混凝处理和膜分离组合废水处理系统及其用途.pdf

本发明公开了一种混凝处理和膜分离组合废水处理系统及其用途；所述系统主要由相连的混凝段和膜分离段组成；混凝段包括混凝处理池、搅拌器、通过投药通道与混凝处理池相连的药剂配制装置；膜分离段包括泥水分离池、膜分离装置、空气供应装置，膜分离装置设置在泥水分离池内，空气供应装置出口与膜分离装置的空气进口经管道相连通，膜分离装置的出水经抽吸泵及管道与清水池相连通。本发明是在混凝段向废水中投加水处理药剂进行反应，在膜分离段通过膜的过滤作用实现泥水分离，清液通过抽吸泵抽出，污泥截留在膜分离池中；相比传统的混凝反应沉淀系统具有耐冲击能力强、出水水质好、药剂利用率高投加量低、污泥产生量少、占地面积小等诸多优势。

权利要求书
1.  一种混凝处理和膜分离组合废水处理系统，其特征在于，所述系统主要由相连的混凝处理单元和膜分离处理单元组成；所述混凝处理单元包括混凝处理池、搅拌器和药剂配制装置，所述搅拌器设置在混凝处理池内，所述药剂配制装置通过投药通道与混凝处理池相连；所述膜分离处理单元包括泥水分离池、膜分离装置、空气供应装置，所述膜分离装置设置在泥水分离池内，所述空气供应装置的空气出口与膜分离装置的空气进口经管道相连通，所述膜分离装置的出水口经抽洗泵及管道与清水池相连通。

2.  根据权利要求1所述的混凝处理和膜分离组合废水处理系统，其特征在于，所述膜分离处理单元还包括在线清洗装置；所述在线清洗装置的出水口与膜分离装置的进水口相连通。

3.  根据权利要求2所述的混凝处理和膜分离组合废水处理系统，其特征在于，所述膜分离处理单元还包括设置在膜分离装置的出水口与清水池相连通的管道上的双向转子泵；所述双向转子泵与在线清洗装置的出水口相连通，所述膜分离装置的出水口与进水口为同一出口。

4.  根据权利要求1或2所述的混凝处理和膜分离组合废水处理系统，其特征在于，所述膜分离处理单元还包括污泥处理单元；所述污泥处理单元包括气动隔膜泵、压滤机，所述压滤机经气动隔膜泵与泥水分离池的出泥口相连通。

5.  根据权利要求1所述的混凝处理和膜分离组合废水处理系统，其特征在于，所述混凝处理单元为物理混凝处理单元、化学混凝处理单元或生物混凝处理单元。

6.  根据权利要求1所述的混凝处理和膜分离组合废水处理系统，其特征在于，所述膜分离装置选用膜物化分离反应器或膜生物反应器。

7.  根据权利要求6所述的混凝处理和膜分离组合废水处理系统，其特征在于，所述膜生物反应器选用分离浸没式MBR膜组件。

8.  一种如权利要求1～7中任一项所述的混凝处理和膜分离组合废水处理系统在处理电镀废水中的用途。

说明书混凝处理和膜分离组合废水处理系统及其用途
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种混凝处理和膜分离组合废水处理系统及其用途。
背景技术
随着我国工业化和城市化的发展，大量的生活和工业废水排入水体，这些废水中多含有不同浓度的化学成分，造成了严重的水体污染，为保护环境，使其不受污染，并能回收一些有用物质，在工业和城市废水排放之前必须进行净化处理。膜分离技术是一种新型高效、精密分离技术，它是材料科学与介质分离技术交叉结合形成的一门技术，具有高效分离、设备简单、节能、常温操作、无污染等优点，广泛应用于工业领域众多行业。目前，膜技术在工业废水处理、污染防治和水资源综合利用方面得到广泛应用。在许多情况下，不仅处理了废水，还能回收有用物质和能量，如各种含油废水及废油的处理、膜生物反应器处理生活污水回用中水、印刷显影、电镀、印染、造纸等工业废水的处理及回用。
工业废水组成各不相同，回用目的也各异，膜技术的应用也多种多样。但不管在哪一种废水处理中，膜技术都必须与其他技术合理配合才能发挥其作用。因为污水的成分极其复杂，不同的回用目的，要求的水质标准和处理工艺也各不相同，任何一种单一的水处理技术都难以达到回用水的水质要求。
目前，膜技术主要有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透(RO)，其中在城市污水的处理、回用中，膜过程常用于二级处理后的深度处理中，多以微滤(MF)、超滤(UF)替代常规深度处理中的沉淀、过滤、吸附、除菌等处理，以纳滤膜(NF)、反渗透(RO)进行水的软化和脱盐。在中水回用中，目前使用最多的是以MF、UF与活性污泥组成的膜生物反应器。
一般认为MF可脱除污水中微生物、细菌、虫卵、病毒，UF可脱除污水中的大分子；经MF和UF处理的污水溶解盐及大部分离子仍难以脱除，必须经RO膜才能将这些组分脱除，但RO需在较高压力下操作，费用较高，以前在污水处理中使用比较多的是MF和UF 膜。近年开发的NF膜可截留相对分子质量大于200的低分子及二价和高价离子，对一价离子截留率很低，因此可在较低压力下操作，且透水量大，运行费用低，在污水处理中可去除所有病毒、细菌、农药、表面活性剂以及三氯甲烷前驱物，这类物质会与水中氯(如杀菌时加氯)反应生成THM之类的致癌物质。电渗析是在电场力作用下的膜过程，多用于工业废水的处理和回用，如电镀废水中金属离子之类的荷电离子的分离、回用。将膜分离(以MF、UF为主，也有用NF)与生物反应结合的膜生物反应器(MBR)在污水处理中用得最多的是膜分离活性污泥法，即以膜分离代替常规活性污泥中以重力进行沉降分离的二沉池，具有装置紧凑、出水水质好等优点。
与传统活性污泥处理法及物理化学沉淀法相比，膜处理法具有出水水质高、占地面积小、适应能力强、剩余污泥少、运维管理易、系统能耗低等优点。但是膜的抗污染能力低，膜污染严重，通量下降迅速，处理成本高，所以为了解决以上传统膜技术的不足，设计出了一种技术可行、经济可行的新型膜分离组合工艺。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种技术成熟、可靠、稳妥；处理效率高、效果好；投资省、运行成本低的混凝处理和膜分离组合废水处理系统及其用途，解决了传统的膜技术存在处理成本高、易堵塞等问题。
本发明的目的主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明涉及一种混凝处理和膜分离组合废水处理系统，所述系统主要由相连的混凝处理单元和膜分离处理单元组成；所述混凝处理单元包括混凝处理池、搅拌器和药剂配制装置，所述搅拌器设置在混凝处理池内，所述药剂配制装置通过投药通道与混凝处理池相连；所述膜分离处理单元包括泥水分离池、膜分离装置、空气供应装置，所述膜分离装置设置在泥水分离池内，所述空气供应装置的空气出口与膜分离装置的空气进口经管道相连通，所述膜分离装置的出水口经抽洗泵及管道与清水池相连通。
优选的，所述膜分离处理单元还包括在线清洗装置；所述在线清洗装置的出水口与膜分离装置的进水口相连通。
优选的，所述膜分离处理单元还包括设置在膜分离装置的出水口与清水池相连通的管道上的双向转子泵；所述双向转子泵与在线清洗装置的出水口相连通，所述膜分离装置的出水口与进水口为同一出口。
优选的，所述膜分离处理单元还包括污泥处理单元；所述污泥处理单元包括气动隔膜泵、压滤机，所述气动隔膜泵与泥水分离池的出泥口相连通。
优选的，所述混凝处理单元为物理混凝处理单元、化学混凝处理单元或生物混凝处理单元。从反应机理来说，上述三种混凝处理单元对应的反应机理为物化反应、化学反应、生物反应。
优选的，所述膜分离装置选用膜物化分离反应器或膜生物反应器。实际工作中，膜分离段根据上述混凝段的反应机理不同，可选择膜物化分离反应器、膜生物反应器。
优选的，所述膜生物反应器选用特种分离浸没式MBR膜组件。
本发明还涉及所述的混凝处理和膜分离组合废水处理系统在处理电镀废水中的用途。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、代替传统的沉淀单元，出水中悬浮物含量几乎为零，故可有效保证其出水水质优于传统的处理工艺；
2、整个处理工艺流程相对简单化，维护管理方便简单；
3、大幅度减少占地，在新建或老池挖潜改造等方面均具有较大的优势；
4、用于物化泥水分离时大量的药剂长时间残留在膜分离池中，有效提高了药剂的利用率，降低运行成本；用于生化系统泥水分离时，其池内微生物量多、种群丰富可有效提高生化系统的效率，并降低占地面积；
5、用于物化分离时出水不受进水中重金属、颗粒物的浓度影响，其具备超强的抗冲击负荷能力，控制管理方便；
6、用于物化分离时，因膜的截留孔径小，因此对系统内悬浮物的颗粒大小物特殊要求，因此可节省混凝药剂的投加，而不影响出水水质；
7、用于物化分离时，可不投加混凝剂或少量投加，有效保证了污泥中所含物质的纯度，有利于污泥的资源化利用。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的混凝处理和膜分离组合废水处理系统的结构示意图：
其中，1为混凝处理池，2为泥水分离池，3为清水池，4为药剂配制装置，5为搅拌 器，6为空气供应装置，7为膜分离装置，8为双向转子泵，9为在线清洗装置，10为气动隔膜泵，11为压滤机。
具体实施方式
本发明涉及一种新型膜分离组合工艺，具体为混凝处理和膜分离组合废水处理系统，是一种将膜分离技术与物化反应或生化反应相结合的污水处理工艺，是利用膜微孔截留的作用，将系统内的污泥截留在反应器中，透过液通过抽吸泵抽出，达到泥水分离的目的。由于所采用的膜孔径在几十纳米到0.2微米之间，故通过其过滤产生的出水中悬浮物含量几乎为零，因此其具有出水水质远远优于传统的沉淀单元的优势。
具体而言，本发明的系统工艺由混凝处理工艺和膜分离工艺两部分组成。混凝处理工艺采用主要利用化学反应(还可为物理反应、生物反应)加去除重金属离子等污染物的试剂的装置，代替普通沉淀工艺，省去了传统的为了达到重金属等污染物去除的多次沉淀工艺，大大减少占地面积并同时达到固液分离和污泥浓缩的目的。经过化学加药反应后并通过膜分离器的高效截留作用以保证污染物的去除。膜分离工艺可选用生化系统，采用兼氧MBR工艺，兼氧MBR工艺可实现菌体共生，池中的高浓度活性污泥可以降解废水中的CODcr、BOD5，同时活性污泥被截留浓缩在兼氧MBR系统中，进行自我消化，可以达到有机污泥大幅度减量。该工艺大幅提高系统适应能力、处理效率，突破好氧MBR工艺(能耗高、易堵膜)的瓶颈。
下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
本实施例涉及一种混凝处理和膜分离组合废水处理系统，其结构示意图如图1所示，包括相连的混凝处理单元、膜分离处理单元和清水池3；所述混凝处理单元包括混凝处理池1、搅拌器5和药剂配制装置4，所述搅拌器5设置在混凝处理池1内，所述药剂配制装置4通过投药通道与混凝处理池1相连；所述膜分离处理单元包括泥水分离池2、膜分离装置7、空气供应装置6，所述膜分离装置7设置在泥水分离池2内，所述空气供应装置6的空气出口与膜分离装置7的空气进口经管道相连通，所述膜分离装置7的出水口经 抽洗泵及管道与清水池3相连通。
作为本实施例的一个优选方案，所述膜分离处理单元还包括在线清洗装置9；所述在线清洗装置9的出水口与膜分离装置7的进水口相连通。
作为本实施例的一个优选方案，所述膜分离处理单元还包括设置在膜分离装置7的出水口与清水池3相连通的管道上的双向转子泵8；所述双向转子泵8与在线清洗装置9的出水口相连通，所述膜分离装置7的出水口与进水口为同一出口。
作为本实施例的一个优选方案，所述膜分离处理单元还包括污泥处理单元；所述污泥处理单元包括气动隔膜泵10、压滤机11(可为箱式压滤机)，所述压滤机11经气动隔膜泵10与泥水分离池2的出泥口相连通。
在本实施例中，混凝处理单元可以为物理混凝处理单元、化学混凝处理单元或生物混凝处理单元。并且，根据混凝处理单元反应机理的不同，膜分离装置可选择膜物化分离反应器、膜生物反应器。作为优选方案，膜生物反应器选用特种分离浸没式MBR膜组件；其与空气供应装置6共同构成兼氧MBR。
本实施例的混凝处理和膜分离组合废水处理系统的工艺流程是：由药剂配制装置4加入药剂后，废水在混凝处理池1，通过搅拌器5搅拌进行处理并充分反应，出水进入泥水分离池2，由空气供应装置6(鼓风机)进行气冲，可有效防止膜的污堵。泥水分离池2中的废水通过膜分离装置7进行膜精密过滤，最终出水由双向转子泵8提升至清水池3，可作为回用水源或直接达标排放。间隔一定时间，通过在线清洗装置9，清洗膜分离装置7，以确保膜的连续运行。泥水分离池2内的污泥通过气动隔膜泵10打入压滤机11，处理后外运。
将本实施例的混凝处理和膜分离组合废水处理系统应用处理某家电镀企业的废水，实施结果：该家化工企业的废水进水水质见表1，污水经过处理后设计出水水质的第一类污染物、pH、总氰化合物、重金属执行《电镀污染物排放标准》GB21900-2008中表3排放标准，其他指标执行当地环保要求标准，具体指标如表2。由表1、2可知，本发明的混凝处理和膜分离组合废水处理系统具有良好的废水处理能力，处理后出水的水质极好地满足了标准要求。
表1 废水设计进水水质表 单位：除pH外均为mg/l

表2 设计出水水质表 单位：除pH外均为mg/l
项目pH总镍总氰化物总铬总铜氟化物水质6～9≤0.1≤0.2≤0.5≤0.3≤10项目Cr6+总锌CODcr总磷氨氮SS水质≤0.2≤1.0≤150≤2.0≤25≤150
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。