專利名稱：一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器及其處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種給水處理反應(yīng)器及給水處理方法。
背景技術(shù)：
北方水系與全國其他水系相比，在地理位置、氣候、地形水文、土壤類型(黑土地富含有機質(zhì))、經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀等方面均存在自身的特點①北方地區(qū)冬季長達4飛個月，自然氣溫低于零度，而水溫也在5°C以下，水中濁度低；②河流常穿梭于山區(qū)與丘陵地區(qū)，該地區(qū)森林廣泛分布，土壤為黑土、黑鈣土和草墊土(即廣義黑土)，侵蝕程度高，是造成流域泥沙與面源污染的重要來源之一；③面源污染冬季蓄積、春季釋放、夏季集中在6、月，冰封枯水期河流流量明顯減小，且有機污染物降解作用十分緩慢，延長了有機污染物滯留與遷移的時間，同時冰層覆蓋割斷了其揮發(fā)遷移途徑，且光解能力差，使有機污染物有更大的污染范圍與較強的污染強度；綜上，決定了冬季北方水質(zhì)呈現(xiàn)低溫低濁高色高氨氮的明顯特征，由于自然條件非常獨特，很難借鑒已有流域的研究結(jié)果；另外由于北方地區(qū)不同季節(jié)原水水質(zhì)變化大，給處理構(gòu)筑物的設(shè)計造型與處理工藝造成了困難，故低溫低濁高色高氨氮源水的處理一直是水處理工程中的熱點和難點；與此同時，新標(biāo)準(zhǔn)的實施對飲用水的安全性與處理工藝也提出了更高、更嚴(yán)的要求；因此，針對低溫低濁高色度高氨氮源水進行系統(tǒng)研究十分必要。近年來，膜技術(shù)已廣泛應(yīng)用于水處理領(lǐng)域，其中，微濾和超濾膜用于自來水生產(chǎn)發(fā)展特別迅速。隨著膜價格的下降，它有望取代混凝、沉淀砂濾和消毒的常規(guī)飲用水生產(chǎn)工藝，成為水處理領(lǐng)域里最重要的技術(shù)革新之一。膜生物反應(yīng)器由于其處理出水水質(zhì)好，倍受關(guān)注。因此大量文獻采取將超濾膜與混凝、粉末活性炭聯(lián)用，或采取超濾膜與高濃度粉末活性炭組合技術(shù)，以減緩膜污染和提高污染物的處理效果，但費用較高，且處理能力低。綜上所述現(xiàn)有的低溫低濁高色高氨氮水處理方法存在成本高，且處理能力低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有的低溫低濁高色高氨氮水處理方法存在成本高，且處理能力低的問題，而提供一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器及其處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法。一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器由配水箱、進水泵、進水壓力表、進水流量計、進水液位傳感器、投藥裝置、膜組件、膜生物反應(yīng)器、導(dǎo)流筒、曝氣管、氣體流量計、空氣泵、第一變頻器、出水-反沖洗三通電磁閥、出水恒流抽吸泵、第二變頻器、出水壓力表、出水流量計、清水箱、反沖洗泵、第三變頻器、反沖洗壓力表、反沖洗流量計、排泥三通電磁閥、排泥泵、貯泥池、排泥液位傳感器、排泥閥、可編程邏輯控制器和上位機組成，其中由配水箱、進水泵、進水壓力表、進水流量計和進水液位傳感器組成進水系統(tǒng)，配水箱通過進水泵與膜生物反應(yīng)器上部進水口連通，且在進水泵和膜生物反應(yīng)器之間的管道上安裝進水壓力表和進水流量計，采用進水液位傳感器控制進水泵的開關(guān)，進水液位傳感器有三個探頭，分別是上限水位探頭、下限水位探頭與最低水位探頭；其中由膜組件、膜生物反應(yīng)器、導(dǎo)流筒、曝氣管、氣體流量計和空氣泵組成膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)，膜組件頂部低于最低水位探頭探頭端，且懸于膜生物反應(yīng)器中部，在膜組件與膜生物反應(yīng)器底部之間設(shè)置雙排曝氣管，且曝氣管連接一個空氣泵，在空氣泵與曝氣管之間的管道上安裝氣體流量計，在膜組件與膜生物反應(yīng)器側(cè)壁之間設(shè)置導(dǎo)流筒；其中由出水-反沖洗三通電磁閥、出水恒流抽吸泵、出水壓力表、出水流量計和清水箱組成出水系統(tǒng)，膜組件出水口與出水-反沖洗三通電磁閥相連，出水-反沖洗三通電磁閥通過出水恒流抽吸泵與清水箱上進水口相連，在出水恒流抽吸泵和清水箱之間的管道上安裝出水壓力表和出水流量計；其中由出水-反沖洗三通電磁閥、反沖洗泵、反沖洗壓力表、反沖洗流量計和清水箱組成反沖洗系統(tǒng)，出水-反沖洗三通電磁閥通過反沖洗泵與清水箱左下出水口相連，在反沖洗泵和出水-反沖洗三通電磁閥之間的管道上安裝反沖洗壓力表和反沖洗流量計；其中由排泥三通電磁閥、排泥泵、貯泥池、排泥液位傳感器、排泥閥和清水箱組成排泥系統(tǒng)，貯泥池通過排泥泵與排泥三通電磁閥相連，排泥三通電磁閥分別與膜生物反應(yīng)器底部出口和清水箱右下出水口相連，在貯泥池內(nèi)安裝一個排泥液位傳感器，排泥液位傳感器有兩個探頭，分別是污泥終止探頭和清水終止探頭，在貯泥池排泥口的管道上安裝一個排泥閥；膜生物反應(yīng)器上方安裝投藥裝置；利用可編程邏輯控制器控制進水泵和排泥泵的開關(guān)情況，利用可編程邏輯控制器通過第一變頻器、第二變頻器和第三變頻器分別控制空氣泵、出水恒流抽吸泵和反沖洗泵的開關(guān)情況，進水壓力表、進水流量計、進水液位傳感器、氣體流量計、出水壓力表、出水流量計、反沖洗壓力表、反沖洗流量計和排泥液位傳感器顯示的信息通過可編程邏輯控制器反饋給上位機，在上位機顯示出進水壓力表、進水流量計、進水液位傳感器、氣體流量計、出水壓力表、出水流量計、反沖洗壓力表、反沖洗流量計和排泥液位傳感器的實際信息。
工作原理復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器通過上位機編輯進水系統(tǒng)、膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)和投藥裝置的運行情況，然后將編輯好的程序下載至可編程邏輯控制器，利用可編程邏輯控制器控制進水泵和排泥泵的開關(guān)情況，利用可編程邏輯控制器通過第一變頻器、第二變頻器和第三變頻器分別控制空氣泵、出水恒流抽吸泵和反沖洗泵的開關(guān)與運行情況，利用可編程邏輯控制器控制出水-反沖洗三通電磁閥和排泥三通電磁閥具體的連接情況，達到復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器全自動運行。一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法，具體是按以下步驟完成一、啟動在溫度為3°C飛。C條件下，首先將低溫低濁高色高氨氮水源水加入配水箱和膜生物反應(yīng)器中，膜生物反應(yīng)器內(nèi)待處理低溫低濁高色高氨氮水源水的液面高度在上限水位探頭探頭端和下限水位探頭探頭端之間，進水液位傳感器將信號反饋給可編程邏輯控制器，此時可編程邏輯控制器控制投藥裝置啟動，將改性坡縷石絮凝吸附劑投加入膜生物反應(yīng)器內(nèi)，投加量為30g/L 40g/L，同時可編程邏輯控制器通過控制第一變頻器啟動充氣泵，使曝氣管以曝氣量為480L/tT640L/h進行曝氣，曝氣量通過空氣流量計顯示，數(shù)據(jù)反饋至可編程邏輯控制器，并在上位機顯示出來，若空氣流量計在上位機上顯示數(shù)值低于480L/h或者高于640L/h時，可編程邏輯控制器調(diào)節(jié)向變頻器輸出運轉(zhuǎn)頻率指令，控制充氣泵的轉(zhuǎn)速，至曝氣管以曝氣量為480L/tT640L/h為止，此時復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器啟動完成；二、全自動運行復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器啟動完成后，通過上位機編輯進水系統(tǒng)、膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)和投藥裝置的運行情況，然后將編輯好的程序輸入給可編程邏輯控制器，由可編程邏輯控制器執(zhí)行上位機編輯好的程序，即利 用可編程邏輯控制器控制進水泵和排泥泵的開關(guān)情況，利用可編程邏輯控制器通過第一變頻器、第二變頻器和第三變頻器分別控制空氣泵、出水恒流抽吸泵和反沖洗泵的開關(guān)情況，復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器正常運行后在清水箱即可收集得到處理后的清水。本發(fā)明優(yōu)點一、本發(fā)明所述的復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器由可編程邏輯控制器(PLC)控制，各控制功能通過編制的程序?qū)崿F(xiàn)自動連續(xù)處理低溫低濁高色高氨氮水源水，可靠性高且操作簡單，降低處理成本，比以往靠機械動作實現(xiàn)的繼電器控制方法適用性強，改變水處理流程只需改變軟件參數(shù)，無需改動硬件設(shè)備，廣泛應(yīng)用于中、小型(4t/h以下)膜生物反應(yīng)器處理系統(tǒng)；二、本發(fā)明所述的復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器人機界面優(yōu)良，調(diào)試、修改程序方便，上位機與可編程邏輯控制器(PLC)可聯(lián)機通訊、可在線監(jiān)視運行狀態(tài)，運行參數(shù)在上位機界面上顯示一覽無余、便于抄表管理，降低操作人員勞動強度，節(jié)省勞動力；三、本發(fā)明所述的復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器具有自我保護機制，當(dāng)有故障出現(xiàn)時，將出現(xiàn)聲光報警，并記錄故障信息，便于檢修和信息追溯；一旦系統(tǒng)運行出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤，例如出現(xiàn)過電壓和過電流的情況時，立即停止運行；四、本發(fā)明所述的復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器用變頻器進行流量和壓力調(diào)節(jié)，電機啟動平穩(wěn)，減少對電網(wǎng)和設(shè)備的沖擊，具有節(jié)能功效，同時還能減少設(shè)備磨損，延長使用壽命；五、本發(fā)明采用改性坡縷石替代傳統(tǒng)的粉末活性炭，低廉環(huán)保，且能有效去除溶解性有機物，有效減緩膜污染；六、本發(fā)明采用改性坡縷石絮凝吸附劑與膜生物反應(yīng)器聯(lián)合使用，系統(tǒng)啟動時間短，對濁度、色度、氨氮等指標(biāo)處理效果良好，達到了處理低溫低濁高色高氨氮水的目的；七、本發(fā)明運行15天處理后的清水濁度0. 3^0. 5NTU ；色度去除率為91% 95% ；UV254去除率為85% 92% ;C0Dfc去除率為40% 48% ;NH4_N去除率為39% 46%，NO^-N平均為0. 042 0. 05mg/L ;本發(fā)明運行80天處理后的清水濁度〈O. INTU ；出水色度為0 4度，其去除率為92% 100% ;出水UV254穩(wěn)定在0. 008 0. 012CHT1，其平均去除率為94% 96. 43% ;出水CODsfa為2. 18 3. 02mg/L，其去除率為50. 31% 63. 67% ;出水NH4-N為0. lmg/L 0. 15mg/L，去除率為 96. 2% 98%。


圖I是具體實施方式
一所述復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器以可編程邏輯控制器(PLC)為核心的控制關(guān)系示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式是一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器由配水箱I、進水泵2、進水壓力表3、進水流量計4、進水液位傳感器5、投藥裝置6、膜組件7、膜生物反應(yīng)器
8、導(dǎo)流筒9、曝氣管10、氣體流量計11、空氣泵12、第一變頻器13、出水-反沖洗三通電磁閥14、出水恒流抽吸泵15、第二變頻器16、出水壓力表17、出水流量計18、清水箱19、反沖洗泵20、第三變頻器21、反沖洗壓力表22、反沖洗流量計23、排泥三通電磁閥24、排泥泵25、貯泥池26、排泥液位傳感器27、排泥閥28、可編程邏輯控制器(PLC) 29和上位機(IFIX軟件)30組成，其中由配水箱I、進水泵2、進水壓力表3、進水流量計4和進水液位傳感器5組成進水系統(tǒng)，配水箱I通過進水泵2與膜生物反應(yīng)器8上部進水口連通，且在進水泵2和膜生物反應(yīng)器8之間的管道上安裝進水壓力表3和進水流量計4，采用進水液位傳感器5控制進水泵2的開關(guān)，進水液位傳感器5有三個探頭，分別是上限水位探頭5-1、下限水位探頭5-2與最低水位探頭5-3 ;其中由膜組件7、膜生物反應(yīng)器8、導(dǎo)流筒9、曝氣管10、氣體流量計11和空氣泵12組成膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)，膜組件7頂部低于最低水位探頭5-3探頭端，且懸于膜生物反應(yīng)器8中部，在膜組件7與膜生物反應(yīng)器8底部之間設(shè)置雙排曝氣管10，且曝氣管10連接一個空氣泵12，在空氣泵12與曝氣管10之間的管道上安裝氣體流量計11，在膜組件7與膜生物反應(yīng)器8側(cè)壁之間設(shè)置導(dǎo)流筒9 ;其中由出水-反沖洗三通電磁閥14、出水恒流抽吸泵15、出水壓力表17、出水流量計18和清水箱19組成出水系統(tǒng)，膜組件7出水口與出水-反沖洗三通電磁閥14相連，出水-反沖洗三通電磁閥14通過出水恒流抽吸泵 15與清水箱19上進水口相連，在出水恒流抽吸泵15和清水箱19之間的管道上安裝出水壓力表17和出水流量計18 ;其中由出水-反沖洗三通電磁閥14、反沖洗泵20、反沖洗壓力表22、反沖洗流量計23和清水箱19組成反沖洗系統(tǒng)，出水-反沖洗三通電磁閥14通過反沖洗泵20與清水箱19左下出水口相連，在反沖洗泵20和出水-反沖洗三通電磁閥14之間的管道上安裝反沖洗壓力表22和反沖洗流量計23 ;其中由排泥三通電磁閥24、排泥泵25、貯泥池26、排泥液位傳感器27、排泥閥28和清水箱19組成排泥系統(tǒng)，貯泥池26通過排泥泵25與排泥三通電磁閥相連，排泥三通電磁閥24分別與膜生物反應(yīng)器8底部出口和清水箱19右下出水口相連，在貯泥池26內(nèi)安裝一個排泥液位傳感器27，排泥液位傳感器27有兩個探頭，分別是污泥終止探頭27-1和清水終止探頭27-2，在貯泥池26排泥口的管道上安裝一個排泥閥28 ;膜生物反應(yīng)器8上方安裝投藥裝置6 ;利用可編程邏輯控制器(PLC)29控制進水泵2和排泥泵25的開關(guān)情況，利用可編程邏輯控制器(PLC)29通過第一變頻器13、第二變頻器16和第三變頻器21分別控制空氣泵12、出水恒流抽吸泵15和反沖洗泵20的開關(guān)與運行情況，進水壓力表3、進水流量計4、進水液位傳感器5、氣體流量計11、出水壓力表17、出水流量計18、反沖洗壓力表22、反沖洗流量計23和排泥液位傳感器27顯示的信息通過可編程邏輯控制器(PLC) 29反饋給上位機(IFIX軟件)30，在上位機(IFIX軟件)30顯示出進水壓力表3、進水流量計4、進水液位傳感器5、氣體流量計11、出水壓力表17、出水流量計18、反沖洗壓力表22、反沖洗流量計23和排泥液位傳感器27的實際信息。工作原理復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器通過上位機(IFIX軟件)30編輯進水系統(tǒng)、膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)和投藥裝置6的運行情況，然后將編輯好的程序輸入給可編程邏輯控制器(PLC) 29，由可編程邏輯控制器(PLC) 29執(zhí)行上位機(IFIX軟件)30編輯好的程序，即利用可編程邏輯控制器(PLC) 29控制進水泵2和排泥泵25的開關(guān)情況，利用可編程邏輯控制器(PLC)29通過第一變頻器13、第二變頻器16和第三變頻器21分別控制空氣泵12、出水恒流抽吸泵15和反沖洗泵20的開關(guān)與運行情況，利用可編程邏輯控制器(PLC)29控制出水-反沖洗三通電磁閥14和排泥三通電磁閥24具體的連接情況，達到復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器全自動運行。本實施方式所述的復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器以可編程邏輯控制器(PLC) 29為核心，通過PLC與上位機30、第一變頻器13、第二變頻器16與第三變頻器21通訊實現(xiàn)系統(tǒng)的恒流控制，以可編程邏輯控制器(PLC)29為核心的控制關(guān)系示意圖如圖2。上位機30的監(jiān)控軟件采用IFIX3. 5集成軟件包，主要完成工藝流程畫面的顯示，編輯進水系統(tǒng)、膜生物反應(yīng)器處理系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)和投藥裝置6運行情況的程序，實時采集各系統(tǒng)中的參 數(shù)值，并在畫面上動態(tài)顯示進水壓力表3、進水流量計4、進水液位傳感器5、氣體流量計11、出水壓力表17、出水流量計18、反沖洗壓力表22、反沖洗流量計23和排泥液位傳感器27的實際值，自動保存各點值，自動報警，統(tǒng)計打印、報表等；上位機30將編輯好的程序輸入給可編程邏輯控制器(PLC) 29，可編程邏輯控制器(PLC) 29主要負責(zé)各種設(shè)備運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)濾波、量程轉(zhuǎn)化、上位機已編輯程序發(fā)出的或是下位機內(nèi)部的控制指令的實現(xiàn)、緊急情況處理，從而實運現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)定修改，完成各系統(tǒng)的自動控制。PLC采用OMRON公司標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，該PLC由中央處理器(CPU板)、輸入/輸出(I/O)部分與電源板組成，可以根據(jù)實際需要選用RS232或RS422/485標(biāo)準(zhǔn)串行通信口，上位機通過串口與PLC進行數(shù)據(jù)交互；當(dāng)上位機與PLC距離較遠時可以選擇RS422/485方式，最遠距離可達500米。需要遠程監(jiān)控時還可以選擇以太網(wǎng)口，接入企業(yè)局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)。根據(jù)該系統(tǒng)工藝要求，進行PLC輸入/輸出(I/O)統(tǒng)計①開關(guān)量輸入(Al):用于接收膜生物反應(yīng)器上限水位探頭5-1、下限水位探頭5-2、最低水位探頭5_、污泥終止探頭27-1、清水終止探頭27-2、進水泵2、空氣泵12、出水恒流抽吸泵15、反沖洗泵20和排泥泵25的運行反饋，進水泵2、空氣泵12、出水恒流抽吸泵15、反沖洗泵20和排泥泵25的故障反饋的數(shù)字信號，總計15點。②開關(guān)量輸出(AO):用于控制投藥裝置6、出水-反沖洗三通電磁閥14、排泥三通電磁閥24、聲光報警、進水泵2、空氣泵12、出水恒流抽吸泵15、反沖洗泵20和排泥泵25的啟?？刂频臄?shù)字信號，總計9點。③模擬量輸入(DI):用于采集進水壓力、進水流量、氣體流量、出水壓力、出水流量、反沖洗壓力、反沖洗流量、第一變頻器13、第二變頻器16與第三變頻器21的電流、轉(zhuǎn)速參數(shù)反饋的模擬信號，總計13路。④模擬量輸出(DO):用于通過模擬量控制空氣泵變頻給定、出水泵變頻給定、反沖洗泵變頻給定，總計3路。PLC的主機選用OMRON CP1H-X40DR-A型號，另外還需要配CP1W-AD041模擬量輸入模塊4塊共16路，CP1W-DA041模擬量輸出模塊I塊共4路。該配置具有開關(guān)量輸入24點，開關(guān)量輸出16點，模擬量輸入16路，模擬量輸出4路，完全能滿足需求，還留有部分余量，方便日后對該系統(tǒng)進行維護和升級。本實施方式所述的復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器人機界面優(yōu)良，調(diào)試、修改程序方便，上位機與可編程邏輯控制器(PLC)可聯(lián)機通訊、可在線監(jiān)視運行狀態(tài)，運行參數(shù)在上位機界面上顯示一覽無余、便于抄表管理，降低操作人員勞動強度，節(jié)省勞動力。本實施方式所述的復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器具有自我保護機制，當(dāng)有故障出現(xiàn)時，將出現(xiàn)聲光報警，并記錄故障信息，便于檢修和信息追溯；一旦系統(tǒng)運行出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤，例如出現(xiàn)過電壓和過電流的情況時，立即停止運行。本實施方式所述的復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器用變頻器進行流量和壓力調(diào)節(jié)，電機 啟動平穩(wěn)，減少對電網(wǎng)和設(shè)備的沖擊，具有節(jié)能功效，同時還能減少設(shè)備磨損，延長使用壽命。
具體實施方式
二 本實施方式是一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法，具體是按以下步驟完成一、啟動在溫度為3°C飛。C首先將低溫低濁高色高氨氮水源水加入配水箱I和膜生物反應(yīng)器8中，膜生物反應(yīng)器8內(nèi)待處理污水的液面高度在上限水位探頭5-1探頭端和下限水位探頭5-2探頭端之間，進水液位傳感器5將信號反饋給可編程邏輯控制器(PLC) 29，此時可編程邏輯控制器(PLC) 29控制投藥裝置6啟動，將改性坡縷石絮凝吸附劑投加入膜生物反應(yīng)器8內(nèi)，投加量為30g/L 40g/L，同時可編程邏輯控制器(PLC)29通過控制第一變頻器13啟動充氣泵12，使曝氣管10以曝氣量為480L/tT640L/h進行曝氣，曝氣量通過空氣流量計11顯示，數(shù)據(jù)反饋至可編程邏輯控制器(PLC) 29，并在上位機(IFIX軟件)30顯示出來，若空氣流量計11在上位機(IFIX軟件)30上顯示數(shù)值低于480L/h或者高于640L/h時，可編程邏輯控制器(PLC)29調(diào)節(jié)向變頻器12輸出運轉(zhuǎn)頻率指令，控制充氣泵12的轉(zhuǎn)速，至曝氣管10以曝氣量為480L/tT640L/h為止，此時復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器啟動完成；二、全自動運行復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器啟動完成后，通過上位機(IFIX軟件)30編輯進水系統(tǒng)、膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)和投藥裝置6的運行情況·，然后將編輯好的程序輸入給可編程邏輯控制器(PLC) 29，由可編程邏輯控制器(PLC) 29執(zhí)行上位機(IFIX軟件)30編輯好的程序，即利用可編程邏輯控制器(PLC)29控制進水泵2和排泥泵25的開關(guān)情況，利用可編程邏輯控制器(PLC) 29通過第一變頻器13、第二變頻器16和第三變頻器21分別控制空氣泵12、出水恒流抽吸泵15和反沖洗泵20的開關(guān)與運行情況，復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器正常運行后在清水箱19即可收集得到處理后的清水。當(dāng)在上位機(IFIX軟件)30上顯示進水壓力表3與出水壓力表15的實際差值大于0. 05MPa時，上位機(IFIX軟件)30呈現(xiàn)嚴(yán)重警告，此時可編程邏輯控制器(PLC) 29控制復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器所有運行系統(tǒng)關(guān)閉，取出膜組件7先采用清水箱19中清水沖洗一次，然后用2%氫氧化鈉浸泡5小時，再用0. 5%次氯酸鈉浸泡3小時去除有機物污染，取出后采用蒸餾水清洗至出水PH為7±0. I為止，然后將清洗后的膜組件7重新安裝膜生物反應(yīng)器8內(nèi)，并重新啟動復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器，進行工作。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
二的不同點是步驟一中所述改性坡縷石絮凝吸附劑具體是按以下步驟制備的一、提純首先天然坡縷石與去離子水按質(zhì)量比I: (18、9)將天然坡縷石投加到去離子水中，然后在攪拌速度為lOOOr/mirTlOOOOr/min下攪拌分散10min 30min,得到粘土衆(zhòng)，再將粘土衆(zhòng)置于離心機中，并在離心轉(zhuǎn)速為4000r/min 12000r/min下離心分離IOmin 20min,經(jīng)分離得到灰白色粘土膏，并在溫度為80°C 120°C下烘干至恒重，再粉碎過200目篩后，即得到粒徑為200目以下的純化后坡縷石；二、負載首先將脫乙酰度為859^95%的殼聚糖溶于體積分?jǐn)?shù)為2%的冰乙酸中，并在溫度為20°C 100°C、攪拌轉(zhuǎn)速為200r/min"400r/min下攪拌至完全溶解,然后以投加速度為10g/mirT50g/min加入粒徑為200目以下的純化后坡縷石，并在溫度為20°C 100°C、攪拌轉(zhuǎn)速為200r/min 400r/min下持續(xù)攪拌2h 4h,得到懸浮液,采用濃度為0. 5mol/L I. 5mol/L的NaOH將懸浮液調(diào)至中性，然后在離心轉(zhuǎn)速為4000r/mirTl2000r/min下離心分離10mirT20min，并將離心分離得到的固體采用去離子水洗滌4飛次，然后將洗滌后的固體在溫度為60°C 110°C烘干12tT24h，再粉碎過200目篩后，即得到改性坡縷石絮凝吸附劑；步驟二中所述的脫乙酰度為859^95%的殼聚糖質(zhì)量與體積分?jǐn)?shù)為2%的冰乙酸體積的比例為lg: (30mL 120mL);步驟二中所述加入粒徑為200目以下的純化后坡縷石與脫乙酰度為859^95%的殼聚糖的質(zhì)量比為(5 20):1。其他與具體實施方式
二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
二或三之一不同點是步驟二中所述上位機(IFIX軟件)30編輯進水系統(tǒng)運行情況，具體信息如下當(dāng)膜生物反應(yīng)器8內(nèi)液面低于進水液位傳感器5的下限水位探頭5-2探頭端，進水液位傳感器5將信息反饋給可編程邏輯控制器(PLC)29，可編程邏輯控制器(PLC)29控制進水泵2開啟，進水泵2將配水箱I中的低溫低濁高色高氨氮水源水抽入膜生物反應(yīng)器8內(nèi)，當(dāng)膜生物反應(yīng)器8內(nèi)液面接觸到進水液位傳感器5的上限水位探頭5-1探頭端時，進水液位傳感器5將信息反饋給可編程邏輯控制器(PLC)29，可編程邏輯控制器(PLC)29控制進水泵2關(guān)閉，若配水箱I儲備水量不足時，即壓力表3與流量計4指示的數(shù)值遠小于正常數(shù)值時，該信息反饋給編程邏輯控制器(PLC)，并在上位機(IFIX軟件)30呈現(xiàn)，當(dāng)上位機30呈現(xiàn)的壓力表3和流量計4指示數(shù)值遠小于正常數(shù)值時，上位機(IFIX軟件)30顯示警報，若未進行及時處理，使膜生物反應(yīng)器8內(nèi)液面低于進水液位傳感器5的最低水位探頭5-3探頭端時，進水液位傳感器5將信息反饋給可編程邏輯控制器(PLC) 29，在上位機(IFIX軟件)30呈現(xiàn)嚴(yán)重警告，此時可編程邏輯控制器(PLC)29控制復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器所有運行系統(tǒng)關(guān)閉。其他與具體實施方式
二或三相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
二至四之一不同點是步驟二中所 述上位機(IFIX軟件)30編輯膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)運行情況，具體信息如下除上位機(IFIX軟件)30出現(xiàn)嚴(yán)重警告時，需要關(guān)閉污水處理系，否則在復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器運行過程中膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)持續(xù)運行，即其中由膜組件7、膜生物反應(yīng)器8、導(dǎo)流筒
9、曝氣管10、氣體流量計11和空氣泵12組成膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)，即充氣泵12始終保持開啟狀態(tài)，使曝氣管10持續(xù)以曝氣量為480L/tT640L/h進行曝氣。其他與具體實施方式
二至四相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
二至五之一不同點是步驟二中所述上位機(IFIX軟件)30編輯出水系統(tǒng)運行情況，具體信息如下當(dāng)時間設(shè)置為抽水時間時，可編程邏輯控制器(PLC) 29控制出水-反沖洗三通電磁閥14與出水恒流抽吸泵15連通，且控制出水-反沖洗三通電磁閥14與反沖洗泵20斷開，同時可編程邏輯控制器(PLC)29通過第二變頻器16控制出水恒流抽吸泵15開啟，且可編程邏輯控制器(PLC) 29通過第三變頻器21控制反沖洗泵20關(guān)閉，過濾得到的清水從膜組件7出水口經(jīng)出水-反沖洗三通電磁閥14、出水恒流抽吸泵15與清水箱19進水口進入清水箱19中，單次抽水時間為40mirT60min，膜通量為150L/m2 *h^250L/m2 *h，若出水流量計18在上位機(IFIX軟件)30上顯示數(shù)值低于150L/m2 *h或高于250L/m2 *h時，可編程邏輯控制器(PLC) 29調(diào)節(jié)向第二變頻器16輸出運轉(zhuǎn)頻率指令，控制出水恒流抽吸泵15的轉(zhuǎn)速，至膜通量為150L/m2 *h^250L/m2 h為止。其他與具體實施方式
二至五相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
二至六之一不同點是步驟二中所述上位機(IFIX軟件)30編輯反沖洗系統(tǒng)運行情況，具體信息如下當(dāng)時間設(shè)置為反沖洗時間時，可編程邏輯控制器(PLC)29控制出水-反沖洗三通電磁閥14與反沖洗泵20連通，且控制出水-反沖洗三通電磁閥14與出水恒流抽吸泵15斷開，同時可編程邏輯控制器(PLC)29通過第三變頻器21控制反沖洗泵20開啟，且可編程邏輯控制器(PLC)29通過第三變頻器16控制出水恒流抽吸泵15關(guān)閉，以反沖洗水量I. 05m3/m2 -h^l. 4m3/m2 -h將清水箱19內(nèi)的清水從清水箱19左下出水口抽出，對膜組件7進行反沖洗，單次反沖洗時間為60:1208，若反沖洗流量計23在上位機(IFIX軟件)30上顯示數(shù)值低于I. 05m3/m2 h或高于I. 4m3/m2 -h時，可編程邏輯控制器(PLC)29調(diào)節(jié)向第二變頻器21輸出運轉(zhuǎn)頻率指令，控制反沖洗泵20的轉(zhuǎn)速，至反沖洗水量I. 05m3/m2 -h^l. 4m3/m2 -h為止；可編程邏輯控制器(PLC) 29設(shè)置以一次出水時間和一次反沖洗時間之和為出水-反沖洗周期，運行過程中往復(fù)啟動出水系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)，即一次抽水時間結(jié)束的同時下一次反沖洗開始，一次反沖洗時間結(jié)束同時下一次的抽水開始。其他與具體實施方式
二至六相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
二至七之一不同點是步驟二中所述上位機(IFIX軟件)30編輯排泥系統(tǒng)運行情況，具體信息如下復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器在運行過程中要定期進行排泥，設(shè)置復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器在運行20001000出水-反沖洗周期時排泥一次，即在運行20001000出水-反沖洗周期的反沖洗時間結(jié)束后進入排泥時間，而此時出水系統(tǒng)停止運行，當(dāng)排泥時間結(jié)束后出水系統(tǒng)再繼續(xù)運行；當(dāng)時間設(shè)置為排泥時間時，可編程邏輯控制器(PLC)29控制排泥三通電磁閥24與膜生物反應(yīng)器8底部排泥口連通，且排泥三通電磁閥24與清水池19右下出水口斷開，污泥經(jīng)排泥三通電磁閥24和排泥泵25排至貯泥池26中，當(dāng)泥面接觸到排泥液位傳感器27的污泥終止探頭27-1探頭端時，排泥液位傳感器27將信號反饋至可編程邏輯控制器(PLC) 29，可編程邏輯控制器(PLC) 29控制排泥三通電磁閥24與膜生物反應(yīng)器8底部排泥口斷開，且與清水箱19右下出水口連接，清水箱19的清水經(jīng)排泥三通電磁閥24、排泥泵25排至貯泥池26中，當(dāng)泥面接觸到排泥液位傳感器27的清水終止探頭27-2探頭端時，排泥液位傳感器27將信號反饋至可編程邏輯控制器(PLC)29，可編程邏輯控制器(PLC)29控制排泥三通電磁閥24與排泥泵25均關(guān)閉,排泥系統(tǒng)運行一次完成。其他與具體實施方式
二至七相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
二至八之一不同點是步驟二中所述所述上位機(IFIX軟件)30編輯投藥裝置6運行情況，具體信息如下當(dāng)泥面接觸到排泥液位傳感器27的清水終止探頭27-2探頭端時，排泥液位傳感器27將信號反饋至可編程邏輯控制器(PLC) 29，可編程邏輯控制器(PLC) 29控制(6)控制投藥裝置6，將改性坡縷石絮凝吸附劑投加入膜生物反應(yīng)器8內(nèi)，當(dāng)投加量為6g/L 10g/L時可編程邏輯控制器(PLC) 29控制投藥裝置6關(guān)閉。其他與具體實施方式
二至八相同。采用下述試驗驗證本發(fā)明效果試驗一一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法，具體是按以下步驟完成一、啟動在溫度為4°C下，首先將低溫低濁高色高氨氮水源水加入配水箱I和膜生物反應(yīng)器8中，膜生物反應(yīng)器8內(nèi)待處理低溫低濁高色高氨氮水源水的液面高度在上限水位探頭5-1探頭端和下限水位探頭5-2探頭端之間，進水液位傳感器5將信號反饋給可編程邏輯控制器(PLC) 29，此時可編程邏輯控制器(PLC) 29控制投藥裝置6啟動，將改性坡縷石絮凝吸附劑投加入膜生物反應(yīng)器8內(nèi)，投加量為35g/L，同時可編程邏輯控制器(PLC) 29通過控制第一變頻器13啟動充氣泵12，使曝氣管10以曝氣量為560L/h進行曝氣，曝氣量通過空氣流量計11顯示，數(shù)據(jù)反饋至可編程邏輯控制器(PLC) 29，并在上位機(IFIX軟件)30顯示出來，若空氣流量計11在上位機(IFIX軟件)30上顯示數(shù)值低于或者高于560L/h時，可編程邏輯控制器(PLC)29調(diào)節(jié)向變頻器12輸出運轉(zhuǎn)頻率指令，控制充氣泵12的轉(zhuǎn)速，至曝氣管10以曝氣量為560L/h為止，此時復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器啟動完成；二、全自動運行復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器啟動完成后，通過上位機(IFIX軟件)30編輯進水系統(tǒng)、膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)和投藥裝置
6的運行情況，然后將編輯好的程序輸入給可編程邏輯控制器(PLC) 29，由可編程邏輯控制器(PLC)29執(zhí)行上位機(IFIX軟件)30編輯好的程序，即利用可編程邏輯控制器(PLC)29控制進水泵2和排泥泵25的開關(guān)情況，利用可編程邏輯控制器(PLC)29通過第一變頻器13、第二變頻器16和第三變頻器21分別控制空氣泵12、出水恒流抽吸泵15和反沖洗泵20的開關(guān)與運行情況，復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器正常運行后在清水箱19即可收集得到處理后的清水。本試驗步驟一中所述改性坡縷石絮凝吸附劑具體是按以下步驟制備的一、提純首先天然坡縷石與去離子水按質(zhì)量比5:95將天然坡縷石投加到去離子水中，然后在攪拌速度為10000r/min下攪拌分散15min,得到粘土衆(zhòng),再將粘土衆(zhòng)置于離心機中，并在離心轉(zhuǎn)速為12000r/min下離心分離lOmin，經(jīng)分離得到灰白色粘土膏，并在溫度為100°C下烘干至恒重，再粉碎過200目篩后，即得到粒徑為200目以下的純化后坡縷石；二、負載首先將2. 5g脫乙酰度為95%的殼聚糖溶于150mL體積分?jǐn)?shù)為2%的冰乙酸中，并在溫度為60°C、攪 拌轉(zhuǎn)速為400r/min下攪拌4h,然后以投加速度為10g/min加入25g粒徑為200目以下的純化后坡縷石，并在溫度為60°C、攪拌轉(zhuǎn)速為400r/min下持續(xù)攪拌4h，得到懸浮液，采用濃度為I. OmoI/L的NaOH將懸浮液調(diào)至中性，然后在離心轉(zhuǎn)速為12000r/min下離心分離IOminmin,并將離心分離得到的固體采用去離子水洗滌6次，然后將洗滌后的固體在溫度為80°C烘干18h，再粉碎過200目篩后，即得到改性坡縷石絮凝吸附劑。本試驗步驟二中所述上位機(IFIX軟件)30編輯進水系統(tǒng)運行情況，具體信息如下當(dāng)膜生物反應(yīng)器8內(nèi)液面低于進水液位傳感器5的下限水位探頭5-2探頭端時，進水液位傳感器5將信息反饋給可編程邏輯控制器(PLC) 29，可編程邏輯控制器(PLC) 29控制進水泵2開啟，進水泵2將配水箱I中的低溫低濁高色高氨氮水源水抽入膜生物反應(yīng)器8內(nèi)，當(dāng)膜生物反應(yīng)器8內(nèi)液面接觸到進水液位傳感器5的上限水位探頭5-1探頭端時，進水液位傳感器5將信息反饋給可編程邏輯控制器(PLC) 29，可編程邏輯控制器(PLC) 29控制進水泵2關(guān)閉，若配水箱I儲備水量不足時，即壓力表3與流量計4指示的數(shù)值遠小于正常數(shù)值時，該信息反饋給編程邏輯控制器(PLC)，并在上位機(IFIX軟件)30呈現(xiàn)，當(dāng)上位機30呈現(xiàn)的壓力表3和流量計4指示數(shù)值遠小于正常數(shù)值時，上位機(IFIX軟件)30顯示警報，若未進行及時處理，使膜生物反應(yīng)器8內(nèi)液面低于進水液位傳感器5的最低水位探頭5-3探頭端時，進水液位傳感器5將信息反饋給可編程邏輯控制器(PLC)29，在上位機(IFIX軟件)30呈現(xiàn)嚴(yán)重警告，此時可編程邏輯控制器(PLC) 29控制整個系統(tǒng)關(guān)閉。本試驗步驟二中所述上位機(IFIX軟件)30編輯膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)運行情況，具體信息如下除上位機(IFIX軟件)30出現(xiàn)嚴(yán)重警告時，需要關(guān)閉污水處理系，否則在復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器運行過程中膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)持續(xù)運行，即其中由膜組件7、膜生物反應(yīng)器8、導(dǎo)流筒9、曝氣管10、氣體流量計11和空氣泵12組成膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)，即充氣泵12始終保持開啟狀態(tài)，使曝氣管10持續(xù)以曝氣量為560L/h進行曝氣。本試驗步驟二中所述上位機(IFIX軟件)30編輯出水系統(tǒng)運行情況，具體信息如下當(dāng)時間設(shè)置為抽水時間時，可編程邏輯控制器(PLC) 29控制出水-反沖洗三通電磁閥14與出水恒流抽吸泵15連通，且控制出水-反沖洗三通電磁閥14與反沖洗泵20斷開，同時可編程邏輯控制器(PLC) 29通過第二變頻器16控制出水恒流抽吸泵15開啟，且可編程邏輯控制器(PLC) 29通過第三變頻器21控制反沖洗泵20關(guān)閉，過濾得到的清水從膜組件7出水口經(jīng)出水-反沖洗三通電磁閥14、出水恒流抽吸泵15與清水箱19進水口進入清水箱19中，單次抽水時間為50min，膜通量為200L/m2 *h，若出水流量計18在上位機(IFIX軟件)30上顯示數(shù)值低于或高于200L/m2 h時，可編程邏輯控制器(PLC) 29調(diào)節(jié)向第二變頻器16輸出運轉(zhuǎn)頻率指令，控制出水恒流抽吸泵15的轉(zhuǎn)速，至膜通量為200L/m2 h為止。本試驗步驟二中所述上位機(IFIX軟件)30編輯反沖洗系統(tǒng)運行情況，具體信息如下當(dāng)時間設(shè)置為反沖洗時間時，可編程邏輯控制器(PLC) 29控制出水-反沖洗三通電磁閥14與反沖洗泵20連通，且控制出水-反沖洗三通電磁閥14與出水恒流抽吸泵15斷開，同時可編程邏輯控制器(PLC)29通過第三變頻器21控制反沖洗泵20開啟，且可編程邏輯控制器(PLC)29通過第三變頻器16控制出水恒流抽吸泵15關(guān)閉，以反沖洗水量I. 25m3/m2 -h將清水箱19內(nèi)的清水從清水箱19左下出水口抽出，對膜組件7進行反沖洗，單次反沖洗時間為90s，若反沖洗流量計23在上位機(IFIX軟件)30上顯示數(shù)值低于或高于I. 25m3/m2 -h時，可編程邏輯控制器(PLC)29調(diào)節(jié)向第二變頻器21輸出運轉(zhuǎn)頻率指令，控制反沖洗泵20的轉(zhuǎn)速，至反沖洗水量I. 25m3/m2 h止；可編程邏輯控制器(PLC) 29設(shè)置以一次出水時間和一次反沖洗時間的時間總和為出水-反沖洗周期,運行過程中往復(fù)啟動出水系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)，即一次抽水時間結(jié)束的同時下一次反沖洗開始，一次反沖洗時間結(jié)束同時下 一次的抽水開始。本試驗步驟二中所述上位機(IFIX軟件)30編輯排泥系統(tǒng)運行情況，具體信息如下復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器在運行過程中要定期進行排泥，設(shè)置復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器在運行2500出水-反沖洗周期時排泥一次，即在運行2500出水-反沖洗周期的反沖洗時間結(jié)束后進入排泥時間，而出水系統(tǒng)停止運行，當(dāng)排泥時間結(jié)束后出水系統(tǒng)再繼續(xù)運行；當(dāng)時間設(shè)置為排泥時間時，可編程邏輯控制器(PLC)29控制排泥三通電磁閥24與膜生物反應(yīng)器8底部排泥口連通，且排泥三通電磁閥24與清水池19右下出水口斷開，污泥經(jīng)排泥三通電磁閥24和排泥泵25排至貯泥池26中，當(dāng)泥面接觸到排泥液位傳感器27的污泥終止探頭27-1探頭端時，排泥液位傳感器27將信號反饋至可編程邏輯控制器(PLC)29，可編程邏輯控制器(PLC)29控制排泥三通電磁閥24與膜生物反應(yīng)器8底部排泥口斷開，且與清水箱19右下出水口連接，清水箱19的清水經(jīng)排泥三通電磁閥24、排泥泵25排至貯泥池26中，當(dāng)泥面接觸到排泥液位傳感器27的清水終止探頭27-2探頭端時，排泥液位傳感器27將信號反饋至可編程邏輯控制器(PLC) 29，可編程邏輯控制器(PLC) 29控制排泥三通電磁閥24與排泥泵25均關(guān)閉,排泥系統(tǒng)運行一次完成。本試驗步驟二中所述所述上位機(IFIX軟件)30編輯投藥裝置6運行情況，具體信息如下當(dāng)泥面接觸到排泥液位傳感器27的清水終止探頭27-2探頭端時，排泥液位傳感器27將信號反饋至可編程邏輯控制器(PLC) 29，可編程邏輯控制器(PLC) 29控制(6)控制投藥裝置6，將改性坡縷石絮凝吸附劑投加入膜生物反應(yīng)器8內(nèi)，當(dāng)投加量為8g/L時可編程邏輯控制器(PLC) 29控制投藥裝置6關(guān)閉。本試驗所述的低溫低濁高色高氨氮水源水濁度5 10NTU, UV254O. 205^0. 222,色度50 70 度，C0D, 6mg/L，NH4-M 5mg/L，NC^-N平均 0. 010^0. 014mg/L, PH 為 8 9 ;本試驗運行15天處理后的清水濁度0. 3 0. 5NTU ;色度去除率為91% 95% ；UV254去除率為85% 92% ；COD-去除率為40% 48% ;NH4-N去除率為39% 46%，NO;-N均為0. 042 0. 05mg/L ;本試驗運行80天處理后的清水濁度〈O. INTU ;出水色度為(T4度，其去除率為92% 100% ;出水UV254穩(wěn)定在0. 008 0. 012CHT1，其平均去除率為949T96. 43% ;出水CODsfa為2. 18 3. 02mg/L,其去除率為 50. 31% 63. 67 % ;出水 NH4-N 為 0. lmg/L 0. 15mg/L，去除率為 96. 2% 98%。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器，其特征在于復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器由配水箱(I)、進水泵(2)、進水壓力表(3)、進水流量計(4)、進水液位傳感器(5)、投藥裝置￠)、膜組件(7)、膜生物反應(yīng)器⑶、導(dǎo)流筒(9)、曝氣管(10)、氣體流量計(11)、空氣泵(12)、第一變頻器(13)、出水-反沖洗三通電磁閥(14)、出水恒流抽吸泵(15)、第二變頻器(16)、出水壓力表(17)、出水流量計(18)、清水箱(19)、反沖洗泵(20)、第三變頻器(21)、反沖洗壓力表(22)、反沖洗流量計(23)、排泥三通電磁閥(24)、排泥泵(25)、貯泥池(26)、排泥液位傳感器(27)、排泥閥(28)、可編程邏輯控制器(29)和上位機(30)組成，其中由配水箱(I)、進水泵(2)、進水壓力表(3)、進水流量計(4)和進水液位傳感器(5)組成進水系統(tǒng)，配水箱(I)通過進水泵(2)與膜生物反應(yīng)器(8)上部進水口連通，且在進水泵(2)和膜生物反應(yīng)器(8)之間的管道上安裝進水壓力表(3)和進水流量計(4)，采用進水液位傳感器(5)控制進水泵(2)的開關(guān)，進水液位傳感器(5)有三個探頭，分別是上限水位探頭(5-1)、下限水位探頭(5-2)與最低水位探頭(5-3);其中由膜組件(7)、膜生物反應(yīng)器(8)、導(dǎo)流筒(9)、曝氣管(10)、氣體流量計(11)和空氣泵(12)組成膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)，膜組件(7)頂部低于最低水位探頭(5-3)探頭端，且懸于膜生物反應(yīng)器(8)中部，在膜組件(7)與膜生物反應(yīng)器(8)底部之間設(shè)置雙排曝氣管(10)，且曝氣管(10)連接一個空氣泵(12)，在空氣泵(12)與曝氣管(10)之間的管道上安裝氣體流量計(11)，在膜組件(7)與膜生物反應(yīng)器(8)側(cè)壁之間設(shè)置導(dǎo)流筒(9);其中由出水-反沖洗三通電磁閥(14)、出水恒流抽吸泵(15)、出水壓力表(17)、出水流量計(18)和清水箱(19)組成出水系統(tǒng)，膜組件(7)出水口與出水-反沖洗三通電磁閥(14)相連，出水-反沖洗三通電磁閥(14)通過出水恒流抽吸泵(15)與清水箱(19)上進水口相連，在出水恒流抽吸泵(15)和清水箱(19)之間的管道上安裝出水壓力表(17)和出水流量計(18);其中由出水-反沖洗三通電磁閥(14)、反沖洗泵(20)、反沖洗壓力表(22)、反沖洗流量計(23)和清水箱(19)組成反沖洗系統(tǒng)，出水-反沖洗三通電磁閥(14)通過反沖洗泵(20)與清水箱(19)左下出水口相連，在反沖洗泵(20)和出水-反沖洗三通電磁閥(14)之間的管道上安裝反沖洗壓力表(22)和反沖洗流量計(23);其中由排泥三通電磁閥(24)、排泥泵(25)、貯泥池(26)、排泥液位傳感器(27)、排泥閥(28)和清水箱(19)組成排泥系統(tǒng)，貯泥池(26)通過排泥泵(25)與排泥三通電磁閥相連，排泥三通電磁閥(24)分別與膜生物反應(yīng)器8底部出口和清水箱(19)右下出水口相連，在貯泥池(26)內(nèi)安裝一個排泥液位傳感器(27)，排泥液位傳感器(27)有兩個探頭，分別是污泥終止探頭(27-1)和清水終止探頭(27-2)，在貯泥池(26)排泥口的管道上安裝一個排泥閥(28);膜生物反應(yīng)器(8)上方安裝投藥裝置￠);利用可編程邏輯控制器(29)控制進水泵(2)和排泥泵(25)的開關(guān)情況，利用可編程邏輯控制器(29)通過第一變頻器(13)、第二變頻器(16)和第三變頻器(21)分別控制空氣泵(12)、出水恒流抽吸泵(15)和反沖洗泵(20)的開關(guān)與運行情況，進水壓力表(3)、進水流量計(4)、進水液位傳感器(5)、氣體流量計(11)、出水壓力表(17)、出水流量計(18)、反沖洗壓力表(22)、反沖洗流量計(23)和排泥液位傳感器(27)顯示的信息通過可編程邏輯控制器(29)反饋給上位機(30)，在上位機(30)顯示出進水壓力表(3)、進水流量計(4)、進水液位傳感器(5)、氣體流量計(11)、出水壓力表(17)、出水流量計(18)、反沖洗壓力表(22)、反沖洗流量計(23)和排泥液位傳感器(27)的實際信息。
2.利用權(quán)利要求I所述的一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法，其特征在于復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法是按以下步驟完成一、啟動在溫度為3°C飛。C首先將低溫低濁高色高氨氮水源水加入配水箱(I)和膜生物反應(yīng)器(8)中，膜生物反應(yīng)器(8)內(nèi)待處理低溫低濁高色高氨氮水源水的液面高度在上限水位探頭(5-1)探頭端和下限水位探頭(5-2)探頭端之間，進水液位傳感器(5)將信號反饋給可編程邏輯控制器(29)，此時可編程邏輯控制器(29)控制投藥裝置(6)啟動，將改性坡縷石絮凝吸附劑投加入膜生物反應(yīng)器(8)內(nèi)，投加量為30g/L 40g/L，同時可編程邏輯控制器(29)通過控制第一變頻器(13)啟動充氣泵(12)，使曝氣管(10)以曝氣量為480L/tT640L/h進行曝氣，曝氣量通過空氣流量計(11)顯示，數(shù)據(jù)反饋至可編程邏輯控制器(29)，并在上位機(30)顯示出來，若空氣流量計(11)在上位機(30)上顯示數(shù)值低于480L/h或者高于640L/h時，可編程邏輯控制器(29)調(diào)節(jié)向變頻器(12)輸出運轉(zhuǎn)頻率指令，控制充氣泵(12)的轉(zhuǎn)速，至曝氣管(10)以曝氣量為480L/tT640L/h為止，此時復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器啟動完成；二、全自動運行復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器啟動完成后，通過上位機(30)編輯進水系統(tǒng)、膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)和投藥裝置￠)的運行情況，然后將編輯好的程序輸入給可編程邏輯控制器(29)，由可編程邏輯控制器(29)執(zhí)行上位機(30)編輯好的程序，即利用可編程邏輯控制器(29)控制進水泵⑵和排泥泵(25)的開關(guān)情況，利用可編程邏輯控制器(29)通過第一變頻器(13)、第二變頻器(16)和第三變頻器(21)分別控制空氣泵(12)、出水恒流抽吸泵(15)和反沖洗泵(20)的開關(guān)與運行情況，復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器正常運行后在清水箱(19)即可收集得到處理后的清水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法，其特征在于步驟一中所述改性坡縷石絮凝吸附劑具體是按以下步驟制備的一、提純首先天然坡縷石與去離子水按質(zhì)量比I: (18、9)將天然坡縷石投加到去離子水中，然后在攪拌速度為1000r/min"l0000r/min下攪拌分散10min 30min,得到粘土衆(zhòng),再將粘土衆(zhòng)置于離心機中，并在離心轉(zhuǎn)速為4000r/min 12000r/min下離心分離IOmin 20min,經(jīng)分離得到灰白色粘土膏，并在溫度為80°C 120°C下烘干至恒重，再粉碎過200目篩后，即得到粒徑為200目以下的純化后坡縷石；二、負載首先將脫乙酰度為859^95%的殼聚糖溶于體積分?jǐn)?shù)為2%的冰乙酸中，并在溫度為20°C 100°C、攪拌轉(zhuǎn)速為200r/mirT400r/min下攪拌至完全溶解，然后以投加速度為10g/min"50g/min加入粒徑為200目以下的純化后坡縷石，并在溫度為20°C 100°C、攪拌轉(zhuǎn)速為200r/mirT400r/min下持續(xù)攪拌2h 4h，得到懸浮液，采用濃度為0. 5mol/L^l. 5mol/L的NaOH將懸浮液調(diào)至中性，然后在離心轉(zhuǎn)速為4000r/min 12000r/min下離心分離IOmin 20min,并將離心分離得到的固體采用去離子水洗滌4飛次，然后將洗滌后的固體在溫度為60°C 110°C烘干12h 24h，再粉碎過200目篩后，即得到改性坡縷石絮凝吸附劑；步驟二中所述的脫乙酰度為859^95%的殼聚糖質(zhì)量與體積分?jǐn)?shù)為2%的冰乙酸體積的比例為lg: (30mL"l20mL);步驟二中所述加入粒徑為200目以下的純化后坡縷石與脫乙酰度為859^95%的殼聚糖的質(zhì)量比為(5 20) : I。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法，其特征在于步驟二中所述上位機(30)編輯進水系統(tǒng)運行情況，具體信息如下當(dāng)膜生物反應(yīng)器(8)內(nèi)液面低于進水液位傳感器(5)的下限水位探頭(5-2)探頭端時，進水液位傳感器(5)將信息反饋給可編程邏輯控制器(29)，可編程邏輯控制器(29)控制進水泵(2)開啟，進水泵2)將配水箱(I)中的低溫低濁高色高氨氮水源水抽入膜生物反應(yīng)器(8)內(nèi)，當(dāng)膜生物反應(yīng)器⑶內(nèi)液面接觸到進水液位傳感器(5)的上限水位探頭(5-1)探頭端時，進水液位傳感器(5)將信息反饋給可編程邏輯控制器(29)，可編程邏輯控制器(29)控制進水泵(2)關(guān)閉，若配水箱(I)儲備水量不足時，即壓力表(3)與流量計(4)指示的數(shù)值遠小于正常數(shù)值時，該信息反饋給可編程邏輯控制器(29)，并在上位機(30)呈現(xiàn)，當(dāng)上位機(30)呈現(xiàn)的壓力表(3)和流量計(4)指示數(shù)值遠小于正常數(shù)值時，上位機(30)顯示警報，若未進行及時處理，使膜生物反應(yīng)器(8)內(nèi)液面低于進水液位傳感器(5)的最低水位探頭(5-3)探頭端時，進水液位傳感器(5)將信息反饋給可編程邏輯控制器(29)，在上位機(30)呈現(xiàn)嚴(yán)重警告，此時可編程邏輯控制器(29)控制復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器所有運行系統(tǒng)關(guān)閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法，其特征在于步驟二中所述上位機(30)編輯膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)運行情況，具體信息如下除上位機(30)出現(xiàn)嚴(yán)重警告時，需要關(guān)閉污水處理系，否則在復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器運行過程中膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)持續(xù)運行，即其中由膜組件(7)、膜生物反應(yīng)器(8)、導(dǎo)流筒(9)、曝氣管(10)、氣體流量計(11)和空氣泵(12)組成膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)，即充氣泵(12)始終保持開啟狀態(tài)，使曝氣管(10)持續(xù)以曝氣量為480L/h 640L/h進行曝氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法法，其特征在于步驟二中所述上位機(30)編輯出水系統(tǒng)運行情況，具體信息如下當(dāng)時間設(shè)置為抽水時間時，可編程邏輯控制器(29)控制出水-反沖洗三通電磁閥(14)與出水恒流抽吸泵(15)連il，且控制出水-反沖洗三通電磁閥(14)與反沖洗泵(20)斷開，同時可編程邏輯控制器(29)通過第二變頻器(16)控制出水恒流抽吸泵(15)開啟，且可編程邏輯控制器(29)通過第三變頻器(21)控制反沖洗泵(20)關(guān)閉，過濾得到的清水從膜組件⑵出水口經(jīng)出水-反沖洗三通電磁閥(14)、出水恒流抽吸泵(15)與清水箱(19)進水口進入清水箱(19)中，單次抽水時間為40mirT60min，膜通量為150L/m2 h^250L/m2 *h，若出水流量計(18)在上位機(30)上顯示數(shù)值低于150L/m2 *h或高于250L/m2 *h時，可編程邏輯控制器(29)調(diào)節(jié)向第二變頻器(16)輸出運轉(zhuǎn)頻率指令，控制出水恒流抽吸泵(15)的轉(zhuǎn)速，至膜通量為150L/m2 h 250L/m2 h為止。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法，其特征在于步驟二中所述上位機(30)編輯反沖洗系統(tǒng)運行情況，具體信息如下當(dāng)時間設(shè)置為反沖洗時間時，可編程邏輯控制器(29)控制出水-反沖洗三通電磁閥(14)與反沖洗泵(20)連通，且控制出水-反沖洗三通電磁閥(14)與出水恒流抽吸泵(15)斷開，同時可編程邏輯控制器(29)通過第三變頻器(21)控制反沖洗泵(20)開啟，且可編程邏輯控制器(29)通過第三變頻器(16)控制出水恒流抽吸泵(15)關(guān)閉，以反沖洗水量I.05m3/m2 h^l. 4m3/m2 h將清水箱(19)內(nèi)的清水從清水箱(19)左下出水口抽出，對膜組件(7)進行反沖洗，單次反沖洗時間為60:120s，若反沖洗流量計(23)在上位機(30)上顯示數(shù)值低于I. 05m3/m2 h或高于I. 4m3/m2 h時，可編程邏輯控制器(29)調(diào)節(jié)向第二變頻器(21)輸出運轉(zhuǎn)頻率指令，控制反沖洗泵(20)的轉(zhuǎn)速，至反沖洗水量1.05m3/m2*tTl.4m3/m2 *h為止；可編程邏輯控制器(29)設(shè)置以一次出水時間和一次反沖洗時間之和為出水-反沖洗周期，運行過程中往復(fù)啟動出水系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)，即一次抽水時間結(jié)束的同時下一次反沖洗開始，一次反沖洗時間結(jié)束同時下一次的抽水開始。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法，其特征在于步驟二中所述上位機(30)編輯排泥系統(tǒng)運行情況，具體信息如下復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器在運行過程中要定期進行排泥，設(shè)置復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器在運行200(T3000出水-反沖洗周期時排泥一次，即在運行200(T3000出水-反沖洗周期的反沖洗時間結(jié)束后進入排泥時間，而此時出水系統(tǒng)停止運行，當(dāng)排泥時間結(jié)束后出水系統(tǒng)再繼續(xù)運行；當(dāng)時間設(shè)置為排泥時間時，可編程邏輯控制器(29)控制排泥三通電磁閥(24)與膜生物反應(yīng)器(8)底部排泥口連通，且排泥三通電磁閥(24)與清水池(19)右下出水口斷開，污泥經(jīng)排泥三通電磁閥(24)和排泥泵(25)排至貯泥池(26)中，當(dāng)泥面接觸到排泥液位傳感器(27)的污泥終止探頭(27-1)探頭端時，排泥液位傳感器(27)將信號反饋至可編程邏輯控制器(29)，可編程邏輯控制器(29)控制排泥三通電磁閥(24)與膜生物反應(yīng)器(8)底部排泥口斷開，且與清水箱(19)右下出水口連接，清水箱(19)的清水經(jīng)排泥三通電磁閥(24)、排泥泵(25)排至貯泥池(26)中，當(dāng)泥面接觸到排泥液位傳感器(27)的清水終止探頭(27-2)探頭端時，排泥液位傳感器(27)將信號反饋至可編程邏輯控制器(29)，可編程邏輯控制器(29)控制排泥三通電磁閥(24)與排泥泵(25)均關(guān)閉，排泥系統(tǒng)運行一次完成。
9.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4、5、6、7或8所述的一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法，其特征在于步驟二中所述所述上位機(30)編輯投藥裝置(6)運行情況，具體信息如下當(dāng)泥面接觸到排泥液位傳感器(27)的清水終止探頭(27-2)探頭端時，排泥液位傳感器(27)將信號反饋至可編程邏輯控制器(29)，可編程邏輯控制器(29)控制投藥裝置(6)將改性坡縷石絮凝吸附劑投加入膜生物反應(yīng)器⑶內(nèi)，當(dāng)投加量為6g/L^10g/L時可編程邏輯控制器(29)控制投藥裝置(6)關(guān)閉。
全文摘要
一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器及其處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法，它涉及一種給水處理反應(yīng)器及給水處理方法。本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有的低溫低濁高色高氨氮水處理方法存在成本高，且處理能力低的問題。一種復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器由進水系統(tǒng)、膜生物反應(yīng)器水處理系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)和投藥裝置組成，方法一、首先啟動復(fù)合式自控膜生物反應(yīng)器；二、全自動運行。優(yōu)點一、實現(xiàn)全自動運行，降低處理成本，提供處理能力；二、采用改性坡縷石替代傳統(tǒng)的粉末活性炭，低廉環(huán)保，且能有效去除溶解性有機物，有效減緩膜污染。本發(fā)明主要用于處理低溫低濁高色高氨氮水源水。
文檔編號C02F101/16GK102701434SQ201210236750
公開日2012年10月3日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者于水利, 孫楠, 時文歆, 衣雪松 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)