一种污水一体化处理设备的制作方法

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种污水一体化处理设备。

背景技术：

近年来，随着我国村镇水环境问题越来越被重视，我国村镇污水处理中污水处理设施已大规模应用和普及。

膜生物反应器(membrenebio-reactor，简称mbr)是一种由活性污泥法与膜分离技术相结合的新型污水处理技术，具有占地面积小，污泥负荷高，排泥量少，处理效率高等特点，目前在污水处理领域中被广泛应用。

但是在实际应用中，目前使用的膜生物反应器存在严重的膜污染和膜组件难维护的问题；同时膜生物反应器进出水都由水泵控制，控制系统需严格根据液位计信号频繁启停提升泵来控制膜生物反应器液位，控制系统对液位计的依赖程度高，一旦液位计发生异常，则直接导致设备停机或损坏导致环境污染；而解决上述问题一般采取增设溢流管口又容易导致膜生物反应器中的活性污泥流失导致设备处理能力下降，种种因素限制了膜生物反应器在村镇污水处理工程中的推广。

技术实现要素：

本发明提出的一种污水一体化处理设备，可解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种污水一体化处理设备，包括箱体，还包括回流装置、多功能水槽装置、膜过滤装置、产水装置、药洗装置、控制装置、曝气装置；

其中，箱体包括设备间、厌氧反应区、缺氧反应区和好氧反应区；

配水装置，设置于箱体的厌氧反应区上部，用于调整设备进水流量，保持设备内部液位稳定；

回流装置，设置于箱体上部，用于设备内部混合液回流；即回流装置将好氧反应区混合液输送至缺氧反应区，同时缺氧反应区混合液被输送至厌氧反应区；

多功能水槽装置，设置于箱体好氧反应区和设备间上部，用于设备出水、中水回用、药剂混合和膜过滤装置重力式药洗；

膜过滤装置，设置于所述箱体好氧反应区内，对好氧反应区中的混合液进行泥水分离，污泥被拦截在膜过滤装置外，水体进入膜过滤装置内；

产水装置，产水装置设置于箱体的设备间中，用于将膜过滤装置内的水体抽出排至一体化设备外部；

药洗装置，设置于设备间内，对膜过滤装置进行化学清洗，恢复膜过滤装置过水通量；

控制装置，设置于所述箱体设备间内，负责所有电机设备运转控制和仪表的信号采集及数据传输；

曝气装置，设置于箱体底部，用于设备内部气搅拌与曝气。

进一步的，所述箱体包括厌氧反应区、缺氧反应区、好氧反应区、设备间及隔板；

其中，厌氧反应区、缺氧反应区、好氧反应区依次相连且各反应区底部、顶部与前后侧板均齐平，各反应区之间设置隔板，其中各隔板与前后侧板相连，具体的，厌氧反应区与缺氧反应区之间设置隔板，且隔板下端与反应区底部相连，隔板上端与回流装置底部设置有过流间隙，污水从隔板上端过流间隙流过；

缺氧反应区与好氧反应区之间也设置隔板,且隔板上端与回流装置底部相连，隔板下端与反应区底部设置有过流间隙，污水从隔板下端过流间隙流过；

好氧反应区与设备间之间也设置有隔板，隔板上端与多功能水槽装置底部相连，隔板下端与反应区底部相连，污水无法通过隔板流入设备间。

进一步的，所述配水装置包括配水装置本体，所配水装置本体包括进水槽以及与进水槽连通的进水管，进水槽一侧连接有出水槽，进水槽一侧连通有配水槽，配水槽与进水槽之间的隔板上设有流量标尺，配水槽与出水槽连通，出水槽下端连接有出水槽出水口，进水槽远离出水槽的一侧设有溢流槽，溢流槽一侧连接有溢流管，溢流槽与配水槽连通，出水槽外侧设有与出水槽、溢流槽隔绝的缺氧混合液回流槽、好氧混合液回流槽，溢流槽、配水槽、进水槽、出水槽、缺氧混合液回流槽、好氧混合液回流槽上端均活动连接有格栅盖板，缺氧混合液回流槽连通有气提缺氧混合液回流管，气提缺氧混合液回流管上连接有第一送气管，好氧混合液回流槽连通有气提好氧混合液回流管，气提好氧混合液回流管上连通有第二送气管。

进一步的，所述膜过滤装置包括膜池以及设置于膜池一侧的设备间，膜池与设备间之间设有隔板，膜池内设有膜组件，膜池上连接有进水管，膜组件上连接有集水管，集水管与水槽连通，集水管上设置有压力传感器，集水管后侧设有产水泵，产水泵的出水口通过产水管与水槽连通，水槽上连接有出水管。

进一步的，所述产水装置包括产水泵，产水泵进水管，压力检测传感器和产水泵出水管；

其中，产水泵的进水口与产水泵进水管相连，产水管上设置有压力检测传感器，产水泵的出水口与产水泵出水管相连，产水泵与压力检测传感器与所述控制装置相连。

进一步的，所述药洗装置包括设置于设备间内的储药桶，储药桶通过药洗泵连接有水槽，水槽为pe内衬碳钢防腐水池，药洗泵为氟塑料离心泵储药桶与水槽之间设有送药管，药洗泵位于送药管上，水槽位于膜组件上方，水槽通过管道与膜组件连通，水槽与储药桶之间设有放水管，水槽与膜组件之间通过药洗管连通，药洗管上设有药洗阀。

设备间内设有控制装置，压力传感器与所述控制装置连接，药洗泵与控制装置连接。

进一步的，所述控制装置包括控制柜，物联网模块和监控模块；

控制柜负责所属单体设备及相关仪表的的控制、信号采集及数据传输；

物联网模块分别与控制柜和监控模块通过tcp/rtu通讯协议连接，用于上位指令的下发和下位数据、信号、图像的上传，并通过4g/5g信号与远端的控制平台或移动终端，进行数据交换；监控模块负责现场图像的收集、存储。

进一步的，所述曝气装置包括曝气风机，曝气管，好氧池曝气器，缺氧池气搅拌装置和厌氧池气搅拌装置；

曝气风机位于设备间下部，与曝气管相连，曝气管从设备间延伸后依次与位于好氧池底部的好氧池曝气器和膜过滤装置、位于缺氧池底部的缺氧池气搅拌装置、位于厌氧池底部的厌氧池气搅拌装置相连接。

进一步的，所述曝气风机采用回转式风机或漩涡风机，好氧池曝气器采用盘式微孔曝气器。

进一步的，所述回流装置包含混合液回流槽，混合液气提管，混合液出水管，缺氧液回流槽，缺氧液气提管和缺氧液出水管。

由上述技术方案可知，本发明污水一体化处理设备针对现有实际工程应用的膜生物反应器污水一体化处理设备膜组件药洗困难的问题，如中空纤维膜组件不仅需要定期在线药洗，还需定期将膜组件吊出放置于药洗池离线浸泡药洗)，设备在较少的人工维护的条件下实现了低频次的在线药洗且无需离线药洗，本发明具体采用了多功能水槽装置、膜过滤装置、产水装置、药洗装置、控制装置协同自动化在线药洗：首先，控制系统根据压力传感器的信号计算跨膜压差，并根据跨膜压差值判断是否药洗，如需药洗则通过物联网模块发出分级警报，提醒设备运维人员提前将膜组件药洗用药剂放置于药洗装置的储药箱中，并在线确认。控制装置判断有储存药液后将开始执行膜组件在线药洗，通过药洗泵将储药箱的药液泵送至多功能水槽装置的水槽中，经一段时间混合后通过出药管由出药阀控制药液重力输送至膜组件内部进行在线药洗。

本发明通过设置配水装置，使设备内液位保持稳定，使设备能够长期稳定运行；通过设置多功能水槽装置，实现了设备内膜过滤装置的原位自动药洗，降低了膜过滤装置的维护难度。

附图说明

图1是本发明提供的污水一体化处理设备的主要组成示意图；

图2是本发明提供的污水一体化处理设备的详细组成示意图；

图3、图4是本发明的配水装置结构示意图；

图5是本发明的药洗装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图2，所示为本发明实施例中的污水一体化处理设备，包括箱体10、配水装置20、回流装置30、多功能水槽装置40、膜过滤装置50、产水装置60、药洗装置70、控制装置80、曝气装置90，其中：

箱体10包括厌氧反应区10a、缺氧反应区10b、好氧反应区10c、设备间10d、隔板10e、隔板10f和隔板10g组成；

其中，厌氧反应区10a、缺氧反应区10b、好氧反应区10c依次相连且各反应区底部、顶部与前后侧板均齐平，各反应区之间设置隔板，其中各隔板与前后侧板相连，具体的，厌氧反应区10a与缺氧反应区10b之间设置隔板10e，且隔板10e下端与反应区底部相连，隔板10e上端与回流装置30底部设置有过流间隙，污水从隔板10e上端过流间隙流过；缺氧反应区10b与好氧反应区10c之间设置隔板10f,且隔板10f上端与回流装置30底部相连，隔板10f下端与反应区底部设置有过流间隙，污水从隔板10f下端过流间隙流过；好氧反应区10c与设备间10d之间设置有隔板10g，隔板10g上端与多功能水槽装置40底部相连，隔板10g下端与反应区底部相连，污水无法通过隔板10g流入设备间10d。

如图2所示，配水装置20设置在箱体10的厌氧反应区10a上部，包括进水管20a、进水槽20b、出水槽20c、出水管20d、溢流槽20e和溢流管20f组成；

具体的说，如图3和图4所示，配水装置20包括配水装置本体，所配水装置本体包括进水槽205以及与进水槽205连通的进水管206，进水槽205一侧连接有出水槽207，进水槽205一侧连通有配水槽203，配水槽203与进水槽205之间的隔板上设有流量标尺204，配水槽203与出水槽207连通，出水槽207下端连接有出水槽出水口2013，进水槽205远离出水槽207的一侧设有溢流槽201，溢流槽201一侧连接有溢流管202，溢流槽201与配水槽203连通，出水槽207外侧设有与出水槽207、溢流槽201隔绝的缺氧混合液回流槽208、好氧混合液回流槽2010，溢流槽201、配水槽203、进水槽205、出水槽207、缺氧混合液回流槽208、好氧混合液回流槽2010上端均活动连接有格栅盖板2012，缺氧混合液回流槽208连通有气提缺氧混合液回流管209，气提缺氧混合液回流管209上连接有第一送气管2014，好氧混合液回流槽2010连通有气提好氧混合液回流管2011，气提好氧混合液回流管2011上连通有第二送气管2015。

配水装置20在使用时，进水槽205、出水槽207以及出水槽207下端的出水槽出水口2013位于mbr工艺一体化设备的进水仓部分，缺氧混合液回流槽208位于缺氧处理箱上端，气提缺氧混合液回流管209从缺氧混合液回流槽208延伸到缺氧处理箱内，好氧混合液回流槽2010位于好氧处理箱上端，气提好氧混合液回流管11延伸到好氧处理箱内，进水管6与污水水源连接，污水通过进水管206进入到进水槽205内，并通过进水槽205进入到配水槽203内，配水槽203一侧靠近进水槽205的位置设有流量标尺204，用于标示进水流量，配水槽203与出水槽207连通，污水通过配水槽203进入到出水槽7内，并通过出水槽7下端的出水槽出水口2013流入到厌氧反应区10a下部，同时，当流量过大时，污水会通过配水槽203流入到溢流槽201内，并通过与溢流槽201连通的溢流管202流入到污水水源内。配水装置能有效根据mbr一体化设备出水流量自动匹配污水一体化处理设备所需的进水量，能够较好的保持设备内部液位稳定，无需控制系统依赖设备内部液位传感信号频繁启停进水泵，提升了污水一体化处理设备运行稳定性，同时稳定的液位使mbr一体化和设备内部膜组件拥有稳定的工作环境，提高膜组件的工作效率和使用寿命。同时将污水一体化处理设备进水管输送的多余污水通过配水槽设置的溢流管输送回污水取水池。与其它的膜生物反应器污水一体化处理设备溢流污水包含活性污泥不同，由于本实施例配水装置溢流的仅是污水且不包含污水一体化处理设备中的活性污泥，因此能有效防止活性污泥的流失，维持设备内活性污泥浓度；同时配水槽上部依次铺设格栅盖板，可将配水槽作为mbr一体化设备顶部走道板使用，用于设备维保。

配水装置能在简单控制条件下保持污水一体化处理设备内液位稳定，配水装置能在够防止活性污泥流失，有效保持污水一体化处理设备内活性污泥浓度稳定，保证设备的生化处理效果，配水装置可作为mbr一体化设备顶部走道板使用，方便设备维护，节省材料。

回流装置30设置在箱体10的厌氧反应区10a、缺氧反应区10b、好氧反应区10c上部，回流装置30包括混合液回流槽301，混合液气提管301a，混合液出水管301b，缺氧液回流槽302，缺氧液气提管302a和缺氧液出水管302b组成；具体的配水装置与回流装置为组合设备，即在上述对配水装置的描述中也同时描述了回流装置。

多功能水槽装置40设置在箱体10的好氧反应区10c、设备间10d上部并与隔板10f上端相连接，多功能水槽装置40包括水槽40a，出水管40b，放水管40c、出药管40d和出药阀40f组成；此处的多功能水槽装置40即下方药洗装置70中所述的水槽704，具体详见水槽704部分的描述。

膜过滤装置50设置在箱体10的好氧反应区10c中，膜过滤装置50包括膜组件50a，膜组件气反洗管50b，膜组件气反洗阀50c和膜组件曝气管50d组成；膜过滤装置的作用是对好氧反应区10c中的混合液进行泥水分离，污泥被拦截在膜过滤装置外，水体进入膜过滤装置内。膜过滤装置50的具体结构说明即为药洗装置70中的一体化设备。

产水装置60设置于箱体10的设备间10d中，产水装置60包括产水泵60a，产水泵进水管60b，压力检测传感器60c和产水泵出水管60d组成；其中，产水泵60a的进水口与产水泵进水管60b相连，产水管60b上设置有压力检测传感器60c，产水泵60a的出水口与产水泵出水管60d相连，产水泵60a与压力检测传感器60c与所属控制装置80a(7013)相连。

如图5所示，药洗装置70包括储药箱70a，药洗泵70b和加药管70c组成；以下对药洗装置70具体说明，比如如图5所示是药洗装置的应用实例示意图，图5包含与药洗装置配合使用的一体化设备，其中一体化设备包括膜池7014以及设置于膜池7014一侧的设备间7015，膜池7014与设备间7015之间设有隔板7016，膜池7014内设有膜组件707，膜池7014上连接有进水管，膜组件707上连接有集水管708，集水管708与水槽704连通，集水管708上设置有压力传感器709，集水管708后侧设有产水泵7010，产水泵7010的出水口通过产水管7011与水槽704连通，水槽704上连接有出水管。

药洗装置70包括设置于设备间7015内的储药桶701，储药桶701通过药洗泵702连接有水槽704，水槽704为pe内衬碳钢防腐水池，药洗泵702为氟塑料离心泵储药桶701与水槽704之间设有送药管703，药洗泵702位于送药管703上，水槽704位于膜组件707上方，水槽704通过管道与膜组件707连通，水槽704与储药桶701之间设有放水管7012，水槽704与膜组件707之间通过药洗管705连通，药洗管705上设有药洗阀706。

设备间7015内设有控制装置7013，压力传感器709与所述控制装置7013连接，药洗泵702与控制装置7013连接。

药洗装置70在使用时，平板膜mbr工艺一体化设备在实际运行时，由控制装置7013的物联网检测模块监测压力传感器709所反馈的跨膜压差，一旦跨膜压差≥15kpa时，物联网将持续向运维人员发出警示，在一周内检查并补充储药桶1的膜组件药洗药剂，如果使用液体药剂则直接添加至储药桶701，如果使用粉末药剂，需先使用放水管7012对储药桶701进行补水再投加粉末药剂溶解。上述工作完成后需在物联网端或控制装置7013plc控制柜上确认药剂已补充信息，此后控制系统将根据设定的跨膜压差(20kpa)值进行检测，一旦触发超过30分钟，则开始自动药洗，自动药洗动作如下：首先停止设备进水，等待膜池液位下降至水槽4底部齐平时，关闭产水泵1)，同时打开药洗泵2，2分钟后关闭(时间可在控制装置13plc控制柜上设定)，药洗泵2关闭后10分钟再打开药洗阀6，药洗阀6打开20分钟后关闭，药洗阀关闭2h后打开产水泵恢复平板膜mbr工艺一体化设备工作。

控制装置80包括控制柜80a，物联网模块80b和监控模块80c组成；控制柜80a负责所属单体设备及相关仪表的的控制、信号采集及数据传输；物联网模块80b分别与控制柜80a和监控模块80c通过tcp/rtu通讯协议连接，用于上位指令的下发和下位数据、信号、图像的上传，并通过4g/5g信号与远端的控制平台(或移动终端)；进行数据交换；监控模块80c负责现场图像的收集、存储。

曝气装置90包括曝气风机90a，曝气管90b，好氧池曝气器90c，缺氧池气搅拌装置90d和厌氧池气搅拌装置90e组成；曝气风机90a位于设备间10d下部，与曝气管90b相连，曝气管90b从设备间10d延伸后依次与位于好氧池10c底部的好氧池曝气器90c和膜过滤装置50、位于缺氧池10b底部的缺氧池气搅拌装置90d、位于厌氧池10a底部的厌氧池气搅拌装置90e相连接。曝气装置90的作用是是1)对厌氧池10a和缺氧池10b中的混合液体进行充分搅拌，使微生物与污染物充分接触；2)对好氧池10c的污水进行充氧；3)冲刷膜过滤装置50。

以下为本发明具体实施例所产生的优点：

1)配水装置20能有效根据产水装置60的出水流量自动匹配污水一体化处理设备所需的进水量，能够较好的保持设备内部液位稳定，无需控制系统依赖设备内部液位传感信号频繁启停进水泵，提升了污水一体化处理设备运行稳定性，同时稳定的液位使膜组件50a拥有稳定的工作环境，提高膜组件的工作效率和使用寿命。同时将污水一体化处理设备进水管20a输送的多余污水通过配水槽20设置的溢流管20f输送回污水取水池。与其它的膜生物反应器污水一体化处理设备溢流污水包含活性污泥不同，由于本实施例污水一体化处理设备溢流的仅是污水且不包含污水一体化处理设备中的活性污泥，因此能有效防止活性污泥的流失，维持设备内活性污泥浓度；总结：配水装置20能在简单控制条件下稳定保持污水一体化处理设备内液位和活性污泥浓度。

2)本发明污水一体化处理设备针对现有实际工程应用的膜生物反应器污水一体化处理设备膜组件药洗困难的问题(如中空纤维膜组件不仅需要定期在线药洗，还需定期将膜组件吊出放置于药洗池离线浸泡药洗)，设备在较少的人工维护的条件下实现了低频次的在线药洗且无需离线药洗，实施例采用了多功能水槽装置40、膜过滤装置50、产水装置60、药洗装置70、控制装置80协同自动化在线药洗：首先，控制系统根据压力传感器60c的信号计算跨膜压差，并根据跨膜压差值判断是否药洗，如需药洗则通过物联网模块80b发出分级警报，提醒设备运维人员提前将膜组件50a药洗用药剂放置于药洗装置70的储药箱70a中，并在线确认。控制装置80判断有储存药液后将开始执行膜组件50a在线药洗，通过药洗泵70b将储药箱70a的药液泵送至多功能水槽装置40的水槽40a中，经一段时间混合后通过出药管40d由出药阀40f控制药液重力输送至膜组件50a内部进行在线药洗。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。