[发明专利]一种改良式脱氮除磷生物膜法污水处理装置及方法

权利要求书

1.一种改良式脱氮除磷生物膜法污水处理装置，其特征在于：该装置包括预处理系统、生物反应池、MBR膜池、微曝气生物反应池、清水池、富磷水池、除磷混凝沉淀高密池、污泥处理系统和两套管路系统；其中，所述预处理系统与生物反应池相连接；所述两套管路系统包括第一套管路、第二套管路和用于交替切换第一套管路和第二套管路的管路切换组件；在第一套管路中，所述微曝气生物反应池分别与生物反应池、富磷水池、MBR膜池相连接，所述MBR膜池与清水池相连接，所述除磷混凝沉淀高密池分别与所述MBR膜池、富磷水池、污泥处理系统相连接；在第二套管路中，所述微曝气生物反应池与清水池相连接，所述MBR膜池分别与生物反应池、微曝气生物反应池、富磷水池相连接，所述除磷混凝沉淀高密池分别与富磷水池、污泥处理系统、微曝气生物反应池相连接；

所述微曝气生物反应池包括池体、布设于池体内的膜负载生物反应器、真空射流器和抽吸泵；所述真空射流器安装在抽吸泵前管路最高点；所述抽吸泵和真空射流器相互配合；微曝气生物反应池利用中空纤维膜的负压抽吸活性污泥快速均匀贴附在膜丝表面；所述膜负载生物反应器包括膜架、安装在膜架上的膜组件、布设于膜架底部的微曝气装置和大气泡曝气装置，大气泡曝气装置安装在膜架底部，微曝气装置安装的膜架下部且位于大气泡曝气装置上部，膜组件的产水口通过承插的方式与膜架连接且位于微曝气装置上部，产水管路焊接在膜架上，与膜组件产水口联通，大气泡曝气装置进气管路焊接在膜架上，并与大气泡曝气装置进气口联通；微曝气装置进气管路焊接在膜架上，并与微曝气装置进气口联通，膜组件包含膜丝；

微曝气生物反应池与MBR膜池结构相同；所述管路切换组件包括生物反应池分别至MBR膜池和微曝气生物反应池的管路上的气动阀、MBR膜池和微曝气生物反应池分别至清水池的管路上的气动阀、MBR膜池和微曝气生物反应池分别至富磷水池管路上的气动阀、除磷混凝沉淀高密池分别至MBR膜池和微曝气生物反应池的管路上的气动阀；所述富磷水池和除磷混凝沉淀高密池之间通过池壁底部管路连接，所述富磷水池用于收集富磷水，均衡水质水量；所述除磷混凝沉淀高密池主用于通过混凝沉淀去除磷酸盐，所述除磷混凝沉淀高密池包括依序连接的混凝搅拌区、絮凝搅拌区、斜管沉淀区；

该装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括可编程PLC控制器，分别与可编程PLC控制器相连接的浓度传感器组件、压力传感器组件、流量传感器组件、液位传感器组件、显示组件、异常报警组件、就地控制组件、现场控制站和中央监控站；所述浓度传感器组件包括：布设于生物反应池的氧化还原电位传感器、溶解氧浓度传感器、污泥浓度传感器；布设于MBR膜池、微曝气生物反应池内的氧化还原电位传感器、溶解氧浓度传感器、污泥浓度传感器，以及布设在预处理进水口和清水池的用于检测总氮浓度的传感器、用于检测总磷浓度的总磷浓度传感器、用于检测COD浓度的COD浓度传感器、用于检测氨氮浓度的氨氮浓度传感器、用于检测SS浓度的SS浓度传感器、和用于检测温度/pH的温度/pH传感器；所述压力传感器组件包括：布设于MBR膜池、微曝气生物反应池系统内的产水泵前管路的真空压力传感器、富磷水泵前管路的真空压力传感器、曝气管路的压力传感器、压缩空气管路的压力传感器，以及布设于生物反应池曝气管路的压力传感器；所述流量传感器组件包括：布设于MBR膜池、微曝气生物反应池系统内的产水泵后流量传感器、富磷水泵后流量传感器、剩余污泥排放管路的污泥流量传感器，以及布设于除磷混凝沉淀高密池回流及排泥管路的流量传感器；所述液位传感器组件包括：布设于预处理格栅前后的液位传感器、布设于生物反应池的液位传感器；布设于MBR膜池、微曝气生物反应池的液位传感器；布设于MBR膜池、微曝气生物反应池系统内的产水泵前管路的真空液位传感器、富磷水泵前管路的真空液位传感器；布设于富磷水池、清水池的液位计；布设于除磷混凝沉淀高密池的液位传感器和泥位传感器；所述可编程PLC控制器通过光纤网络与现场控制站、工控机通信连接，用于将浓度传感器组件、压力传感器组件、流量传感器组件、液位传感器组件检测的结果发送至现场控制站和工控机；所述显示组件包括OLED显示屏，用于显示实时检测的浓度值；所述异常报警组件包括灯管闪烁器或者警报器；所述就地控制组件包括设备的急停按钮、保护和安全连锁装置，所述急停按钮、保护和安全连锁装置均采用硬线连接至电气控制回路；所述现场控制站包括操作终端控制柜，对设备进行手动控制，或调整为由PLC程序自动控制；所述中央监控站包括工控机及与工控机相连接的显示屏；

所述的改良式脱氮除磷生物膜法污水处理装置的处理方法包括如下步骤：

1)第一阶段

①预处理：待处理污水在预处理系统中进行预处理；

②生物反应池处理：将上述步骤①中预处理后的污水进入生物反应池；

③微曝气生物反应池处理：将步骤②中生物反应池处理后的水进入微曝气生物反应池进行处理；

④MBR膜池处理：将步骤③中微曝气生物反应池处理后的水进入MBR膜池进行处理；

⑤富磷水池处理：将步骤③中微曝气生物反应池膜透过液排至富磷水池进行处理，富磷水池出水经过除磷混凝沉淀高密池除磷后再汇入MBR膜池；MBR膜组器在产水泵的负压抽吸作用下，清水进入膜丝内部，悬浮物絮体截留在膜丝外部，实现泥水分离，清水通过管路进入清水池，污泥进入污泥处理系统进行处理，并排出；

2)第二阶段

①关闭生物反应池至微曝气生物反应池进水阀门，开启生物反应池至MBR膜池输水管路阀门，MBR膜池转变为微曝气生物反应池；

②微曝气生物反应池膜透过液排至富磷水池，富磷水池出水经过除磷混凝沉淀高密池除磷后汇入原微曝气生物反应池；

③微曝气生物反应池出水进入原微曝气生物反应池，原微曝气生物反应池通过反洗及曝气调整为MBR膜池；MBR膜池内MBR膜组器在产水泵抽吸泵的负压抽吸作用下，清水进入膜丝内部，悬浮物絮体截留在膜丝外部，实现泥水分离，清水进入清水池，污泥进入污泥处理系统进行处理，并排出；

3)第三阶段

将第一阶段、第二阶段交替运行完成所有待处理污水的脱氮除磷。