本发明专利技术公开了一种用于污水处理及再生利用的工艺方法及其设备。本发明专利技术的污水处理系统主要由生化处理模块、沉淀模块和膜过滤三大模块组成，采用生化处理、高效沉淀和膜过滤相结合的方式，经生化处理后的污水先进入高效沉淀池进行沉淀除去大部分污泥，然后再进行膜过滤。该方法采用模块化组合，投资省、运行稳定可靠、运行成本低、占地少。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废水处理及资源化领域，具体涉及污水处理及再生利用的工艺方法和设备。
技术介绍
城镇生活污水处理的工艺方法研究和应用已有100多年的历史，主要工艺有生物化学方法和物理化学方法。在相关行业技术进步的推动下，污水处理行业产生了大量有商业价值的最新技术成果，但目前这些技术成果的工程应用不理想。另一方面，由于污水排放标准的提高和节能降耗的要求，需要技术集成和技术综合，采用近期产生的新技术、新工艺、新材料和新设备，利用系统工程的设计方法，将各个子系统(单元技术模块)优化组合，使系统整体技术经济指标最优化，实现既满足现行污水排放标准和再生利用的技术指标要求，又使工程投资、运行成本和占地最少的目标。目前污水处理中应用和研发的热点是膜生物反应器，膜生物反应器的特点之一是省去了沉淀池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷。然而由于过滤时污水中污泥含量较高，会导致滤膜的通水量较低，易造成膜堵塞，需要进行大孔连续吹扫和频繁地反洗，因而膜的使用寿命较短。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，在传统膜生物反应器技术基础上进行提升、完善和优化，提供了一种用于污水处理及再生利用的工艺方法及其设备，该方法采用模块化组合，投资省、运行稳定可靠、运行成本低、占地少。本专利技术的污水处理系统主要由生化处理模块、沉淀模块和膜过滤三大模块组成，由自动化和智能化的可编程控制器(PLC)和上位机(DCS)控制全系统实现稳定可靠的运行。本专利技术是通过以下技术方案来实现的: 一种污水处理及再生利用设备，包括生化反应池、高效沉淀池和膜过滤单元。作为优选方式，所述生化反应池为3A0生化反应池，由第一缺氧池Al、厌氧池A2、第二缺氧池A3和好氧池O组成，所述第一缺氧池Al、厌氧池A2和第二缺氧池A3依次首尾相接，好氧池O采用氧化沟形式，其首尾均与第二缺氧池A3相接，使得好氧池O中的部分混合液能够回流到第二缺氧池(A3)，所述第一缺氧池(Al)上还设置有入水口，经预处理系统来的新污水与回流污泥混合后由该入水口进入第一缺氧池Al，所述好氧池(O)上还设置有出水口，经生化处理的污水由此出水口排出。所述3A0生化反应池还可以采用多点进水方式，即在第二缺氧池(A3)上还设置有另一个入水口，使得部分污水能够直接从该入水口进入第二缺氧池(A3)，通过直接注入污水为第二缺氧池A3提供更多的碳源(BOD5)促进反硝化脱氮的进行，多点进水可控制和适应厌氧区、缺氧区对碳源的利用，采用多点进水，以使各区段能更好地达到预期处理效果。使用时可以通过精准设计污水在四个池的停留时间；利用混合液回流、污泥回流、搅拌混合、准确控制好氧池的溶氧量(D0)，并使四个池子满足生化处理要求的溶氧量(DO);根据污水处理规模和污染物的浓度，确定污泥浓度；根据NH3-N的进水浓度确定混合液回流比。作为优选方式，所述高效沉淀池采用微涡流絮凝和斜管沉淀结构，或采用小网格反应器和斜管沉淀结构，表面负荷> 3.0m3/(m2.h)，通过所述高效沉淀池能够大幅度提高沉淀池出水水质，为膜过滤单元创造良好工作条件。作为优选方式，还可以在所述高效沉淀池中设置缓冲区；在池底排泥井安装排泥泵，及时排出污泥；在沉淀池中上部安装斜管(或斜板)，实现快速泥水分离。作为优选方式，所述膜过滤单元包含微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)中的至少一种，可根据出水标准的要求灵活选择不同的过滤精度；使用的膜组件形式可以多样化，既可以用浸没式膜组件，也可采用柱式膜组件。选用微滤(MF)/超滤(UF)时，可采用热致相分离法(TIPS)生产的聚偏氟乙烯(PVDF)材质的中空纤维膜或板式膜，可实现水通量> 35L/(m2.h)，膜的使用寿命> 10年。作为优选还可以在膜过滤单元前设置保安过滤器，使高效沉淀池的出水，通过保安过滤器初滤后再与滤膜接触。本专利技术的另一目的在于提供一种3A0生化反应池，所述3A0生化反应池由第一缺氧池Al、厌氧池A2、第二缺氧池A3和好氧池O组成，所述第一缺氧池Al、厌氧池A2和第二缺氧池A3依次首尾相接，好氧池O采用氧化沟形式，其首尾与第二缺氧池A3相接，使混合液回流的能耗最低，所述第一缺氧池(Al)上还设置有入水口，所述好氧池(O)上还设置有出水口。本专利技术中的生化反应池是一种强化脱氮和除磷的生化处理系统，它由四个不同功能但相互协同的池子组成。因为A1、A2、A3为缺氧或厌氧池，O为好氧池，所以本专利技术以3A0命名该生化处理模块。 其中Al池的主要功能是缺氧反硝化，由回流污泥和经预处理系统来的新污水混合，利用新污水的碳源(BOD5)和回流活性污泥中硝酸盐氮，实现反硝化脱氮。在该池中，既减少了硝态氮，又减少了溶解氧，可为A2创造厌氧条件，提高系统的除磷能力。该池反硝化速率远远高于依靠内源呼吸作用进行的反硝化，因此需要的反硝化停留时间短、池容积小。A2池的主要功能是与O池配合除磷。生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为聚β羟丁酸(PHB)储存起来。当这些聚磷菌进入好氧池O时就降解体内储存的ΡΗΒ，产生能量，用于细胞的合成和吸磷，吸收污水中的磷形成高浓度的含磷污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。A3池的主要功能是反硝化脱氮。反硝化菌在溶解氧浓度极低或缺氧情况下可以利用硝酸盐中氮作为电子受体，氧化有机物，将硝酸盐中的氮还原成氮气(N2),从而完成污水的脱氮过程，通常称之为反硝化过程。O池的主要功能是氧化有机质和硝化氨氮。活性污泥中的微生物在有氧的条件下，将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。在有机物被氧化的同时，污水中的有机氮也被氧化成氨氮，在溶解氧充足、泥龄较长的情况下，进一步被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，通常称之为硝化过程。作为优选方式，四个池子的过水连接采取污水路径最大化方式，并使活性污泥搅拌均匀。作为优选方式，还可以在第二缺氧池A3上另外设置污水入口，以实现多点进水。本专利技术还提供了一种污水处理及再生利用工艺方法，采用生化处理、高效沉淀和膜过滤相结合的方式，经生化处理后的污水先进入高效沉淀池进行沉淀出去大部分污泥，然后再进行膜过滤。包括以下具体步骤: (1)经预处理系统来的新污水与回流污泥和/或浓缩液混合后进入第一缺氧池Al，进行缺氧反硝化脱氮反应； (2)污水由第一缺氧池(Al)进入厌氧池(A2)，在厌氧环境下污水中的聚磷菌放磷，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为聚β羟丁酸储存起来； (3)污水由厌氧池(Α2)进入第二缺氧池(A3)，在该池进行反硝化脱氮； (4)污水进入好氧池(O)进行硝化反应，实现有机质的氧化和氨氮的硝化，聚磷菌在该池大量吸磷，在好氧池(O)末端，一部分(一般生活污水回流比为50%-200%)混合液回流到第二缺氧池(A3)，另一部分流入高效沉淀池； (5)污水进入高效沉淀池，沉淀的污泥由池底排出，部分污泥(处理一般生活污水时污泥回流比为20%-100%)回流进入步骤(1)，上清液进入膜过滤单元进行过滤，所得滤出液成为再生水，所得浓缩液回流进入步骤本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种污水处理及再生利用设备，其特征在于，包括生化反应池、高效沉淀池和膜过滤单元。
【技术特征摘要】
1.一种污水处理及再生利用设备，其特征在于，包括生化反应池、高效沉淀池和膜过滤单元。2.根据权利要求1所述的污水处理及再生利用设备，其特征在于，所述高效沉淀池采用微涡流絮凝和斜管沉淀结构，或采用小网格反应器和斜管沉淀结构。3.根据权利要求1或2所述的污水处理及再生利用设备，其特征在于，所述膜过滤单元包含微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)中的至少一种。4.根据权利要求3所述的污水处理及再生利用设备，其特征在于，所述膜过滤单元为微滤(MF) /超滤(UF)，过滤膜采用热致相分离法(TIPS)生产的聚偏氟乙烯(PVDF)材质的中空纤维膜或板式膜。5.根据权利要求1或2所述的污水处理及再生利用设备，其特征在于，所述生化反应池为3A0生化反应池，由第一缺氧池(Al)、厌氧池(A2)、第二缺氧池(A3)和好氧池(O)组成，所述第一缺氧池(Al)、厌氧池(A2)和第二缺氧池(A3)依次首尾相接，好氧池(O)采用氧化沟形式，其首尾都与第二缺氧池(A3)相接，所述第一缺氧池(Al)上还设置有入水口，所述好氧池(O)上还设置有出水口。6.根据权利要求5所述的污水处理及再生利用设备，其特征在于，所述3A0生化反应池采用多点进水方式，即在第二缺氧池(A3)上还设置有另一个入水口，使得部分污水能够直接从该入水口进入第二缺氧池(A3)。7.—种3A0生化反应池，其特征在于，所述3A0生化反应池由第一缺氧池(Al)、厌氧池(A2)、第二缺氧池(A3)和好氧池(O)组成，所述第一缺氧池(Al)、厌氧池(A2...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋宝增，李洪，徐庆元，罗明仁，黄卫东，
申请(专利权)人：四川省水处理及资源化工程技术研究中心，
类型：发明
国别省市：
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