一种集装箱式电芬顿生化池MBR膜联用水处理系统

技术领域

本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种集装箱式电芬顿生化池MBR膜联用水处理系统。

背景技术

随着国家城镇化进程的加快，城市生活污水和工业废水水质愈发变差，特别是有机物和氨氮等主要污染指标持续攀升，为废水的处理带来巨大压力。水体中有机物主要由城市生活污水以及食品、造纸等工业废水排放所导致，有机污染物往往会发生厌氧反应，产生各种还原性气体，这些气体导致水中动植物难以存活，并产生恶臭，严重污染水体的生态环境。水体中氨氮的主要来源包括生活污水、石油化工及化肥产业等，含量过高时会改变水体酸碱度破坏生态平衡，其毒性远高于铵盐，使人类和其他生物患病的几率大幅提高。

现有的较为成熟的水处理方法中用于降低有机物含量的主要有物理吸附法、化学氧化法和生物法三大类，最为常用的是生物法中的活性污泥法。去除氨氮的主要方法为物理吹脱、化学氧化和生物法等。在实际生产情况下往往需要同时降低水体中的有机物和氨氮含量，因此常采用生物工法进行水处理，如A

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种集装箱式电芬顿生化池MBR膜联用水处理系统。

这种集装箱式电芬顿生化池MBR膜联用水处理系统，包括：反应池体、加药装置、反洗装置、排泥泵、PLC控制柜和集装箱体；反应池体、加药装置、反洗装置、排泥泵和PLC控制柜均置于集装箱体内，以便整体移动和安放；

集装箱体侧立面设置排风扇，集装箱体顶部设置多个供人员检查维修的维修孔，集装箱体顶部和侧面均加装有纵向的加强筋和横向的加强方管，以增强其强度；集装箱体内侧加装XPS挤塑板保温层；

PLC控制柜接入电源，PLC控制柜电连接回流泵、抽吸泵、反洗水泵、加药泵、曝气风机、搅拌器、排泥泵和排风扇，用于启停整体设备和调控参数；加药装置为NaOH加药桶、HCl加药桶和加药泵；反洗装置为化学反洗加药桶和反洗水泵；化学反洗加药桶通过加药泵与反洗水泵出口管连接，并在支路设置电磁阀；

反应池体包括一级调节池、电芬顿氧化池、二级调节池、缺氧池、好氧池、MBR膜池和清水池；一级调节池、电芬顿氧化池、二级调节池、缺氧池、好氧池和MBR膜池串联为一体化用于废水处理；二级调节池、缺氧池、好氧池和MBR膜池底部均设置有与排泥泵相连的排泥管路；各个排泥管路上均设置手动阀门，污泥由排泥泵统一外排至集装箱体外的污泥回收桶；反应池体内来水进水口一侧安装有变频式曝气风机；一级调节池外侧装有来水进水口，一级调节池内侧顶部装有搅拌器及加药管，加药管末端与加药泵和HCl加药桶相连；

电芬顿氧化池顶部装有电解电源；电芬顿氧化池的水下部分设置芬顿布水器和与曝气风机出口相连的氧化池曝气管；

二级调节池内侧顶部装有搅拌器及加药管，加药管末端与加药泵及NaOH加药桶相连；

缺氧池内设置弹性填料，为微生物提供附着点，弹性填料由不锈钢填料架承载悬挂于缺氧池内；

好氧池内设置组合填料，好氧池底部设置与曝气风机出口相连的好氧池曝气管；

MBR膜池内置PVDF中空纤维帘式膜组，MBR膜池外装有膜反冲洗设备；中空纤维帘式膜组包括膜架和安装在膜架上的MBR膜；膜架上设有抽吸立柱和穿孔集水横梁，抽吸立柱顶端设有抽吸接口，抽吸接口与抽吸泵进口管和反洗水泵出口管相连接，MBR膜池底部设置与曝气风机出口相连的曝气管路，MBR膜池底部的曝气管路采用膜池曝气盘曝气；

清水池内侧上部装有进水管和抽水管，清水池底部装有产水口；反洗水泵进水端通过抽水管与清水池连接，反洗水泵出水端由出口管与MBR膜池膜架的抽吸接口连接；清水池通过进水管与抽吸泵出水端相连。

作为优选，反应池体的底板、壁板和内隔板均采用6～8mm的碳钢板(不锈钢材质)，反应池体内壁由环氧树脂防腐处理，反应池体外壁由过氯乙烯防腐漆处理，确保坚固耐腐蚀且各个处理单元由不锈钢隔板隔开。

作为优选，电芬顿氧化池顶部的电解电源正极连接碳钢材质阳电极(铁电极)，负极连接石墨材质阴电极(石墨电极)；使用过程中根据电极耗损情况及时更换。

作为优选，氧化池曝气管采用管式曝气，好氧池曝气管也采用管式曝气。

作为优选，MBR膜池膜架上设置的抽吸立柱和穿孔集水横梁均由方形不锈钢管制成。

作为优选，清水池底部的产水口用于外排清水池产水。

这种集装箱式电芬顿生化池MBR膜联用水处理系统的工作方法，具体包括如下步骤：

步骤1、来水通过来水进水口首先进入一级调节池，由于芬顿试剂氧化分解有机物需要在弱酸性条件下进行，需由HCl加药桶通过加药管和加药泵向一级调节池内加入稀盐酸以维持进水pH在设定值，通过搅拌器搅拌混匀，将一级调节池内水质调节为弱酸性；当一级调节池需要化学反洗时通过HCl加药桶由加药泵引入NaClO溶液或HCl溶液；

步骤2、一级调节池中的水从一级调节池底部自流进入电芬顿氧化池，变频式曝气风机通过氧化池曝气管为电芬顿氧化池曝气；芬顿(Fenton)试剂法是氧化处理难降解有机污染物的有效方法，Fenton试剂(Fe

步骤3、电芬顿氧化池处理后的水从电芬顿氧化池上部溢流堰自流进入二级调节池，NaOH加药桶通过加药管和加药泵向二级调节池内加入NaOH溶液，将二级调节池内的pH调至中性(6～9之间)，Fe

步骤4、生化处理系统主体为AO工艺即由缺氧池和好氧池串联组成，利用细菌的硝化反硝化作用有效地将氨氮转化为氮气；二级调节池的污水从二级调节池上部的溢流堰自流进入缺氧池，缺氧池内利于缺养微生物生长，在缺氧段投加适量营养物质和微量元素以维持微生物正常代谢所需养分，在缺氧池中反硝化细菌在厌氧条件下利用有机物作为电子供体，将硝态氮和亚硝态氮还原为氮气，将得到的氮气排入空气；

缺氧池的废水从缺氧池上部的溢流堰自流进入好氧池，变频式曝气风机通过好氧池曝气管向好氧池曝气；在好氧池中，硝化细菌将氨氮转化为硝态氮和亚硝态氮，硝化细菌处理后的部分废水按回流比通过回流泵回流至缺氧池进行反硝化作用；

步骤5、经好氧池生化处理过的水自流进入MBR膜池，MBR膜池将废水中存在的悬浮颗粒物及菌类截留在MBR膜表面，MBR膜池的产水(最终产水)经抽吸泵进入清水池；MBR膜池工作过程中，变频式曝气风机通过MBR膜池底部的膜池曝气盘采用间歇式曝气的方式对MBR膜进行震荡清洗；

步骤6、清水池中的产水一部分由反洗水泵提升至MBR膜池用于MBR膜的化学反洗，另一部分通过产水口外排继续利用；

步骤7、将二级调节池、缺氧池、好氧池和MBR膜池产生的污泥通过支管由排泥泵定期外排。

作为优选，步骤1中一级调节池内的进水pH设定值为4左右；步骤2中还将电芬顿氧化池中的pH控制在3～4，将温度控制在15～40℃，一级调节池中的来水与芬顿试剂接触时间不低于30min；Fe

作为优选，步骤4中还将好氧池中溶解氧浓度控制在2～4mg/L；硝化细菌处理后的部分废水回流比为200％～300％左右；考虑菌种生化活性，二级调节池的污水温度为15～35℃。

作为优选，步骤5中MBR膜为PVDF材质的UF中空纤维帘式膜，膜孔径为0.01～0.1μm。

本发明的有益效果是：

本发明采用的一体化集装箱设备主要针对不同水质的有机物氨氮废水进行处理，实验证明特别是COD

本发明利用电芬顿技术对有机物进行氧化分解无需手动外加芬顿试剂，尤其是对难降解的有机物也可直接降解为无机态，同时与生物处理法联用，大大提升了系统对有机物的脱除效率与脱除负荷。利用膜分离技术和生物处理技术的优点，不仅可以完全去除悬浮固体以改善出水水质，而且可以通过膜分离的作用，将传统方法中二沉池无法截留的游离细菌和大分子有机物完全隔离在生物池内，在保证产水量的同时也能够有效过滤悬浮物。

本装置全套处理设备和控制设备均被合理安装在加固集装箱内，方便批量生产且具备工期短、结构简易紧凑和移动方便的优势。

附图说明

图1为集装箱式电芬顿生化池MBR膜联用水处理设备内部结构示意图；

图2为集装箱式电芬顿生化池MBR膜联用水处理设备内部结构俯视图；

图3为集装箱式电芬顿生化池MBR膜联用水处理设备外部结构俯视图；

图4为水处理装置流程图。

附图标记说明：反应池体1、一级调节池2、电芬顿氧化池3、二级调节池4、缺氧池5、好氧池6、MBR膜池7、清水池8、来水进水口9、电解电源10、氧化池曝气管11、弹性填料12、组合填料13、好氧池曝气管14、回流泵15、中空纤维帘式膜组16、膜池曝气盘17、抽吸泵18、产水口19、反洗水泵20、加药泵21、化学反洗加药桶22、NaOH加药桶23、HCl加药桶24、曝气风机25、搅拌器26、排泥泵27、PLC控制柜28、排风扇29、集装箱体30、维修孔31、加强筋32、加强方管33。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

实施例1：

如图1至图3所示，一种集装箱式电芬顿生化池MBR膜联用水处理系统，包括：反应池体1、加药装置、反洗装置、排泥泵27、PLC控制柜28和集装箱体30；反应池体1、加药装置、反洗装置、排泥泵27和PLC控制柜28均置于集装箱体30内，以便整体移动和安放；

集装箱体30侧立面设置排风扇29，集装箱体30顶部设置多个供人员检查维修的维修孔31，集装箱体30顶部和侧面均加装有纵向的加强筋32和横向的加强方管33，以增强其强度；集装箱体30内侧加装XPS挤塑板保温层；

PLC控制柜28接入电源，PLC控制柜28电连接回流泵15、抽吸泵18、反洗水泵20、加药泵21、曝气风机25、搅拌器26、排泥泵27和排风扇29，用于启停整体设备和调控参数；加药装置为NaOH加药桶23、HCl加药桶24和加药泵21；反洗装置为化学反洗加药桶22和反洗水泵20；化学反洗加药桶22通过加药泵21与反洗水泵20出口管连接，并在支路设置电磁阀；

反应池体1包括一级调节池2、电芬顿氧化池3、二级调节池4、缺氧池5、好氧池6、MBR膜池7和清水池8；一级调节池2、电芬顿氧化池3、二级调节池4、缺氧池5、好氧池6和MBR膜池7串联为一体化用于废水处理；二级调节池4、缺氧池5、好氧池6和MBR膜池7底部均设置有与排泥泵27相连的排泥管路；各个排泥管路上均设置手动阀门，污泥由排泥泵27统一外排至集装箱体外的污泥回收桶；反应池体1内来水进水口9一侧安装有变频式曝气风机25；一级调节池2外侧装有来水进水口9，一级调节池2内侧顶部装有搅拌器26及加药管，加药管末端与加药泵21和HCl加药桶24相连；

电芬顿氧化池3顶部装有电解电源10；电芬顿氧化池3的水下部分设置芬顿布水器和与曝气风机25出口相连的氧化池曝气管11；

二级调节池4内侧顶部装有搅拌器26及加药管，加药管末端与加药泵21及NaOH加药桶23相连；

缺氧池5内设置弹性填料12，为微生物提供附着点，弹性填料12由不锈钢填料架承载悬挂于缺氧池5内；

好氧池6内设置组合填料13，好氧池6底部设置与曝气风机25出口相连的好氧池曝气管14；

MBR膜池7内置PVDF中空纤维帘式膜组16，MBR膜池7外装有膜反冲洗设备；中空纤维帘式膜组16包括膜架和安装在膜架上的MBR膜；膜架上设有抽吸立柱和穿孔集水横梁，抽吸立柱顶端设有抽吸接口，抽吸接口与抽吸泵18进口管和反洗水泵20出口管相连接，MBR膜池7底部设置与曝气风机25出口相连的曝气管路，MBR膜池7底部的曝气管路采用膜池曝气盘17曝气；

清水池8内侧上部装有进水管和抽水管，清水池8底部装有产水口19；反洗水泵20进水端通过抽水管与清水池8连接，反洗水泵20出水端由出口管与MBR膜池7膜架的抽吸接口连接；清水池8通过进水管与抽吸泵18出水端相连。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图4所示，本实施例中采用的集装箱式电芬顿生化池MBR膜联用水处理装置，日均污水处理量为35m

表1实施例2运行平稳后一周和两周内进水和产水平均参数

如上表1所示，实施例2所述设备经过前期安装和调试以及活性污泥驯化等工序后投入运行，根据小试结果确定电芬顿池内H

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例中采用的集装箱式电芬顿生化池MBR膜联用水处理装置，日均污水处理量为26m

表2实施例3运行平稳后一周和两周内进水和产水平均参数

实施例3所述设备经过前期安装和调试以及活性污泥驯化等工序后投入运行，根据小试结果确定电芬顿池内H