貴州強化電吸附耦合MBR處理廢水技術

　貴陽MRB廢水處理：本發(fā)明涉及一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)及其使用方法，包括砂濾裝置、強化電吸附系統(tǒng)、MBR反應器和PLC控制系統(tǒng)。先通過砂濾裝置去除印染廢水中的懸浮物，再利用多級電吸附模塊強化電吸附去除其中的重金屬離子、鹽離子，以減輕對MBR膜中微生物的毒害作用，提高廢水的可生化性，使得MBR反應器對廢水中COD的降解能力顯著增強，同時避免了重金屬離子、鹽離子導致的膜污染現(xiàn)象。本發(fā)明利用卡槽固定金屬支撐板，方便拆卸;通過電吸附模塊輪換，金屬支撐板后置的方法均衡了各電吸附模塊的處理負荷，提高了整體電吸附模塊處理效率。本發(fā)明將強化電吸附模塊和MBR相耦合處理印染廢水，具有快速、高效、運行穩(wěn)定、能耗低，占地小等特點。

　　權利要求書

　　1.一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)，包括進水管(1)、砂濾裝置(2)、MBR反應器(4)以及出水管(5)，所述的進水管(1)與砂濾裝置(2)連接，進水管(1)能將廢水注入砂濾裝置(2)，所述的砂濾裝置(2)用于將廢水中的懸浮物去除，所述的MBR反應器(4)中設置有MBR膜組件(41)，所述的MBR膜組件(41)用于對廢水進行生化處理，所述的MBR反應器(4)連接有出水管(5)，MBR反應器(4)處理后的廢水經出水管(5)流出，其特征是：強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)還包括強化電吸附系統(tǒng)(3)和智能控制系統(tǒng)(6)，所述的處理罐(31)內安裝有若干組電吸附處理單元，所述的電吸附處理單元在處理罐(31)內由前至后依次安裝，將處理罐(31)內的空間隔離為若干段，處理罐(31)前端通過前連接管(31a)與砂濾裝置(2)連接，砂濾裝置(2)能將去除懸浮物的污水注入處理罐(31)，每組電吸附處理單元均包括平行豎立的一陽極金屬板(32)和一陰極金屬板(spjg)，且電吸附處理單元之間陽極金屬板(32)和陰極金屬板(spjg)交替布設，相鄰金屬板的過水通道上下交替，使得處理罐(31)內的污水在金屬板間上下蛇行，陽極金屬板(32)和陰極金屬板(spjg)與外接電源(ythws)連接，外接電源(ythws)能使陽極金屬板(32)帶正電，陰極金屬板(spjg)帶負電，第一組電吸附處理單元中以及每組電吸附處理單元后均設置有對應的罐口，所述的第一組電吸附處理單元中，第一、第二組電吸附處理單元后的罐口均與一后連接管(31b)連接，所述的后連接管(31b)與MBR反應器(4)連接，所述的第三組電吸附處理單元后的罐口直接與MBR反應器(4)連接，每個罐口設置有對應的離子檢測器(35)，所述的離子檢測器(35)用于檢測處理罐(31)中相應位置處的污水中的離子濃度，所述的進水管(1)上安裝有第一水泵(11)，所述的第一水泵(11)用于將污水從進水管(1)泵入砂濾裝置(2)，所述的后連接管(31b)上安裝有第二水泵(36)，所述的第二水泵(36)用于將處理罐(31)內的廢水泵入MBR反應器(4)，所述的出水管(5)上安裝有第三水泵(51)，所述的第三水泵(51)用于將MBR反應器(4)內處理后的污水泵出，所述的進水管(1)、前連接管(31a)、每個罐口、后連接管(31b)以及出水管(5)上均安裝有開關閥，所述的開關閥用于開閉相應的管道和罐口，所述的智能控制系統(tǒng)(6)與各水泵、離子檢測器以及開關閥連接，智能控制系統(tǒng)(6)能接收離子檢測器的檢測信息，并控制各水泵以及開關閥的開閉。

　　2.根據權利要求1所述的一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)，其特征是：所述的處理罐(31)內側底部安裝有若干個卡槽(37)，所述的陽極金屬板(32)和陰極金屬板(spjg)的底部可插拔地卡在相應的卡槽(37)中固定。

　　3.根據權利要求2所述的一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)，其特征是：所述的陽極金屬板(32)由陽極金屬支撐板框(32a)、陽極電極板(32b)、陽極接頭(32c)以及透水圓孔(32d)組成，所述的陽極電極板(32b)安裝在陽極金屬支撐板框(32a)中固定，陽極電極板(32b)上涂覆陽極電極材料，所述的陽極接頭(32c)固定在陽極金屬支撐板框(32a)上，與陽極電極板(32b)連接，陽極接頭(32c)還與對應的外接電源(ythws)連接，所述的透水圓孔(32d)開設于陽極金屬支撐板框(32a)下部，作為陽極金屬板(32)的過水通道，所述的陰極金屬板(spjg)由陰極金屬支撐板框(spjga)、陰極電極板(spjgb)以及陰極接頭(spjgc)組成，所述的陰極電極板(spjgb)安裝在陰極金屬支撐板框(spjga)中固定，陰極電極板(spjgb)上涂覆陰極電極材料，所述的陰極接頭(spjgc)固定在陰極金屬支撐板框(spjga)上，與陰極電極板(spjgb)連接，陰極接頭(spjgc)還與對應的外接電源(ythws)連接，所述的陰極金屬板(spjg)的高度低于陽極金屬板(32)的高度，使得污水能從陰極金屬板(spjg)上端漫過。

　　4.根據權利要求3所述的一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)，其特征是：所述的砂濾裝置(2)內安裝有濾料(22)和濾布(21)，所述的進水管(1)與砂濾裝置(2)的下部連通，濾料(22)放置于砂濾裝置(2)中，濾布(21)固定在濾料(22)上部，前連接管(31a)與砂濾裝置(2)的下部連通，污水依次經濾料(22)和濾布(21)后，進入前連接管(31a)。

　　5.根據權利要求4所述的一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)，其特征是：所述的MBR反應器(4)內安裝有MBR膜組件(41)，MBR反應器(4)底部開設曝氣微孔，曝氣微孔與曝氣機(42)連接，所述的曝氣機(42)能經曝氣微孔向MBR膜組件(41)曝氣。

　　6.根據權利要求2所述的一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)，其特征是：強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)還設有第一回水管路(38)，所述的第一回水管路(38)一端連接處理罐(31)后端，另一端連接在處理罐(31)前端，所述的第一回水管路(38)上安裝有第四水泵(39)和開關閥，所述的第四水泵(39)能將處理罐(31)后端出水經第一回水管路(38)泵回處理罐(31)中，所述的智能控制系統(tǒng)(6)與第四水泵(39)和相應開關閥連接，并能控制第四水泵(39)和相應開關閥的開閉。

　　7.根據權利要求6所述的一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)，其特征是：強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)還設有第二回水管路(43)，所述的第二回水管路(43)一端與出水管(5)連接，另一端連接在MBR反應器(4)的污水進水端處，所述的第二回水管路(43)上安裝有第五水泵(44)和開關閥，所述的第五水泵(44)能將出水管(5)內的水經第二回水管路(43)泵回MBR反應器(4)中，所述的出水管(5)上安裝有水質監(jiān)測器(52)，所述的智能控制系統(tǒng)(6)與第五水泵(44)、相應開關閥以及水質監(jiān)測器(52)連接，并能根據水質監(jiān)測器(52)傳遞的信息控制第五水泵(44)和相應開關閥的開閉。

　　8.根據權利要求3所述的一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)，其特征是：所述的陽極電極材料和陰極電極材料為改性石墨烯或改性碳納米管或改性碳纖維，陽極電極板(32b)和陰極電極板(spjgb)為鎳基或鈦基或鋁基或碳基導電基底材料制作。

　　9.如權利要求7所述的一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)的使用方法，其特征是：包括以下步驟：

　　步驟一、將污水通過進水管(1)泵入砂濾裝置(2)中，經砂濾裝置(2)的濾料(22)和濾布(21)將廢水中的懸浮物去除;去除懸浮物的污水經前連接管(31a)進入處理罐(31)前端;

　　步驟二、強化電吸附系統(tǒng)(3)的陽極金屬板(32)通電帶正電，陰極金屬板(spjg)通電帶負電，污水在陽極金屬板(32)和陰極金屬板(spjg)之間蛇形流動，各電吸附處理單元逐級對水中的重金屬離子和鹽離子吸附，各離子檢測器(35)檢測水中重金屬離子濃度和鹽離子濃度，當某一離子檢測器(35)檢測到該處的水中重金屬離子濃度和鹽離子濃度達標時，智能控制系統(tǒng)(6)接到該離子檢測器(35)的信息并打開對應的罐口，保持其余罐口的關閉，重金屬離子濃度和鹽離子濃度達標的污水進入MBR反應器(4);

　　步驟三、MBR反應器(4)中的MBR膜組件(41)對廢水進行生化處理，處理后的廢水從出水管(5)流出;

　　步驟四、若第一組電吸附處理單元中的離子檢測器(35)檢測到的重金屬離子濃度和鹽離子濃度與第一組電吸附處理單元后的離子檢測器(35)檢測到的重金屬離子濃度和鹽離子濃度差值未超過設定閾值，則認定最前組電吸附處理單元飽和，需要更換，關閉外接電源(ythws)，將第一組電吸附處理單元的陽極金屬板(32)和陰極金屬板(spjg)從相應卡槽(37)中拔出，其后的電吸附處理單元的陽極金屬板(32)和陰極金屬板(spjg)依次向前插到前一組電吸附處理單元的相應卡槽(37)中，以新的陽極金屬板(32)和陰極金屬板(spjg)插入最后一組電吸附處理單元的相應卡槽(37)中，完成陽極金屬板(32)和陰極金屬板(spjg)的更換;

　　步驟五、取下的陽極金屬板(32)和陰極金屬板(spjg)通過在重金屬螯合劑中異位浸泡，再沖洗得以再生。

　　10.根據權利要求9所述的一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)的使用方法，其特征是：

　　步驟二中，若污水流經所有電吸附處理單元后，依然沒有離子檢測器(35)檢測到水中重金屬離子濃度和鹽離子濃度達標時，智能控制系統(tǒng)(6)開啟最后一個罐口和第一回水管路(38)，關閉后連接管(31b)和MBR反應器(4)的連接，使污水從處理罐(31)后端經第一回水管路(38)回流處理罐(31)前端，再次經電吸附處理單元進行吸附處理;步驟三中，出水管(5)上的水質監(jiān)測器(52)檢測到排水水質未達標時，智能控制系統(tǒng)(6)關閉出水管(5)，開啟第二回水管路(43)，使從MBR反應器(4)排出的污水經第二回水管路(43)回流MBR反應器(4)，再次經MBR膜組件(41)凈化。

　　說明書

　　一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)及其使用方法

　　技術領域

　　本發(fā)明涉及印染廢水處理領域，具體涉及一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)及其使用方法。

　　背景技術

　　印染廢水是以加工棉、麻、化學纖維及其混紡產品、絲綢為主的印染、毛織染整及絲綢廠等排出的廢水。印染廢水具有有機污染物含量高、水質水量變化大等特點，屬難處理的工業(yè)廢水之一。這類廢水還含有重金屬、大量溶解性無機鹽，其中有毒重金屬離子會對微生物產生抑制和毒害作用，大量難以生化處理的無機鹽類物質嚴重影響生物處理系統(tǒng)的凈化效果。目前利用氧化溝處理印染廢水是不少廠家的選擇，但氧化溝法處理效率低，且處理后的水需要在二沉池中沉淀，二沉池占地面積較大，因此需要創(chuàng)新印染廢水處理工藝來滿足需求。

　　中國專利公布號CN1095ythws598A公布了一種新型印染廢水處理工藝，將經過初步過濾后的印染廢水直接排放到氧化溝中進行污水處理，用MBR膜生物反應池代替了傳統(tǒng)的二沉池。這種設計需要氧化溝和MBR兩個生物反應單元，增加了占地面積和建設成本。氧化溝處理單元的進水含有的大量鹽類和重金屬抑制和毒害了微生物，使得生物反應單元的處理功能無法充分發(fā)揮，導致印染廢水的凈化效果低;同時，重金屬離子會加劇胞外聚合物在MBR膜表面的沉積，鹽離子會在膜表面鹽析形成鹽垢，導致MBR膜發(fā)生不可逆的膜污染。申請?zhí)?01010514982.8和申請?zhí)?01020571306.X公開了一種電吸附除鹽反洗的系統(tǒng)，系統(tǒng)工作時設置了濃水、中水、原水、預排水反洗四個子過程，其發(fā)明的逐級反洗方法可以保證模塊再生效果，又可實現(xiàn)較高的產水率，但該專利反洗過程復雜，工藝處理處理時間長。發(fā)明專利CN102452751A、CN102616962A、CN102701ythws0A均在權利要求中涉及電吸附模塊運行方式是單級、兩級串聯(lián)及串并聯(lián)組合形式，模塊組合形式為傳統(tǒng)的模塊組合形式，模塊組裝定型后不可拆卸，也未考慮到后置的電吸附模塊處理效率低，會延長處理時間，增加電耗。印染廢水水質、水量變化大，采用常規(guī)的、固定化的電吸附處理模式脫除鹽離子和重金屬離子，無法根據實際情況進行調整，系統(tǒng)無法穩(wěn)定運行，達不到處理目標。

　　發(fā)明內容

　　針對上述問題，本發(fā)明的目的是針對背景技術提出的問題，提供一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)及其使用方法。

　　為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明采取的技術方案為：

　　一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)，包括進水管、砂濾裝置、MBR反應器以及出水管，進水管與砂濾裝置連接，進水管能將廢水注入砂濾裝置，砂濾裝置用于將廢水中的懸浮物去除，MBR反應器中設置有MBR膜組件，MBR膜組件用于對廢水進行生化處理，MBR反應器連接有出水管，MBR反應器處理后的廢水經出水管流出，其中：強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)還包括強化電吸附系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)，處理罐內安裝有若干組電吸附處理單元，電吸附處理單元在處理罐內由前至后依次安裝，將處理罐內的空間隔離為若干段，處理罐前端通過前連接管與砂濾裝置連接，砂濾裝置能將去除懸浮物的污水注入處理罐，每組電吸附處理單元均包括平行豎立的一陽極金屬板和一陰極金屬板，且電吸附處理單元之間陽極金屬板和陰極金屬板交替布設，相鄰金屬板的過水通道上下交替，使得處理罐內的污水在金屬板間上下蛇行，陽極金屬板和陰極金屬板與外接電源連接，外接電源能使陽極金屬板帶正電，陰極金屬板帶負電，第一組電吸附處理單元中以及每組電吸附處理單元后均設置有對應的罐口，第一組電吸附處理單元中，第一、第二組電吸附處理單元后的罐口均與一后連接管連接， 后連接管與MBR反應器連接，第三組電吸附處理單元后的罐口直接與MBR反應器連接，每個罐口設置有對應的離子檢測器，離子檢測器用于檢測處理罐中相應位置處的污水中的離子濃度，進水管上安裝有第一水泵，第一水泵用于將污水從進水管泵入砂濾裝置，后連接管上安裝有第二水泵，第二水泵用于將處理罐內的廢水泵入MBR反應器，出水管上安裝有第三水泵，第三水泵用于將MBR反應器內處理后的污水泵出，進水管、前連接管、每個罐口、后連接管以及出水管上均安裝有開關閥，開關閥用于開閉相應的管道和罐口，智能控制系統(tǒng)與各水泵、離子檢測器以及開關閥連接，智能控制系統(tǒng)能接收離子檢測器的檢測信息，并控制各水泵以及開關閥的開閉。

　　為優(yōu)化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

　　上述的處理罐內側底部安裝有若干個卡槽，陽極金屬板和陰極金屬板的底部可插拔地卡在相應的卡槽中固定。

　　上述的陽極金屬板由陽極金屬支撐板框、陽極電極板、陽極接頭以及透水圓孔組成，陽極電極板安裝在陽極金屬支撐板框中固定，陽極電極板上涂覆陽極電極材料，陽極接頭固定在陽極金屬支撐板框上，與陽極電極板連接，陽極接頭還與對應的外接電源連接，透水圓孔開設于陽極金屬支撐板框下部，作為陽極金屬板的過水通道，陰極金屬板由陰極金屬支撐板框、陰極電極板以及陰極接頭組成，陰極電極板安裝在陰極金屬支撐板框中固定，陰極電極板上涂覆陰極電極材料，陰極接頭固定在陰極金屬支撐板框上，與陰極電極板連接，陰極接頭還與對應的外接電源連接，陰極金屬板的高度低于陽極金屬板的高度，使得污水能從陰極金屬板上端漫過。

　　上述的砂濾裝置內安裝有濾料和濾布，進水管與砂濾裝置的下部連通，濾料放置于砂濾裝置中，濾布固定在濾料上部，前連接管與砂濾裝置的下部連通，污水依次經濾料和濾布后，進入前連接管。

　　上述的MBR反應器內安裝有MBR膜組件，MBR反應器底部開設曝氣微孔，曝氣微孔與曝氣機連接，曝氣機能經曝氣微孔向MBR膜組件曝氣。

　　上述的強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)還設有第一回水管路，第一回水管路一端連接處理罐后端，另一端連接在處理罐前端，第一回水管路上安裝有第四水泵和開關閥，第四水泵能將處理罐后端出水經第一回水管路泵回處理罐中，智能控制系統(tǒng)與第四水泵和相應開關閥連接，并能控制第四水泵和相應開關閥的開閉。

　　上述的強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)還設有第二回水管路，第二回水管路一端與出水管連接，另一端連接在MBR反應器的污水進水端處，第二回水管路上安裝有第五水泵和開關閥，第五水泵能將出水管內的水經第二回水管路泵回MBR反應器中，出水管上安裝有水質監(jiān)測器，智能控制系統(tǒng)與第五水泵、相應開關閥以及水質監(jiān)測器連接，并能根據水質監(jiān)測器傳遞的信息控制第五水泵和相應開關閥的開閉。

　　上述的陽極電極材料和陰極電極材料為改性石墨烯或改性碳納米管或改性碳纖維，陽極電極板和陰極電極板為鎳基或鈦基或鋁基或碳基導電基底材料制作。

　　一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟：

　　步驟一、將污水通過進水管泵入砂濾裝置中，經砂濾裝置的濾料和濾布將廢水中的懸浮物去除;去除懸浮物的污水經前連接管進入處理罐前端;

　　步驟二、強化電吸附系統(tǒng)的陽極金屬板通電帶正電，陰極金屬板通電帶負電，污水在陽極金屬板和陰極金屬板之間蛇形流動，各電吸附處理單元逐級對水中的重金屬離子和鹽離子吸附，各離子檢測器檢測水中重金屬離子濃度和鹽離子濃度，當某一離子檢測器檢測到該處的水中重金屬離子濃度和鹽離子濃度達標時，智能控制系統(tǒng)接到該離子檢測器的信息并打開對應的罐口，保持其余罐口的關閉，重金屬離子濃度和鹽離子濃度達標的污水進入MBR反應器;

　　步驟三、MBR反應器中的MBR膜組件對廢水進行生化處理，處理后的廢水從出水管流出;

　　步驟四、若第一組電吸附處理單元中的離子檢測器檢測到的重金屬離子濃度和鹽離子濃度與第一組電吸附處理單元后的離子檢測器檢測到的重金屬離子濃度和鹽離子濃度差值未超過設定閾值，則認定最前組電吸附處理單元飽和，需要更換，關閉外接電源，將第一組電吸附處理單元的陽極金屬板和陰極金屬板從相應卡槽中拔出，其后的電吸附處理單元的陽極金屬板和陰極金屬板依次向前插到前一組電吸附處理單元的相應卡槽中，以新的陽極金屬板和陰極金屬板插入最后一組電吸附處理單元的相應卡槽中，完成陽極金屬板和陰極金屬板的更換;

　　步驟五、取下的陽極金屬板和陰極金屬板通過在重金屬螯合劑中異位浸泡，再沖洗得以再生。

　　步驟二中，若污水流經所有電吸附處理單元后，依然沒有離子檢測器檢測到水中重金屬離子濃度和鹽離子濃度達標時，智能控制系統(tǒng)開啟最后一個罐口和第一回水管路，關閉后連接管和MBR反應器的連接，使污水從處理罐后端經第一回水管路回流處理罐前端，再次經電吸附處理單元進行吸附處理;步驟三中，出水管上的水質監(jiān)測器檢測到排水水質未達標時，智能控制系統(tǒng)關閉出水管，開啟第二回水管路，使從MBR反應器排出的污水經第二回水管路回流MBR反應器，再次經MBR膜組件凈化。

　　發(fā)明的一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)和方法，先通過砂濾裝置去除印染廢水中的懸浮物，再利用強化電吸附對印染廢水進行處理，去除其中的重金屬離子、鹽離子，以減輕對MBR膜中微生物的毒害作用，提高廢水的可生化性，使得MBR反應器對廢水中COD的降解能力顯著增強，同時避免了重金屬離子、鹽離子導致的膜污染現(xiàn)象。MBR反應器相比氧化溝工藝也大大減少了設備占地面積。

　　本發(fā)明通過對電吸附系統(tǒng)的強化，采用多級電吸附模塊，應對印染廢水水質水量變化大的情況;利用卡槽固定金屬支撐板，方便拆卸;通過電吸附模塊輪換，新?lián)Q金屬支撐板后置的方法均衡了各電吸附模塊的處理負荷，避免了前端電吸附模塊處理效率高、后端電吸附模塊處理效率低的缺點，提高了整體電吸附處理效率;通過直接更換電極板的方式，加快了電吸附處理速度;同時，換下的電極板通過在重金屬螯合劑中異位浸泡，再沖洗得以再生，實現(xiàn)螯合的重金屬離子資源化回收利用的目的。

　　MBR反應器內膜組件下方設置的曝氣微孔使印染廢水處于流動狀態(tài)，并提高反應器內溶解氧含量，利用好氧微生物將污染物最終分解成二氧化碳和水，再經膜的過濾作用實現(xiàn)泥水混合物的固液分離。

　　本發(fā)明提供的智能控制系統(tǒng)對系統(tǒng)工藝進行實時智能監(jiān)控，保證運行的穩(wěn)定性。

　　本發(fā)明提供的一種強化電吸附耦合MBR處理廢水的系統(tǒng)和方法，能夠實現(xiàn)快速、高效地處理印染廢水，整套系統(tǒng)能穩(wěn)定運行，能耗低，占地小，對實際生產應用有很好的借鑒意義。