公布日：2024.05.28
申請(qǐng)日：2024.04.26
分類(lèi)號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;B01D65/08(2006.01)I;C02F3/12(2023.01)N;C02F3/00(2023.01)N;C02F1/40(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N
摘要
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理方法及系統(tǒng)；本發(fā)明在對(duì)污水進(jìn)行常規(guī)靜置沉淀、隔油、混凝沉淀后獲得處理后的污水上清液，然后對(duì)污水上清液進(jìn)行第一過(guò)濾方式處理，并監(jiān)控膜組件的跨膜壓差，然后采用第二過(guò)濾方式過(guò)濾，其中，第二過(guò)濾方式為注水流量動(dòng)態(tài)改變，并通過(guò)錯(cuò)流流速模型計(jì)算平均錯(cuò)流流速，然后根據(jù)平均錯(cuò)流流速得到初始注水流量值，其中，初始流量值的倍數(shù)關(guān)系的注水流量值進(jìn)行污水處理，從而使得平均錯(cuò)流流速相較于固定模式有了漸進(jìn)式的提高，并且，通過(guò)動(dòng)態(tài)改變注水流量值，使得過(guò)濾膜表面的剪切力不斷變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了緩解膜污染的效果。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：S1：將所述污水輸入至靜置沉淀裝置，進(jìn)行靜置沉淀處理，得到第一污水上清液；S2：將所述第一污水上清液輸入至斜板隔油裝置，用于獲得第二污水上清液；S3：將所述第二污水上清液輸入至混凝沉淀裝置，用于獲得第三污水上清液；S4：將所述第三污水上清液輸入至膜生物反應(yīng)器，用于完成污水處理；所述S4具體為：S4.1：采用第一過(guò)濾方式對(duì)所述第三污水上清液進(jìn)行處理，直至所述膜生物反應(yīng)器的膜組件的跨膜壓差達(dá)到第一預(yù)設(shè)值，進(jìn)入S4.2；S4.2：采用第二過(guò)濾方式對(duì)污水進(jìn)行處理，直至所述膜組件的跨膜壓差達(dá)到第二預(yù)設(shè)值,進(jìn)入S4.1，循環(huán)所述S4.1和S4.2，直至完成污水處理；所述S4.2具體為：S4.21：對(duì)所述膜生物反應(yīng)器進(jìn)行注水試驗(yàn)，改變所述膜生物反應(yīng)器的注水流量，然后測(cè)量得到不同注水流量下的平均錯(cuò)流流速;S4.22：獲取所述S4.21計(jì)算的平均錯(cuò)流流速下的注水流量值作為初始注水流量值F0；S4.23：分別以F0、1.1F0、1.2F0、1.3F0、1.4F0作為注水流量值進(jìn)行污水處理；S4.24：重復(fù)所述S4.23，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述膜組件的跨膜壓差，直至所述跨膜壓差下降至第二預(yù)設(shè)值；則進(jìn)入S4.1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理方法，其特征在于，所述S1中，靜置沉淀時(shí)間為5h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理方法，其特征在于，所述S2中，所述斜板隔油裝置由預(yù)設(shè)數(shù)量的波形隔板構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理方法，其特征在于，所述斜板隔油裝置的隔油效率E為：
式中，V0為油類(lèi)污染物的運(yùn)動(dòng)速度，Q為所述斜板隔油裝置的污水處理量，A為所述斜板隔油裝置的表面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理方法，其特征在于，所述S3具體為：向所述混凝沉淀裝置中加入絮凝劑，并充分?jǐn)嚢�，使所述第二污水上清液中的懸浮物聚集成絮體，進(jìn)而通過(guò)沉淀的方式從污水中分離，從而獲得第三污水上清液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理方法，其特征在于，所述S4.1中，所述第一過(guò)濾方式為恒定曝氣量運(yùn)行方式，該運(yùn)行方式具體為：設(shè)定所述恒定曝氣量為200m3/h，進(jìn)而計(jì)算平均錯(cuò)流流速；然后監(jiān)測(cè)所述膜生物反應(yīng)器的膜組件的跨膜壓差。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理方法，其特征在于，計(jì)算平均錯(cuò)流流速的過(guò)程為：基于曝氣量與錯(cuò)流流速關(guān)系式計(jì)算平均錯(cuò)流流速；所述關(guān)系式為：
式中，y為平均錯(cuò)流流速，x為曝氣量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)值為35kPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理方法，其特征在于，所述S4.2中，所述第二過(guò)濾方式為對(duì)所述膜生物反應(yīng)器采用注水流量動(dòng)態(tài)改變的方式實(shí)現(xiàn)污水處理。
10.一種基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理方法，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：靜置沉淀裝置，用于對(duì)所述污水進(jìn)行靜置沉淀處理，得到第一污水上清液；斜板隔油裝置，用于對(duì)所述第一污水上清液進(jìn)行隔油處理，獲得第二污水上清液；混凝沉淀裝置，用于對(duì)所述第二污水上清液進(jìn)行混凝沉淀處理，獲得第三污水上清液；膜生物反應(yīng)器，用于對(duì)所述第三污水上清液通過(guò)膜生物過(guò)濾，完成污水處理。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理方法及系統(tǒng)，在不改變MBR尺寸的前提下，有效緩解膜污染進(jìn)而提高污水處理效率。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理方法及系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：S1：將所述污水輸入至靜置沉淀裝置，進(jìn)行靜置沉淀處理，得到第一污水上清液；S2：將所述第一污水上清液輸入至斜板隔油裝置，用于獲得第二污水上清液；S3：將所述第二污水上清液輸入至混凝沉淀裝置，用于獲得第三污水上清液；S4：將所述第三污水上清液輸入至膜生物反應(yīng)器，用于完成污水處理；所述S4具體為：S4.1：采用第一過(guò)濾方式對(duì)所述第三污水上清液進(jìn)行處理，直至所述膜生物反應(yīng)器的膜組件的跨膜壓差（TMP）達(dá)到第一預(yù)設(shè)值，進(jìn)入S4.2；S4.2：采用第二過(guò)濾方式對(duì)所述污水進(jìn)行處理，直至所述膜組件的跨膜壓差（TMP）達(dá)到第二預(yù)設(shè)值,進(jìn)入S4.1，循環(huán)所述S4.1和S4.2，直至完成污水處理；所述S4.2具體為：S4.21：對(duì)所述膜生物反應(yīng)器進(jìn)行注水試驗(yàn)，改變所述膜生物反應(yīng)器的注水流量，然后測(cè)量得到不同注水流量下的平均錯(cuò)流流速;S4.22：獲取所述S4.21計(jì)算的平均錯(cuò)流流速下的注水流量值作為初始注水流量值F0；S4.23：分別以F0、1.1F0、1.2F0、1.3F0、1.4F0作為注水流量值進(jìn)行污水處理；S4.24：重復(fù)所述S4.23，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述膜組件的跨膜壓差（TMP），直至所述跨膜壓差（TMP）下降至第二預(yù)設(shè)值；則進(jìn)入S4.1。
優(yōu)選地，所述S1中，靜置沉淀時(shí)間為5h。
優(yōu)選地，所述S2中，所述斜板隔油裝置有預(yù)設(shè)數(shù)量的波形隔板構(gòu)成。
優(yōu)選地，所述斜板隔油裝置的隔油效率E為：
式中，V0為油類(lèi)污染物的運(yùn)動(dòng)速度，Q為所述斜板隔油裝置的污水處理量，A為所述斜板隔油裝置的表面積。
優(yōu)選地，所述S3具體為：向所述混凝沉淀裝置中加入絮凝劑，并充分?jǐn)嚢�，使所述第二污水上清液中的懸浮物聚集成絮體，進(jìn)而通過(guò)沉淀的方式從污水中分離，從而獲得第三污水上清液。
優(yōu)選地，所述S4.1中，所述第一過(guò)濾方式為恒定曝氣量運(yùn)行方式，該運(yùn)行方式具體為：設(shè)定所述恒定曝氣量為200m3/h，進(jìn)而計(jì)算平均錯(cuò)流流速；然后監(jiān)測(cè)所述膜生物反應(yīng)器的膜組件的跨膜壓差（TMP）；優(yōu)選地，計(jì)算平均錯(cuò)流流速的過(guò)程為：基于錯(cuò)流流速模型中的曝氣量與錯(cuò)流流速關(guān)系式計(jì)算平均錯(cuò)流流速；所述關(guān)系式為：
式中，y為平均錯(cuò)流流速，x為曝氣量；優(yōu)選地，所述第一預(yù)設(shè)值為35kPa，優(yōu)選地，所述S4.2中，所述第二過(guò)濾方式為對(duì)所述膜生物反應(yīng)器采用注水流量動(dòng)態(tài)改變的方式實(shí)現(xiàn)污水處理。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用上述的基于錯(cuò)流流速模型和膜組件的污水處理方法，所述系統(tǒng)包括：靜置沉淀裝置，用于對(duì)所述污水進(jìn)行靜置沉淀處理，得到第一污水上清液；斜板隔油裝置：用于對(duì)所述第一污水上清液進(jìn)行隔油處理，獲得第二污水上清液；混凝沉淀裝置，用于對(duì)所述第二污水上清液進(jìn)行混凝沉淀處理，獲得第三污水上清液；膜生物反應(yīng)器，用于對(duì)所述第三污水上清液通過(guò)膜生物過(guò)濾，完成污水處理。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為：本發(fā)明通過(guò)對(duì)污水處理過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，從而緩解膜污染，提高污水處理效率，具體為采用第一過(guò)濾方式對(duì)污水上清液進(jìn)行處理，其中，第一過(guò)濾方式為恒定曝氣量運(yùn)行方式，直至跨膜壓差大于設(shè)定值時(shí)，采用第二過(guò)濾方式對(duì)所述污水進(jìn)行處理，其中，第二過(guò)濾方式為注水流量動(dòng)態(tài)改變，并通過(guò)錯(cuò)流流速模型計(jì)算平均錯(cuò)流流速，然后根據(jù)平均錯(cuò)流流速得到初始注水流量值，其中，采用初始流量值的倍數(shù)關(guān)系的注水流量值進(jìn)行污水處理，從而使得平均錯(cuò)流流速相較于固定模式有了漸進(jìn)式的提高，并且，通過(guò)動(dòng)態(tài)改變注水流量值，使得過(guò)濾膜表面的剪切力不斷變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了緩解膜污染的效果。
本發(fā)明通過(guò)跨膜壓差作為污水處理不同步驟的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，一方面可以使得污水處理的各個(gè)階段劃分的更具科學(xué)性，從而實(shí)現(xiàn)減少污水處理成本的目的，另一方面，采用污水處理系統(tǒng)自帶設(shè)備實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，避免了額外增加監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)船舶空間的占用。
本發(fā)明不改變MBR的原有尺寸，不會(huì)導(dǎo)致船舶整體空間布局改變。
本發(fā)明首先采用固定模型進(jìn)行污水處理，然后采用動(dòng)態(tài)模式進(jìn)行污水處理，其中，動(dòng)態(tài)模式可緩解膜組件的污染程度，進(jìn)而使得跨膜壓差朝著較小的趨勢(shì)改變，固定模式運(yùn)行能耗較低，因此，本發(fā)明的方案可減少污染處理能耗。
（發(fā)明人：李廣濤;吳世紅;許剛;李皚菁;王志明;姚海波;葛麗燕;馮志強(qiáng);李美玲;羅小鳳）
