一種低能耗高效率污水處理設備的制作方法

本實用新型屬于一種污水處理裝置，特別涉及一種制作成本低、運行費用低、降COD效果好、去氮效果好的低能耗高效率污水處理設備。

背景技術：

目前污水處理回用及一級A排放的常用工藝為活性污泥法--深度處理法的組合工藝或者為膜生物反應器(MBR)。活性污泥法--深度處理法的組合工藝，即在原有脫氮除磷活性污泥工藝基礎上，增加混凝、轉碟濾機、消毒等工藝，但該工藝流程長、設備多、占地面積大，對氨氮總氮等指標難以穩定達標。膜生物反應器(MBR)具有占地面積小、出水水質優、可強化生物處理等優點，在我國用地受限、經濟發達地區市場前景較好，但MBR工藝仍不成熟，膜通量低、能耗高、使用壽命短，限制了進一步推廣使用。

動態膜(Dynamicmem-brane)是新興的一種污水處理膜，為通過在膜基材表面形成污泥層起到精密截留作用的一種新型膜組件，其中自生動態膜是在過濾過程中由污泥絮體(微生物及其代謝產物)為涂膜材料累積形成膜層。其形成時間及厚度及生物量等與運行條件密切相關，有文獻報導污泥絮體累積速率約為0～50g/(m²h)，因而“膜層”形成相對較慢并且難以穩定，導致動態膜形成時間較長，通常在30分鐘至幾小時不等，由此初期水質難以滿足要求(有效過濾作用只有在污泥層形成至一定厚度才能發揮作用)，只能采用大回流量至成膜，從而增加了前道池負荷；其次，動態膜在運行時因高污泥濃度易出現膜層增長過快，導致出水通量下降，有效運行周期相對較短，并且缺乏有效的控制措施；再就是，動態膜反洗效果差，出水通量恢復率低，導致正常產水量小，時間長后很容易產生不可逆污染，導致藥洗頻繁，增加了運行成本和操作復雜程度。此三大缺陷成為制約自生運行效果好成本低的動態膜組件有效利用主要障礙。

技術實現要素：

技術問題：為了解決現有技術的缺陷，本實用新型提供了一種制作成本低、運行費用低、降COD效果好、去氮效果好的低能耗高效率污水處理設備。

技術方案：本實用新型提供的一種低能耗高效率污水處理設備，包括依次連接的化糞池、厭氧池、第一缺氧池、第二缺氧池、第一好氧池和動態膜池；所述動態膜池內設有一組動態膜組件；所述動態膜組件包括基材和形成在基材上的動態膜；所述基材為大孔基材。

作為改進，所述基材為海綿、濾網、無紡布、多孔陶瓷、燒結金屬網、金屬纖維燒結氈、粉末燒結材料、燒結多孔塑料、燒結鋁氧化物、棉織物、毛織物、絲織物、合成纖維織物、玻璃纖維織物、非織造纖維織物中的一種或幾種的組合。

作為另一種改進，所述基材的縱截面為空心圓環，其外徑為40-150毫米、內徑為10-30毫米，高為0.1-3米；優選地，其外徑為40-100毫米、內徑為10-30毫米，高為0.3-1米；更優選地，其外徑為40-60毫米、內徑為10-30毫米，高為0.4-0.6米；最優選地，其外徑為50毫米、內徑為20毫米，高為0.5米。

作為另一種改進，所述動態膜自外而內依次包括過濾吸附層、厭氧反應層和反硝化反應層。

作為另一種改進，所述動態膜組件的形成和應用方法，包括以下步驟：

(1)動態膜的形成：將廢水持續通過基材1-7天即在基材表面形成動態膜，具體為：污水由外至內向基材中滲透，同時在基材表面吸附一些較大顆粒的雜質和污泥，形成初生動態膜；運行一段時間后初生動態膜表面繼續吸附雜質和污泥形成過濾吸附層，初生動態膜內部形成一層致密的污泥層并生長厭氧菌即為厭氧反應層，初生動態膜最內部生長反硝化細菌即為反硝化反應層，至此形成表面附著動態膜的基材即為動態膜組件；

(2)廢水處理：污水流經過濾吸附層在過濾吸附層內過濾；再流經厭氧反應層在厭氧菌的作用下發生厭氧反應，將大分子的有機物分解；最后流經反硝化反應層在反硝化菌的作用下，利用厭氧反應層提供的碳源，對廢水脫氮。

作為另一種改進，所述化糞池包括三級化糞池，所述三級化糞池包括依次連接的第一級化糞池、第二級化糞池、第三級化糞池。

作為另一種改進，還包括沉淀池；所述沉淀池設于第一好氧池和動態膜池之間，或者沉淀池的進水口與動態膜組件的出水口連接。

作為另一種改進，還包括第一沉淀池和第二沉淀池；所述第一沉淀池設于好氧池和動態膜池之間，第二沉淀池的進水口與動態膜組件的出水口連接。

作為另一種改進，還包括第二好氧池，所述第二好氧池設于第一好氧池和化糞池之間用于連接第一好氧池和化糞池。

作為另一種改進，所述第一缺氧池、第二缺氧池、第一好氧池、第二好氧池內分別設有曝氣裝置。

本實用新型還提供了一種高效污廢水處理方法，利用上述的低能耗高效率污水處理設備，步驟如下：

(1)污水依次經過三級化糞池：第一級化糞池用于去除大顆粒污染物及部分懸浮物，第二級化糞池用于去除小顆粒污染物及部分懸浮物，第三級化糞池用于去除部分COD及氨氮；

(2)化糞池的出水進入厭氧池，在厭氧池中去除部分總氮和COD；

(3)厭氧池出水進入第一缺氧池，在第一缺氧池中去除部分總氮和COD；

(5)第一缺氧池出水進入第二缺氧池，在第二缺氧池中去除部分總氮和COD；

(6)第二缺氧池出水進入第一好氧池，在第一好氧池中去除大量COD及BOD；

(7)第一好氧池出水進入動態膜池，在動態膜池內發生以下反應：

(7.1)第一好氧池出水由外至內向動態膜中滲透，過濾吸附層吸附一些較大顆粒的雜質和污泥；

(7.2)再流經厭氧反應層在厭氧菌的作用下發生厭氧反應，將大分子的有機物分解；

(7.3)最后流經反硝化反應層在反硝化菌的作用下，利用厭氧反應層提供的碳源，對廢水脫氮。

有益效果：本實用新型提供的低能耗高效率污水處理設備結構簡單、成本低廉、使用方便，脫氮效果好，可有效降COD、BOD，幾乎無能耗，無需維護，使用壽命長，運行成本低。

附圖說明

圖1為實施例1的低能耗高效率污水處理設備的結構示意圖。

圖2為實施例2的低能耗高效率污水處理設備的結構示意圖。

圖3為實施例3的低能耗高效率污水處理設備的結構示意圖。

圖4為實施例4的低能耗高效率污水處理設備的結構示意圖。

圖5為動態膜組件的結構示意圖。

圖6為三級化糞池的結構示意圖。

具體實施方式

下面對本實用新型低能耗高效率污水處理設備作出進一步說明。

制備一批尺寸、材質不同的動態膜組件并運行，條件見表1，方法如下：

(1)動態膜的形成：將廢水持續通過基材1-7天即在基材表面形成動態膜，具體為：污水由外至內向基材中滲透，同時在基材表面吸附一些較大顆粒的雜質和污泥，形成初生動態膜；運行一段時間后初生動態膜表面繼續吸附雜質和污泥形成過濾吸附層，初生動態膜內部形成一層致密的污泥層并生長厭氧菌即為厭氧反應層，初生動態膜最內部生長反硝化細菌即為反硝化反應層，至此形成表面附著動態膜的基材即為動態膜組件；

(2)廢水處理：污水流自然持續通過濾吸附層在過濾吸附層內過濾；再流經厭氧反應層在厭氧菌的作用下發生厭氧反應，將大分子的有機物分解；最后流經反硝化反應層在反硝化菌的作用下，利用厭氧反應層提供的碳源，對廢水脫氮；

(3)工作過程中假如發現膜表面的污泥層太厚，影響水通量，此時需要反沖洗，通過曝氣沖刷膜表面，反洗完成可以繼續運行；由于本實用新型為大孔材料制得的動態膜，因此，其對污廢水阻力非常小，可僅靠污廢水自身重力完成，其流通量由系統自行調節；不僅節能環保、成本低；而且反沖洗周期非常長，幾乎不需要反沖洗。

表1

實施例1

低能耗高效率污水處理設備，見圖1，包括二好氧池10以及依次連接的化糞池1、厭氧池2、第一缺氧池3、第二缺氧池4、第一好氧池5和動態膜池6；動態膜池6內設有一組動態膜組件7；動態膜組件7，見圖5，包括基材8和形成在基材8上的動態膜9；基材8為大孔基材。化糞池1，見圖6，包括三級化糞池，三級化糞池包括依次連接的第一級化糞池11、第二級化糞池12、第三級化糞池13。第一缺氧池3、第二缺氧池4、第一好氧池5、第二好氧池10內分別設有曝氣裝置16。第二好氧池10設于第一好氧池5和化糞池1之間用于連接第一好氧池5和化糞池1。

實施例2

低能耗高效率污水處理設備，見圖2，包括二好氧池10以及依次連接的化糞池1、厭氧池2、第一缺氧池3、第二缺氧池4、第一好氧池5、沉淀池14和動態膜池6；動態膜池6內設有一組動態膜組件7；動態膜組件7包括基材8和形成在基材8上的動態膜9；基材8為大孔基材。化糞池1包括三級化糞池，三級化糞池包括依次連接的第一級化糞池11、第二級化糞池12、第三級化糞池13。第一缺氧池3、第二缺氧池4、第一好氧池5、第二好氧池10內分別設有曝氣裝置16。第二好氧池10設于第一好氧池5和化糞池1之間用于連接第一好氧池5和化糞池1。

實施例3

低能耗高效率污水處理設備，見圖3，包括二好氧池10以及依次連接的化糞池1、厭氧池2、第一缺氧池3、第二缺氧池4、第一好氧池5、動態膜池6和沉淀池14；動態膜池6內設有一組動態膜組件7；動態膜組件7包括基材8和形成在基材8上的動態膜9；基材8為大孔基材。化糞池1包括三級化糞池，三級化糞池包括依次連接的第一級化糞池11、第二級化糞池12、第三級化糞池13。第一缺氧池3、第二缺氧池4、第一好氧池5、第二好氧池10內分別設有曝氣裝置16。第二好氧池10設于第一好氧池5和化糞池1之間用于連接第一好氧池5和化糞池1。

實施例4

低能耗高效率污水處理設備，見圖4，包括二好氧池10以及依次連接的化糞池1、厭氧池2、第一缺氧池3、第二缺氧池4、第一好氧池5、第一沉淀池14、動態膜池6和第二沉淀池15；動態膜池6內設有一組動態膜組件7；動態膜組件7包括基材8和形成在基材8上的動態膜9；基材8為大孔基材。化糞池1包括三級化糞池，三級化糞池包括依次連接的第一級化糞池11、第二級化糞池12、第三級化糞池13。第一缺氧池3、第二缺氧池4、第一好氧池5、第二好氧池10內分別設有曝氣裝置16。第二好氧池10設于第一好氧池5和化糞池1之間用于連接第一好氧池5和化糞池1。

利用制得的動態膜組件在上述設備中運行，處理污廢水，步驟如下：

(1)污水依次經過三級化糞池1：第一級化糞池11用于去除大顆粒污染物及部分懸浮物，第二級化糞池12用于去除小顆粒污染物及部分懸浮物，第三級化糞池13用于去除部分COD及氨氮；

(2)化糞池1的出水進入厭氧池2，在厭氧池2中去除部分總氮和COD；

(3)厭氧池2出水進入第一缺氧池3，在第一缺氧池3中去除部分總氮和COD；

(5)第一缺氧池3出水進入第二缺氧池4，在第二缺氧池4中去除部分總氮和COD；

(6)第二缺氧池4出水進入第一好氧池5，在第一好氧池5中去除大量COD及BOD；

(7)第一好氧池5出水進入動態膜池6，在動態膜池6內發生以下反應：

(7.1)第一好氧池5出水由外至內向動態膜中滲透，過濾吸附層吸附一些較大顆粒的雜質和污泥；

(7.2)再流經厭氧反應層在厭氧菌的作用下發生厭氧反應，將大分子的有機物分解；

(7.3)最后流經反硝化反應層在反硝化菌的作用下，利用厭氧反應層提供的碳源，對廢水脫氮；

(7.4)工作過程中假如發現膜表面的污泥層太厚，影響水通量，此時需要反沖洗，通過曝氣沖刷膜表面，反洗完成可以繼續運行。

(8)沉淀池內發生沉淀反應；同時，添加除磷劑除去大部分磷。

利用上述設備對江蘇宜興王某家污水進行處理，結果見表2。

表2

其中，對比例為采用常規聚氨酯材料制得的動態膜。

由表2可知，本實用新型的設備可有效去除污水中的氨氮等有機物。