一种基于陶瓷膜生物反应的含油污水处理系统的制作方法

本发明涉及含油污水处理技术领域，具体涉及一种基于陶瓷膜生物反应的含油污水处理系统。

背景技术：

船舶油污水是指船舶在发动、航行过程中不可避免产生的含油水及废水，包括含油洗舱水、机舱水和含油压载水等；船舶油污水中含有大量原油、汽油、丙烯以及难生物或无法降解的复杂化合物等，需要对其进行回收处理。

目前现有船舶含油污水处理主要是对污水进行处理并回收油液，现有的处理设备一般包括隔油设备、气浮设备或者油水分离器等，但是现有设备处理效率低下且处理效果不佳，处理后的污水中还存在油污，这些含有油污的污水如果直接排放到环境中，严重影响环境，因此需要再次进行深化处理，这无疑大大增加了处理成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于陶瓷膜生物反应的含油污水处理系统，以解决现有的处理设备处理效果不佳，容易污染环境，而且需要进行深度处理，成本较高的问题。

为实现上述目的，本发明提出的技术方案如下：

一种基于陶瓷膜生物反应的含油污水处理系统，包括水解酸化机构、厌氧处理机构、污泥沉淀机构、好氧曝气机构、陶瓷膜处理机构和污泥循环机构；

所述水解酸化机构、厌氧处理机构、好氧曝气机构、陶瓷膜处理机构依次连通并对含油污水进行处理；

所述污泥循环机构与所述水解酸化机构、所述污泥沉淀机构、所述好氧曝气机构和所述陶瓷膜处理机构连通，所述污泥循环机构用于将所述污泥沉淀机构内的污泥回流输送到所述水解酸化机构，并将所述陶瓷膜处理机构内的污泥回流输送到所述水解酸化机构和所述好氧曝气机构。

根据本发明提供的基于陶瓷膜生物反应的含油污水处理系统，通过水解酸化、厌氧反应把污水中难生物降解的有机物经过微生物氧化成容易降解的微生物，提高污水的可生化性，在水解酸化和厌氧反应后，停过污泥沉淀机构对厌氧污泥进行单独沉淀，不使污泥进入好氧系统，保证了污泥的稳定性和高效专一性，并且通过污泥循环机构将污泥回流到水解酸化机构和好氧曝气机构，保证污泥浓度；最后通过陶瓷膜处理机构提高污泥浓度富集，进一步提高含油污水处理效果。

另外，根据本发明上述实施例的基于陶瓷膜生物反应的含油污水处理系统，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个示例，所述水解酸化机构包括水解酸化池、第一搅拌装置和第一悬浮填料；所述第一搅拌装置安装在所述水解酸化池底部，多个所述第一悬浮填料位于所述水解酸化池内。

根据本发明的一个示例，所述厌氧处理机构包括厌氧池、第二搅拌装置和第二悬浮填料；所述第二搅拌装置安装在所述厌氧池底部，多个所述第二悬浮填料位于所述厌氧池内。

根据本发明的一个示例，所述好氧曝气机构包括相连通的一级好氧曝气部和二级好氧曝气部，所述一级好氧曝气部与所述污泥沉淀机构连通；所述二级好氧曝气部与所述陶瓷膜处理机构连通。

根据本发明的一个示例，所述一级好氧曝气部包括第一好氧池、第一曝气装置和第一悬挂填料；所述第一曝气装置安装在所述第一好氧池底部；多个所述第一悬挂填料间隔固定安装在所述第一好氧池内；

和/或，所述二级好氧曝气部包括第二好氧池、第二曝气装置和第二悬挂填料；所述第二曝气装置安装在所述第二好氧池底部；多个所述第二悬挂填料间隔固定安装在所述第二好氧池内。

根据本发明的一个示例，所述陶瓷膜处理机构包括陶瓷膜池和安装在所述陶瓷膜池底部的陶瓷膜组件。

根据本发明的一个示例，所述陶瓷膜组件外涂覆有纳米涂层。

根据本发明的一个示例，所述陶瓷膜处理机构还包括水池、反洗泵和自吸泵；所述反洗泵分别与所述水池和所述陶瓷膜池连通，以将所述水池的水体导入所述陶瓷膜池；所述自吸泵分别与所述水池和所述陶瓷膜池连通，以将所述陶瓷膜池的水体导入所述水池。

根据本发明的一个示例，所述污泥循环机构包括第一污泥循环部和第二污泥循环部；所述第一污泥循环部与所述水解酸化机构和污泥沉淀机构连通；所述第二污泥循环部与所述水解酸化机构、所述好氧曝气机构和所述陶瓷膜处理机构连通。

根据本发明的一个示例，还包括与所述好氧曝气机构连通的新风引入装置。

以上附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例的基于陶瓷膜生物反应的含油污水处理系统。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、水解酸化池；2、第一搅拌装置；3、第一悬浮填料；4、厌氧池；5、第二搅拌装置；6、第二悬浮填料；7、沉淀池；8、第一好氧池；9、第一曝气装置；10、第一悬挂填料；11、第二好氧池；12、第二曝气装置；13、第二悬挂填料；14、新风引入装置；15、陶瓷膜池；16、陶瓷膜组件；17、水池；18、反洗泵；19、自吸泵；20、第一污泥回流泵；21、第一回流管路；22、第二污泥回流泵；23、第二回流管路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

结合附图1所示，本实施例提供了一种基于陶瓷膜生物反应的含油污水处理系统，其包括水解酸化机构、厌氧处理机构、污泥沉淀机构、好氧曝气机构、陶瓷膜处理机构和污泥循环机构。

本实施例的水解酸化机构、厌氧处理机构、好氧曝气机构、陶瓷膜处理机构图中的左至右依次连通，含油污水依次通过水解酸化处理、厌氧处理、污泥沉淀处理、好氧曝气处理和陶瓷膜处理，最后达到排放标准。

本实施例的污泥循环机构与水解酸化机构、污泥沉淀机构、好氧曝气机构和陶瓷膜处理机构连通，污泥循环机构用于将污泥沉淀机构内的污泥回流输送到水解酸化机构，并将陶瓷膜处理机构内的污泥回流输送到水解酸化机构和好氧曝气机构，以保证水解酸化机构和好氧曝气机构内的污泥浓度，并且污泥中具有硝酸盐氮，使水解酸化池1中溶解氧保持在0.5mg/l，能够去除水解酸化机构内污水中的总氮。

基于陶瓷膜生物反应的含油污水处理系统通过水解酸化、厌氧反应把污水中难生物降解的有机物经过微生物氧化成容易降解的微生物，提高污水的可生化性，在水解酸化和厌氧反应后，停过污泥沉淀机构对厌氧污泥进行单独沉淀，不使污泥进入好氧系统，保证了污泥的稳定性和高效专一性，并且通过污泥循环机构将污泥回流到水解酸化机构和好氧曝气机构，保证污泥浓度；最后通过陶瓷膜处理机构提高污泥浓度富集，进一步提高含油污水处理效果。

下面就本实施例水解酸化机构、厌氧处理机构、污泥沉淀机构、好氧曝气机构、陶瓷膜处理机构和污泥循环机构的具体结构形式进行说明。

再结合附图1所示(图中箭头方向为污水流向或污泥流向)，本实施例的水解酸化机构包括水解酸化池1、第一搅拌装置2和第一悬浮填料3；本实施例的第一搅拌装置2安装在水解酸化池1底部，多个第一悬浮填料3位于水解酸化池1内，第一搅拌装置2可以是具有搅拌桨叶的搅拌器，经过发明人的大量实验发现，将本实施例的第一悬浮填料3的投加比例优选为15-20％时，水解酸化效果最佳。

本实施例的厌氧处理机构包括厌氧池4、第二搅拌装置5和第二悬浮填料6；本实施例的第二搅拌装置5安装在厌氧池4底部，第二搅拌装置5也可以是具有搅拌桨叶的搅拌器，本实施例的多个第二悬浮填料6位于厌氧池4内，经过发明人的大量实验发现，将本实施例的第一悬浮填料3的投加比例优选为15-20％时，厌氧处理效果最佳。需要说明的是，本实施例的悬浮填料的投加比例指的是悬浮填料的面积与水解酸化池1或厌氧池4的表面积比例。

本实施例的污泥沉淀机构包括沉淀池7，沉淀池7的底部呈圆锥型，便于污泥沉淀。

本实施例的好氧曝气机构包括相连通的一级好氧曝气部和二级好氧曝气部；其中，一级好氧曝气部与污泥沉淀机构连通，二级好氧曝气部与陶瓷膜处理机构连通。本实施例的好氧反应池按照两级设计，具有两个好氧曝气部，两级设计可以实现不同优势微生物菌群的筛选与富集。

具体的，本实施例的一级好氧曝气部包括第一好氧池8、第一曝气装置9和第一悬挂填料10；第一曝气装置9安装在第一好氧池8底部；多个第一悬挂填料10间隔固定安装在第一好氧池8内。

同理，本实施例的二级好氧曝气部包括第二好氧池11、第二曝气装置12和第二悬挂填料13；第二曝气装置12安装在第二好氧池11底部；多个第二悬挂填料13间隔固定安装在第二好氧池11内。在两级好氧反应系统中均设有曝气系统，安装悬挂式固定生物填料，固定生物填料上面附着不同的微生物菌群，对污水中的污染物实现高效针对性的去除。

优选的，为了保证好氧曝气部的氧气量能够满足要求，本实施例还包括与好氧曝气机构连通的新风引入装置14，该新风引入装置14可以是现有的鼓风机等。

含油污水经过两级好氧曝气处理后，进入陶瓷膜处理机构中，陶瓷膜处理机构包括陶瓷膜池15和安装在陶瓷膜池15底部的陶瓷膜组件16(即陶瓷膜生物反应器)。

相比较有机膜生物反应器，陶瓷膜生物反应器污泥浓度富集比较高，有机膜生物反应器污泥浓度一般在6000-8000mg/l，而陶瓷膜生物反应器污泥浓度可以达到15000-20000mg/l，同样的反应器可以提高微生物量一倍多，提高了处理效果；而且陶瓷膜相比较有机膜在使用寿命，生命周期成本方面都有很大的优势。

优选的，本实施例的陶瓷膜组件16外涂覆有纳米涂层(图中未示出)。陶瓷膜表面做了纳米材料涂层，提高了陶瓷膜的疏水性，这样污染物不容易附着在膜表面而造成膜污染堵塞。

基于上述陶瓷膜处理机构的结构，本实施例的陶瓷膜处理机构还包括水池17、反洗泵18和自吸泵19；反洗泵18分别与水池17和陶瓷膜池15连通，以将水池17的水体导入陶瓷膜池15；自吸泵19分别与水池17和陶瓷膜池15连通，以将陶瓷膜池15的水体导入水池17。自吸泵19通过抽水使处理后的达标污水经过陶瓷膜片排出，反洗泵18主要是定期对陶瓷膜片进行反洗，或者定期药剂清洗。

基于上述结构，本实施例的污泥循环机构包括第一污泥循环部和第二污泥循环部；第一污泥循环部与水解酸化机构和污泥沉淀机构连通；第二污泥循环部与水解酸化机构、好氧曝气机构和陶瓷膜处理机构连通。

具体的，本实施例的第一污泥循环部包括第一污泥回流泵20和第一回流管路21，第一回流管路21两端分别与沉淀池7和水解酸化池1连通，第一污泥回流泵20与第一回流管路21连通，通过第一污泥回流泵20将污泥沉淀机构内沉积的污泥输送到水解酸化池1。

而本实施例的第二污泥循环部包括第二污泥回流泵22和第二回流管路23，第二回流管路23一端与陶瓷膜池15连通，另一端与水解酸化池1和第一好氧池8连通，第二污泥回流泵22与第二回流管路23连通，通过第二污泥回流泵22将陶瓷膜池15内沉积的污泥输送到水解酸化池1和第一好氧池8。

基于上述基于陶瓷膜生物反应的含油污水处理系统，本实施例还提供了应用该处理系统进行污水处理的具体方法和各处理环节的控制参数，以达到最优处理效果。

具体的，本实施例的水解酸化池1中悬浮生物填料投加比例15-20％；溶解氧控制在0.5mg/l以下，水力停留时间在4-8h，cod去除率在80％-90％。

本实施例的厌氧反应器中悬浮生物填料投加比例15-20％；溶解氧控制在0.1mg/l以下，水力停留时间在8-12h，cod去除率在60％-80％。

经过厌氧污泥沉淀后，污泥回流到厌氧池4比例控制在80％-100％，系统污泥浓度控制在8000-10000m/l。

本实施例的一级好氧曝气部内安装固定生物填料，生物填料安装比例安装15-20％，溶解氧控制在2-4mg/l，水力停留时间在8-12h，cod去除率在85％左右。

本实施例的二级好氧曝气部安装固定生物填料，生物填料安装比例安装15-20％，溶解氧控制在1-2mg/l，水力停留时间在4-8h。

本实施例的陶瓷膜组件16的设计通量按照0.2-0.5m3/m2.h(每平方米表面积单位时间内通过的污水体积数)，污水在陶瓷膜池15中水力停留时间为2h。

本实施例的陶瓷膜池15中污泥回流泵回流量基本是进水量的80％-100％，其中，回流到水解酸化池1中的20％，回流到第一好氧池8中80％。

本实施例的好氧曝气机构以及陶瓷膜处理机构气水比控制在20-30：1。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体等。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。