m²·h），抽8min停2min，自吸泵8抽吸压力在-30~50kpa，通过进口处压力变送器15监控，实现自动停机保护。

进水调节缓冲区ⅰ、厌氧调节反应区ⅱ和缺氧调节反应区ⅲ以及好氧膜反应区ⅳ中mlss浓度为6000mg/l，cod负荷为0.12kgcod/（kgmlss•d）。

本实施例中，各部件的参数可优选设计如下：

1）厌氧调节反应区、缺氧调节反应区、好氧膜反应区的容积之比为：1:2:2，三个区域隔板的底部各设置一个连通孔，尺寸为300x300mm，两块隔板呈对角开孔；

2）厌氧调节反应区、缺氧调节反应区潜水搅拌器桨叶直径d=260mm，搅拌功率为12w/m3；进水调节缓冲区、厌氧调节反应区、缺氧调节反应区液位变化范围为0.75m~2.7m；好氧膜反应区液位在2.5~2.7m；

3）进水提升泵流量为污水处理装置平均处理水流量的3倍，间歇运行；提升泵流量为装置平均处理水流量的5倍，回流比例为装置平均处理水流量的2倍，提升至好氧膜反应区的水流量为处理装置平均处理量的3倍，提升泵间歇运行；污泥回流泵流量为装置处理水量的3倍，其中进水调节缓冲区回流量为1倍装置平均处理流量，缺氧调节反应区回流比为2倍装置平均处理流量；

4）好氧膜反应区膜组件膜通量为14l/（m²·h），抽8min停2min，自吸泵8抽吸压力在-30~50kpa，吹扫空气量为12l/（m²·min）。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。