一種新型低能耗mbr污水處理成套裝備及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]新型低能耗MBR污水處理成套裝備及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，涉及一種優(yōu)化構(gòu)型和變量曝氣方法的低能能耗MBR污水處理裝備方法及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)方法，該新型低能耗MBR污水處理成套裝備及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)具有低能耗、高效脫氮除磷功能、占地小及運行管理維護方便的特點。本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及MBR污水處理成套裝備技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)MBR (Membrane B1ractor，膜生物反應(yīng)器)是一種將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)生物處理單元相組合的污水處理工藝。該工藝采用膜分離替代傳統(tǒng)活性污泥工藝中的二沉池進行泥水分離，與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，具有如占地面積小、出水水質(zhì)優(yōu)良，抗沖擊負(fù)荷能力強，高的容積負(fù)荷等優(yōu)越性。但由于膜材料價格高導(dǎo)致工程投資大；膜材料結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致膜壽命低；MBR反應(yīng)器設(shè)計缺陷導(dǎo)致其能耗高。上述三大缺陷使常規(guī)MBR運行費用和水處理成本升高，嚴(yán)重阻礙了常規(guī)MBR的推廣應(yīng)用。不僅如此，我國城鎮(zhèn)和農(nóng)村污水處理站屬于污染點源，其分布廣，單體處理規(guī)模小，面臨水質(zhì)不穩(wěn)定或不達標(biāo)及能耗和人力、維護成本高等問題。大中型污水處理設(shè)施也存在智能化程度低、管理人員多、管理成本高等問題。新型低能耗MBR污水處理成套裝備及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)因具有如下特點:能耗低，占地小，出水水質(zhì)穩(wěn)定達標(biāo)，采用可無人值守的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，可解決上述污染點源治理問題，迅速得到推廣應(yīng)用。
[0003]為維持常規(guī)MBR的正常運行，采用了持續(xù)曝氣方法來維持膜面高的沖刷錯流速度來延緩膜污染。持續(xù)曝氣量應(yīng)為保證膜面最低的錯流速度要求曝氣量和曝氣池生化正常反應(yīng)所需要的曝氣量的最高值，而前者是后者的3倍以上，即常規(guī)MBR為傳統(tǒng)活性污泥工藝的所需曝氣量3倍以上。
[0004]常規(guī)MBR大多采用穿孔管曝氣，該曝氣方式的氧氣轉(zhuǎn)移效率低，不到17%，并且膜面沖刷的曝氣能耗的有效利用率不到30%，因此曝氣能耗巨大，但利用率不高；不僅如此，MBR池內(nèi)由于曝氣量巨大造成反應(yīng)池內(nèi)嚴(yán)格好氧，未能形成脫氮除磷必須的厭氧/缺氧及好氧水力循環(huán)條件，導(dǎo)致脫氮除磷效率非常低，接近為零。目前具有脫氮除磷功能的常規(guī)MBR工藝還是采用泵回流污泥至前置的厭氧池、缺氧池形成水力循環(huán)來提高其脫氮除磷的效果，不僅增加了占地面積，更加大了常規(guī)MBR對能耗的需求。具有脫氮除磷的常規(guī)MBR只是在傳統(tǒng)的A2/0上增加了膜分離過程，取代了二次沉淀池，雖然提高了污泥濃度減少了占地面積，但運行過程中的曝氣能耗產(chǎn)生的高運行成本與清洗藥劑消耗、高價膜材料、膜組件更換所產(chǎn)生的高投資及高的維護成本，已經(jīng)抵消了它的優(yōu)越性，嚴(yán)重阻礙了常規(guī)的MBR技術(shù)的推廣應(yīng)用。盡管已經(jīng)在萬噸級以上的工程應(yīng)用實例，但上述問題依然存在，沒有得到根本解決。
[0005]隨國家城鎮(zhèn)化、美麗中國、美麗鄉(xiāng)村、智慧城市的加速推進，分布廣泛的污染點源必須逐步得到治理。小型污水處理站將遍地開花，MBR成套裝備技術(shù)因占地小、出水水質(zhì)穩(wěn)定優(yōu)良，可在其中大顯身手。根據(jù)國家戰(zhàn)略部署和資金安排，小型污水處理站的投資建設(shè)問題比較容易解決，但后期維護管理是更為根本性和突出性問題。
[0006]針對常規(guī)MBR能耗高、脫氮除磷工藝復(fù)雜、小型污水處理裝備后期維護管理困難等問題，發(fā)明了本新型低能耗MBR污水處理成套裝備及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，該裝備在常規(guī)MBR工藝的基礎(chǔ)上，為降低能耗、提高脫氮除磷能力、易于后期維護管理方面，進行了四大創(chuàng)新(I)先進的成套裝備工藝創(chuàng)新。該工藝在多年來治理點源污水的MBR小型工程經(jīng)驗總結(jié)基礎(chǔ)上進行了創(chuàng)新，將傳統(tǒng)的脫氮除磷的厭氧池、缺氧池、好氧池，合并為一體化A2./O-MBR池，三池合一池，并取消污泥回流，其工藝流程簡單實用，適應(yīng)性強。(2)MBR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。采用導(dǎo)流板將MBR池分隔成好氧區(qū)、缺氧/厭氧區(qū)，在好氧區(qū)和缺氧/厭氧區(qū)之間設(shè)有交換流量大小可控制的通道，構(gòu)成一體化A2./O-MBR池構(gòu)型。在曝氣作用下，污泥在好氧區(qū)、缺氧/厭氧不斷循環(huán)交流，循環(huán)經(jīng)歷好氧、缺氧/厭氧環(huán)境，形成脫氮除磷的水力條件，獲得高效的脫氮除磷能力。不僅如此，實驗發(fā)現(xiàn)，該反應(yīng)池在曝氣量降低50%時，膜組件區(qū)上升流速基本不變，即可在低曝氣量下運行，因此該結(jié)構(gòu)可使其曝氣量降低50% ; (3)采用創(chuàng)新的簡易變量曝氣方法。采用變量曝氣替代持續(xù)曝氣，總體曝氣量可降低50%以上。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)創(chuàng)新技術(shù)和創(chuàng)新的變量曝氣技術(shù)疊加，曝氣量可降低至原來的25-30%，與傳統(tǒng)的活性污泥法相當(dāng)。因此該新型低能耗MBR污水處理成套裝備具有高效脫氮除磷功能、占地小及低能耗的特點。(4)創(chuàng)新的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)可將幾十、甚至上百個MBR污水處理成套裝備集中管理。每個MBR污水處理成套裝備的數(shù)據(jù)及現(xiàn)場畫面通過Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)直接上傳至遠(yuǎn)程控制管理中心，中心對數(shù)據(jù)進行分析與處理，及時發(fā)出參數(shù)指令，調(diào)整運行狀態(tài)，并根據(jù)需要調(diào)度專業(yè)人員至現(xiàn)場維護，使系統(tǒng)內(nèi)每個MBR污水處理成套裝備運行和維護專業(yè)化，監(jiān)控實時化，大大降低了維護人員數(shù)量和維護成本，解決了分散的眾多污水處理廠(站)運行管理問題。本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一體化膜生物反應(yīng)器。為解決分散的導(dǎo)致水體嚴(yán)重富營養(yǎng)化的點源問題及現(xiàn)有污水處理廠提標(biāo)升級改造提供關(guān)鍵技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種新型低能耗MBR污水成套裝備及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，包括簡化工藝流程，優(yōu)化的MBR反應(yīng)器構(gòu)型，采用簡易變量曝氣技術(shù)和配備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等創(chuàng)新技術(shù)集成為一體的成套裝備。曝氣量可降低至常規(guī)MBR的25-30%，與傳統(tǒng)活性污泥法的能耗相當(dāng)，同時具有高效脫氮除磷能力、占地小、無人值守的特點。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的新型低能耗MBR污水成套裝備及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要由新型低能耗MBR污水成套裝備和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)兩部分組成，其中:
[0009]新型低能耗MBR污水成套裝備的工藝流程為:細(xì)格棚穩(wěn)定池調(diào)節(jié)池提升泵一一全自動清洗過濾器一一一體化A2/0-MBR反應(yīng)池一一抽吸泵一一紫外消毒器一一中水池；
[0010]污水在穩(wěn)定池、調(diào)節(jié)池、一體化A2/0-MBR反應(yīng)池可用玻璃剛或防腐碳鋼或鋼砼制成，停留時間分別為2-3h、4-6h、6-10h ;池體；穩(wěn)定池內(nèi)設(shè)有彈性填料；調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)高、低兩個液位，一體化A2/0-MBR池內(nèi)設(shè)高、中、低三個液位。
[0011]一體化A2/0-MBR反應(yīng)池的構(gòu)型為兩塊導(dǎo)流板將MBR反應(yīng)池分隔為兩部分，中部為導(dǎo)流板之間所夾呈上小下大的倒漏斗狀為上升區(qū)，兩側(cè)導(dǎo)流板與池壁所夾區(qū)域為下降區(qū)；膜組件安裝于上升區(qū)上部豎直區(qū)域內(nèi)構(gòu)成膜組件區(qū)，上升區(qū)下部斜面與池底圍成的區(qū)域構(gòu)成曝氣區(qū)，曝氣裝置安裝于高于池底1cm處；膜組件區(qū)與池體的寬度比為1:3-6，高度比為I:2-2.5 ;膜組件頂以上5-lOcm處的導(dǎo)流板上的若干個交換流量控制閥、導(dǎo)流板底部與池壁的20-50cm間隙分別為曝氣時上升區(qū)與下降區(qū)之間污泥交換的上、下通道；
[0012]每個膜組件正下方有一套曝氣裝置，相間的兩套曝氣裝置相互連通，從而形成的兩個曝氣裝置供氣總管Q1、Q2分別與L型電動三通閥的兩個出口 B、C相連；鼓風(fēng)機出口總管與L型電動三通閥進口 A相連，構(gòu)成了簡易變量曝氣系統(tǒng)；
[0013]每套MBR水處理成套裝備均采用PLC控制其自動運行，PLC通過其RS485接口與觸摸屏進行數(shù)據(jù)交換，觸摸屏上可顯示和修改其數(shù)據(jù)；每套MBR水處理成套裝備配備I臺可拍攝現(xiàn)場視頻畫面的紅外攝像頭和I個工業(yè)級從站通訊模塊；
[0014]遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)構(gòu)架為由I個主站通過Internet網(wǎng)絡(luò)與若干個從站連接而成；主站由I臺計算機、I個現(xiàn)場視頻畫面顯示器、I個工業(yè)級主站通訊模塊、I個帶硬盤的攝像視頻錄像機組成，其中的計算機主機、攝像視頻錄像機通過工業(yè)級主站通訊模塊與Internet網(wǎng)絡(luò)相連；每套MBR污水處理裝備為I個從站，其中的PLC擴展通訊模塊和紅外攝像頭通過工業(yè)級從站通訊模塊與Internet網(wǎng)絡(luò)相連；每個從站有唯一的網(wǎng)絡(luò)地址，主站計算機通過Internet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及從站的網(wǎng)絡(luò)地址對從站的數(shù)據(jù)進行顯示、存儲、交換、修改和切換，從而實現(xiàn)對從站的遠(yuǎn)程控制；主站的現(xiàn)場視頻畫面顯示器可顯示和切換從站的現(xiàn)場視頻畫面，并將數(shù)據(jù)儲存在攝像視頻錄像機的硬盤內(nèi)。
[0015]所述的數(shù)據(jù)包括設(shè)備運行狀態(tài)和參數(shù)、現(xiàn)場視頻畫面；
[0016]所述細(xì)格柵和全自動清洗過濾器的過濾孔徑為l_2mm ;
[0017]所述全自動清洗過濾器為污水中的雜質(zhì)沉積在過濾器內(nèi)不銹鋼濾網(wǎng)上，進出水口就會產(chǎn)生壓差，當(dāng)壓差達到設(shè)定值時，通過壓力開關(guān)信號，啟動電動機帶動刷子旋轉(zhuǎn)，對濾網(wǎng)進行清洗，同時打開排污閥排污，排污完畢后關(guān)閉排污閥，循環(huán)往復(fù)完成上述過程