[發明專利]一種基于臭氧水同步在線反沖消毒的污水再生系統及方法

在審

• 申請號: 202010922357.0
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112047459A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 孫慧芳;陶立軍;余韋;李劍鋒;許召贊;程芳琴
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發明公開了一種基于臭氧水同步在線反沖消毒的污水再生系統及方法，系統包括污水調節池、膜生物反應器、再生水箱和臭氧水水箱；污水調節池通過第四管道與膜生物反應器連通，膜生物反應器的出水端外接第一管道；第一管道的一端與膜生物反應器相連通，另一端分別與第二管道和第三管道的進水端連通；第二管道的出水端伸入再生水箱的底部并與再生水箱的內部相連通，第二管道上設有第一水泵和第一控制閥；第三管道的出水端與臭氧水水箱的內部相連通，第三管道上設有第二水泵和第二控制閥。本發明設計的污水再生系統，可在有效控制陶瓷膜污染的同時，省下再生水消毒單元，顯著降低了污水再生處理的基建成本、運行費用和占地面積。

技術領域

本發明涉及污水處理與再生領域，尤其涉及一種基于臭氧水同步在線反沖消毒的污水再生系統及方法。

背景技術

隨著我國城鎮化和工業化進程的加快，水質污染和水資源短缺已經成為社會經濟發展的限制性因素。污水再生利用是解決我國水資源危機的重要對策，也是滿足國家最資源可持續利用重大需求的有力保障。膜分離技術具有高效性、安全性和穩定性，在污水再生領域倍受關注，但膜污染導致該技術運行能耗增加是限制其推廣應用的技術瓶頸。

陶瓷膜具有良好的化學和機械穩定性，在污水和工業廢水再生領域已被廣泛應用。陶瓷膜可與高級氧化技術耦合，通過原位或在線膜清洗控制膜污染。臭氧是一種極強的氧化劑，將臭氧氧化與陶瓷膜分離技術耦合，可顯著降低膜污染、提高膜通量。常規的臭氧清洗方法是通過臭氧氣體在膜表面附近形成錯流擾動對膜表面的污染物進行沖刷剝離，但是，在該過程中很大一部分臭氧氣體被反應器中的污泥或污水消耗，大幅降低了臭氧氣體的利用率，對膜孔內部的堵塞物通常難以取得良好的清洗效果。臭氧的強氧化性還會導致反應器中的污泥溶胞甚至死亡，加劇膜污染，嚴重影響污水再生系統的運行效能。

此外，消毒是污水再生回用必不可少的環節，也是保證再生水水質安全的關鍵措施。臭氧具有很強的殺菌滅毒作用，不僅能有效殺滅細菌病毒，對于抗藥性很強的寄生蟲也有很強的滅活作用，已被廣泛應用于再生水消毒。但臭氧穩定性差，采用臭氧氣體消毒，其投加量通常難以精準控制，通常需構建獨立的再生水消毒單元，這無疑會增加污水再生系統的基建和運行費用。

針對膜分離技術在污水再生領域中存在的瓶頸問題，即如何維系MBR污水再生系統較高的膜通量、降低膜污染和運行成本，開發一種高效低成本的污水再生工藝，對于控制水體污染、緩解水資源短缺具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷，并提供一種基于臭氧水同步在線反沖消毒的污水再生系統及方法，力求實現污水再生系統的高效性和穩定性，同時省去單獨的再生水消毒單元，降低污水再生處理成本。

本發明所采用的具體技術方案如下：

一種基于臭氧水同步在線反沖消毒的污水再生系統，其包括污水調節池、膜生物反應器、再生水箱和臭氧水水箱；

污水調節池通過第四管道與膜生物反應器連通，用于向膜生物反應器內供水，膜生物反應器的出水端外接第一管道；第一管道的一端與膜生物反應器相連通，另一端分別與第二管道和第三管道的進水端連通，使得第一管道、第二管道和第三管道相互連通；第二管道的出水端伸入所述再生水箱的底部并與再生水箱的內部相連通，第二管道上設有第一水泵和第一控制閥；第三管道的出水端與臭氧水水箱的內部相連通，第三管道上設有第二水泵和第二控制閥。

作為優選，所述膜生物反應器內的膜組件為陶瓷膜組件。

作為優選，所述第一控制閥和第二控制閥均為單向閥；第一控制閥開啟時能使流體通過第二管道進入再生水箱，第二控制閥開啟時能使流體在第二水泵的作用下從臭氧水水箱抽入第三管道。

作為優選，所述第一管道上設有壓力傳感器和第二流量計，第四管道上設有第一流量計和進水泵。

本發明的另一目的在于提供一種基于上述任一所述污水再生系統的運行方法，其具體如下：