專利名稱：分散式污水再生器及控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型公開一種分散式污水再生器及控制系統(tǒng)，屬于污水環(huán)保水處理技術 領域，尤其是涉及利用PLC控制，并采用無線電臺方式(或光纖通訊以太網(wǎng)技術、GPRS 技術等)實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視與控制的分散式的污水處理與再生回用技術。
背景技術：
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增長，水資源已經(jīng)成為國家經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的制 約因素。我國面臨的水資源危機更加嚴峻，我國人均水資源僅為世界人均水平的四分 之一，經(jīng)濟的高速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水和排污總量不斷增加，鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村污水處理率不 高，加重了自然水體污染。目前水體自然凈化功能已經(jīng)無法恢復污染水質(zhì)，局部水循環(huán) 系統(tǒng)平衡遭到破壞，許多城市和地區(qū)出現(xiàn)了水源型缺水或水質(zhì)型缺水問題。污水經(jīng)過處理后回用既能夠保護環(huán)境，又可緩解水資源短缺所引起的矛盾，促 進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此污水回用已成為社會發(fā)展的需要，污水處理和回用已迫在眉 睫，目前國內(nèi)外多采用集中式污水處理和回用，該法具有規(guī)模效益，但同時也存在污水 收集難、污水和中水管網(wǎng)投資高、占地面積大和施工不方便等問題，嚴重制約了污水處 理和回用率。采用分散式污水再生處理技術作為補充，可以很好地解決這些問題。目前國內(nèi) 外也有工業(yè)化的一體化分散式污水處理回用設備，然而現(xiàn)有設備大多采用傳統(tǒng)的生化、 沉淀和過濾等方法，普遍存在脫氮除磷效果不佳、能耗高、占地面積大、運行不穩(wěn)定、 出水水質(zhì)不理想等缺點，給污水回用率造成了一定的影響。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有污水處理技術的不足，本實用新型提供了一種污水處理效率高、脫氮 除磷效果好、產(chǎn)水滿足回用標準的污水再生方法及結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小的分散式污水 再生器。為達到上述目的，本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的分散式污水再生器，包括罐體，罐體安裝進水管道和產(chǎn)水管道，罐體內(nèi)分為水 解酸化池、反硝化池、曝氣池、膜濾池、脫氮除磷區(qū)、再生水池，水解酸化池與反硝化 池、反硝化池與曝氣池及曝氣池與膜濾池中各設置一塊隔板，水通過導流管流至下一水 池，進水管道上安裝微波發(fā)生器，脫氮除磷區(qū)安裝于再生水池中，膜濾池內(nèi)的超濾產(chǎn)水 先進入脫氮除磷區(qū)，對水體中的氮、磷等進一步吸附去除，吸附除磷區(qū)與再生水池中間 由細孔隔網(wǎng)隔開。本實用新型解決了目前污水處理工藝的不足、脫氮除磷效果不佳、能耗高、占 地面積大、運行不穩(wěn)定、出水水質(zhì)不理想等缺點。本實用新型所設計的分散式污水再生 器將預過濾、微波降解、厭氧、好氧生化、超濾膜過濾、脫氮除磷等技術結(jié)為一體，具 有設備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小、節(jié)能高效、自動化程度高等特點，特別適合分散式的污水處理與再生回用。本實用新型所設計的分散式污水再生器設備主要優(yōu)點有1)占地面積小與傳統(tǒng)再生處理工藝相比省地大于50% ；2)建設周期短是污水處理廠建設時間的1/5-1/10 ；3) 土建工程量少只需建設設備基礎；4)建設環(huán)境影響小無需大規(guī)模開挖鋪設管道和建設構(gòu)筑物。5)自動化程度高采用全自動控制，無需專人管理。同時，本實用新型還提供分散式污水再生器的控制系統(tǒng)，包括分散式污水再生 器、與其相配的水質(zhì)測試儀器及PLC控制器，PLC控制器采集到的數(shù)據(jù)信號采用無線電 臺方式或光纖通訊以太網(wǎng)技術或GPRS技術實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視與控制。本實用新型的控制系統(tǒng)采用PLC+數(shù)字電臺遠程控制系統(tǒng)，數(shù)字電臺采用數(shù)字 信號處理、糾錯編碼、軟件無線電、數(shù)字調(diào)制解調(diào)和表面貼片一體化設計等技術，具有 高性能、高可靠及抗干擾能力強等特點，同時造價低廉、施工快捷、運行可靠、維護簡 單。本實用新型及其一體化設備其創(chuàng)新點在于1)污水經(jīng)過微波降解處理，使其可生化性大大加強；2)采用吸附除磷方式，解決了 MBR出水中總磷含量過高的缺點；3)設備采用一體化設計，整體緊湊、大方、美觀；4)設備整體均位于一個罐體中，便于運輸、安裝方便。5)采用PLC和無線數(shù)字電臺實現(xiàn)遠程控制，無人值守。配合上述污水處理設備，同時提出一種處理方法如下一種分散式污水再生方法，過程為調(diào)節(jié)池的污水經(jīng)過微波降解、水解酸化，反 硝化、曝氣，浸沒式超濾、脫氮除磷而得到再生水，其中微波降解，污水通過微波的輻射，使廢水中的有機大分子斷鏈為小分子，提高 污水的可生化性，大大提高后續(xù)生化降解的效率；水解酸化，水解酸化池中安裝有上流式生物濾床，濾床中填有彈性填料，其主 要作用對水體中的懸浮物進行預過濾，及利用水解和產(chǎn)酸菌的作用，將不溶性有機物水 解為溶液性有機物，大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，進一步提高污水的可生化性；反硝化通過反硝化細菌在缺氧狀態(tài)下將硝酸鹽還原，釋放出分子態(tài)氮(N2)或 一氧化二氮(N2O)實現(xiàn)脫氮目的的過程；曝氣通過對污水進行曝氣，提供高濃度的溶解氧，滿足好氧菌生化處理需 要；浸沒式超濾經(jīng)過處理的污水進入到浸沒式超濾池，通過浸沒式超濾組件，超 濾產(chǎn)水進入脫氮除磷區(qū)，超濾膜的孔徑為O.OOl-O.lum ；脫氮除磷浸沒式超濾產(chǎn)水進入吸附脫氮除磷區(qū)，脫氮除磷區(qū)中填充有吸附 劑，進一步除磷，使產(chǎn)水水質(zhì)更佳。本設備采用的污水再生方法通過將污水通過微波降解、水解酸化、預過濾、厭 氧、好氧生化、超濾膜過濾、脫氮除磷等技術相結(jié)合，使再生水質(zhì)優(yōu)異、穩(wěn)定，水質(zhì)優(yōu) 于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》GB/T 18918-2002 —級A標準及《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》GB/T 18920-2002標準，很好的滿足了回用要求。其優(yōu)點主要 有1)處理流程短與傳統(tǒng)工藝相比省去沉淀、過濾環(huán)節(jié)；2)節(jié)能高效與傳統(tǒng)再生處理工藝相比節(jié)能大于50% ；3)除磷脫氮效果好污泥齡長，有利于硝化、反硝化細菌生長。4)出水水質(zhì)好出水COD < 30mg/L ；5)自動化程度高采用全自動控制，無需專人管理；6)運行費用低直接運行成本低于0.5元/噸水。本實用新型及設備特別適用于以下范圍1)住宅小區(qū)2)學校、機關、辦事處3)工礦企業(yè)4)鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村5)現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)改造6)風景名勝區(qū)7)機場8)碼頭9)高速公路服務區(qū)10)其他類似生活污水的小規(guī)模污水再生處理。
圖1為本實用新型設備結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型控制系統(tǒng)原理圖_數(shù)字電臺技術；圖3為本實用新型控制系統(tǒng)原理圖_光纖通訊以太網(wǎng)技術；圖4為本實用新型處理方法工藝流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明實施例結(jié)構(gòu)如圖4所示，一種污水再生方法，過程為調(diào)節(jié)池的污水經(jīng)過微波 降解、水解酸化，反硝化、曝氣，浸沒式超濾、脫氮除磷而得到再生水，其中微波降解，污水通過微波的輻射，使廢水中的有機大分子斷鏈為小分子，提高 廢水的可生化性(即提高BOD/COD比值)，大大提高后續(xù)生化降解的效率；水解酸化，水解酸化池中安裝有上流式生物濾床，濾床中填有彈性填料如聚烯 烴類和聚酰胺等材質(zhì)彈性填料，其主要作用對水體中的懸浮物進行預過濾，并利用水解 和產(chǎn)酸菌的作用，將不溶性有機物水解為溶液性有機物，大分子物質(zhì)分解為小分子物 質(zhì)，大大提高了污水的可生化性，為下一步的好氧處理提供良好條件，其特征還在于水 解酸化池中安裝有曝氣裝置3，采用的是間歇式曝氣法，曝氣的作用主要是攪拌，防止水 解池中的污泥沉積，同時加強污水與污泥的接觸，曝氣時間為每兩小時一次，每次5分 鐘，流量為水流量的10倍；[0057]反硝化反硝化細菌通過在缺氧狀態(tài)下將硝酸鹽還原，釋放出分子態(tài)氮(N2)或 一氧化二氮(N2O)實現(xiàn)脫氮目的的過程，膜濾池中的污泥回流至反硝化池，進行反硝化 脫氮，并由潛水攪拌機進行攪拌，防止污泥沉積，同時加強污水與污泥的接觸。曝氣通過對污水進行曝氣，提供高濃度的溶解氧，滿足好氧菌生化處理需 要；浸沒式超濾經(jīng)過處理的污水，通過浸沒式超濾，超濾產(chǎn)水進入吸附除磷區(qū)， 所述的超濾膜孔徑為O.OOl-O.lum，超濾膜材質(zhì)為PVDF、PES、PVC等，其特征還在于 浸沒式超濾組件下方安裝有曝氣管道，在保證水體中有好氧細菌所需的高濃度溶解氧的 前提下，對膜表面進行實時清洗，保證了膜通量的穩(wěn)定性；其特征還在于浸沒式超濾池 中的高濃度污泥經(jīng)過污泥回流管道回流，進入反硝化池，降低膜池中的污泥濃度；其特 征還在于產(chǎn)水與反洗共用同一臺泵，通過閥門切換，實現(xiàn)在線反沖洗；脫氮除磷浸沒式超濾產(chǎn)水進入吸附脫氮除磷區(qū)，進一步脫氮除磷，使產(chǎn)水水 質(zhì)更佳，脫氮除磷區(qū)中填充有天然沸石、改性沸石、人造沸石、活性炭等對氮、磷吸附 效果良好的吸附劑，上述的吸附劑也可以幾種按一定比例配合制成。如圖1所示，本實用新型設備全部置于一個臥式圓柱形罐體11中，包括水解酸 化池2、反硝化池7、曝氣池8、膜濾池9、再生水池15、設備室24五個區(qū)間組成。上述 的膜濾池也稱為膜池，上述罐體也可以為立方體、長方體等，底部安裝底座4及管道進 出口 6。本實用新型用到的設備還包括微波發(fā)生器17、浸沒式超濾膜組件10、進水管道 16、產(chǎn)水/反洗管道23、曝氣管道21、污泥回流管道19及相應閥門、產(chǎn)水/反洗泵、污 泥回流泵13、潛水攪拌機5、鼓風機12、控制系統(tǒng)。如圖1所示，本實施例中，進水通過進水管道16進入水解酸化池，微波發(fā)生器 17安裝于進水管道上，水解酸化池2中填有上流式生物濾床1，濾床中填有彈性填料，水 解酸化池2與反硝化池7間由隔板隔開，水解酸化池中的水體通過1號導流管18進入反 硝化池7，水解酸化池中通過曝氣管道21連接鼓風機12進行曝氣，曝氣方式為間歇式曝 氣，曝氣時間為每兩小時一次，每次5分鐘，流量為水流量的10倍。如圖1所示，在本實施例中，潛水攪拌機5置于反硝化池7中，對曝氣池8水體 進行攪拌，防止污泥沉積，同時加強污水與污泥的接觸。膜濾池9中的污泥通過污泥回 流泵13及污泥回流管道19進入反硝化池7中，反硝化池7與曝氣池8間由隔板隔開，曝 氣池中的水體通過2號導流管20進入曝氣池8。如圖1所示，在本實施例中，曝氣池8中安裝有曝氣裝置，對水體進行微孔曝 氣，提供維持生化反應的高濃度溶解氧。如圖1所示，在本實施例中，浸沒式超濾膜組件10置于膜池9中，膜組件10下 方通過曝氣管道21與鼓風機12連接進行曝氣并對浸沒式超濾膜組件10進行清洗，浸沒 式超濾膜組件10產(chǎn)水通過產(chǎn)水管道進入再生水池，產(chǎn)水管道中有相應閥門及產(chǎn)水/反洗 泵14，另外設有反洗管道與產(chǎn)水泵/反洗泵14相連，通過閥門切換對超濾膜組件10進行 在線反清洗。如圖1所示，在本實施例中，污泥回流泵13、鼓風機12、產(chǎn)水/反洗泵14均安 裝于設備室24中。如圖1所示，在本實施例中，鼓風機12通過曝氣管道21對各水池進行曝氣，并通過相應閥門對水池中曝氣量及曝氣方式進行控制。如圖1所示，在本實施例中，脫氮除磷區(qū)25位于再生水池15中，脫氮除磷區(qū)內(nèi) 填有大量沸石，產(chǎn)水先進入沸石區(qū)25后進入再生水池15，脫氮除磷區(qū)25與再生水池間由 細孔隔網(wǎng)隔開。圖1中各部件名稱為1.上流式生物濾床2.水解酸化池3.曝氣裝置4.底座5.潛 水攪拌機6.管道進出口 7.反硝化池8.曝氣池9.膜濾池10.浸沒式超濾裝置11.罐體12.鼓 風機13.污泥回流泵14.產(chǎn)水/反洗泵15.再生水池16.進水管道17.微波發(fā)生器18.1號 導流管19.污泥回流管道20.2號產(chǎn)水管道21.曝氣管道22.3號導流管23.產(chǎn)水/反洗管道 24.設備室25.脫氮除磷區(qū)。分散式污水再生器的控制系統(tǒng)，包括分散式污水再生器、與其相配的水質(zhì)測試 儀器及PLC控制器，PLC控制器采集到的數(shù)據(jù)信號采用無線電臺方式或光纖通訊以太網(wǎng) 技術或GPRS技術實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視與控制。如圖2，所述的無線電臺采用無線SCADA系統(tǒng)(Supervisory Control AndData Acquisition數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))，使數(shù)字電臺與PLC實現(xiàn)點對點或點對多點通信 組網(wǎng)，電臺與采集控制點的PLC直接相連，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視與控制，該系統(tǒng)上 位機通過數(shù)字電臺發(fā)射或接收數(shù)據(jù)信號通過交換機連接到采集控制點的PLC機。所述的 控制系統(tǒng)由PLC、數(shù)字電臺、接口轉(zhuǎn)換器、天線、避雷器、上位機、水質(zhì)測試儀器等組 成。如圖3，所述的光纖通訊以太網(wǎng)技術采用基于光纖為通訊的工業(yè)以太網(wǎng)技術實現(xiàn) 供水處理系統(tǒng)遠程監(jiān)控，使分散式污水再生器系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)利用激光作為載波，用光導 纖維作傳輸媒質(zhì)傳遞信息到遠程PC系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視與控制。系統(tǒng)的PLC 控制器的信號藉由以太網(wǎng)接口通過光纖通訊線及交換機連接到中控PC室內(nèi)，中控PC室 的RJ45接口與交換機實現(xiàn)信號傳輸，具有應用廣泛、成本低廉、通信效率高、資源共享 能力強等優(yōu)點。所述的控制系統(tǒng)由光纖通訊設備、光纖保護套管、PLC控制器、數(shù)據(jù)采 集模塊、中控PC主機、打印機、組態(tài)軟件、顯示器、中控室電腦電控柜、水質(zhì)測試儀器 等組成。通過該實用新型方法和設備所處理的該分散式污水再生器處理出水水質(zhì)優(yōu)于 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》GB/T 18918-2002 —級A標準及《城市污水再生利
用城市雜用水水質(zhì)》GB/T 18920-2002標準。進水水質(zhì)CODCr 200-400mg/LBOD5 100-200mg/LNH3-N < 30mg/LpH 6-9出水水質(zhì)CODCr < 30mg/LBOD5 < 5mg/LNH3-N < 5mg/LpH 6-9[0084]總大腸菌群個/L)與集中式污水處理廠的工藝比較如下
權利要求1.分散式污水再生器，其特征在于包括罐體，罐體安裝進水管道和產(chǎn)水管道，罐 體內(nèi)包括水解酸化池、反硝化池、曝氣池、膜濾池、脫氮除磷區(qū)、再生水池，水解酸化 池與反硝化池、反硝化池與曝氣池及曝氣池與膜濾池中各設置一塊隔板，水通過導流管 流至下一水池，進水管道上安裝微波發(fā)生器，脫氮除磷區(qū)安裝于再生水池中，脫氮除磷 區(qū)與再生水池中間由細孔隔網(wǎng)隔開。
2.根據(jù)權利要求1所述的分散式污水再生器，其特征在于所述的水解酸化池中填 有彈性填料，另外水解酸化池下發(fā)裝有曝氣裝置，曝氣方式為間歇式曝氣。
3.根據(jù)權利要求1所述的分散式污水再生器，其特征在于反硝化池中還安裝有潛水攪 拌裝置。
4.根據(jù)權利要求1所述的分散式污水再生器，其特征在于所述的曝氣池中安裝有 曝氣管道，目的是提供高濃度溶解氧而滿足生化反應需要；所述的膜濾池中安裝浸沒式 超濾膜組件，膜組件下方裝有曝氣管道而提供高濃度溶解氧，同時對膜組件進行清洗。
5.根據(jù)權利要求1所述的分散式污水再生器，其特征在于所述的膜濾池中設有污 泥回流管道，污泥回流反硝化池，降低膜池中的污泥濃度的同時進行反硝化脫氮。
專利摘要本實用新型公開一種分散式污水再生器及控制系統(tǒng)，包括罐體，罐體安裝進水管道和產(chǎn)水管道，罐體內(nèi)分為水解酸化池、反硝化池、曝氣池、膜濾池、脫氮除磷區(qū)、再生水池，水解酸化池與反硝化池、反硝化池與曝氣池及曝氣池與膜濾池中各設置一塊隔板，水通過導流管流至下一水池，脫氮除磷區(qū)安裝于再生水池下方并與再生水池中間由細孔隔網(wǎng)隔開。設備控制系統(tǒng)包括一體化污水再生器、與其相配的水質(zhì)測試儀器及PLC控制器，PLC控制器采集到的數(shù)據(jù)信號采用無線電臺方式或光纖通訊以太網(wǎng)技術或GPRS技術實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視與控制，具有整體緊湊、安裝方便、可實現(xiàn)遠程控制且出水水質(zhì)好等優(yōu)點。
文檔編號C02F1/28GK201801443SQ20102002671
公開日2011年4月20日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權日2010年1月8日
發(fā)明者王俊川 申請人:廈門市威士邦膜科技有限公司