CN101293723A - 污水深度处理方法及泥水旋流预分离型膜生物反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水深度处理方法及泥水旋流预分离型膜生物反应器。污水深度处理方法为：将膜生物反应器划分为生物反应区、导流区、泥水分离区和膜区；将生物反应区与膜区进行分隔使生物反应区内的泥水混合液在进入膜区前，通过泥水分离区沉降污泥；通过导流区的水力冲刷，使泥水分离区内沉降的污泥重新回到生物反应区。泥水旋流预分离型膜生物反应器，包括膜生物反应器主体，在膜生物反应器主体上设置有导流构件、阻挡构件和与膜生物反应器主体底面呈一定倾角的工作面；导流构件、阻挡构件和工作面将膜生物反应器主体分割成生物反应区、导流区、泥水分离区和膜区。本发明装置结构简单，方法设计合理，能有效缓减膜污染，提高膜组件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明技术属于城市污水深度处理和节水领域，具体涉及一种泥水旋流预分离型膜生物反应器。
背景技术
由于水资源的日益短缺，污水处理回用在国外已经非常普遍。在我国，中水回用也是必然趋势。现有技术中膜生物反应器(膜生物反应器membranebioreactor，MBR)具有出水水质好、出水可直接回用、设备占地面积小、活性污泥浓度高、剩余污泥产量低和便于自动控制等优点，已成为中水回用的热门技术。但是净化处理过程中的膜污染一直是制约膜生物反应器广泛应用的主要原因之一，因为，膜污染会导致膜生物反应器的运行费用增加，维护难度增大。
众多研究表明，膜区污泥浓度与膜污染的速度呈很好的正相关性。Fane等早在1981年就报道过膜污染与污泥浓度(MLSS)成线性增长关系；此后Shimizu在研究中发现，膜通量的下降与污泥浓度的增加成对数关系；K.Yamamoto等的研究认为，在传统型膜生物反应器中，MLSS质量浓度超过一定界限值，膜通量就会急剧下降；S.Katayon等人在利用膜生物反应器处理食品废水时发现，随着MLSS的增加，平均通量从5.03L/m2·h降至2.27L/m2·h；R.Shane Trussell的研究同样表明，随着污泥浓度的增高，膜污染速度加剧。
传统的膜生物反应器中，由于膜生物反应器内污泥浓度较高，且膜生物反应器内污泥浓度与膜组件表面的污泥浓度相同，因此在对水进行较长时间净化处理过程后其膜污染会非常严重，影响水的后续净化效果。更换新的膜组件会导致成本增加。
发明内容
为了解决现有技术中存在的传统膜生物反应器中，由于膜生物反应器内污泥浓度较高，且膜生物反应器内污泥浓度与膜组件表面的污泥浓度相同，因此在对膜生物反应器内水进行较长时间净化处理后，会导致膜污染非常严重，影响水的后续净化效果，多次更换膜组件会导致成本增加这一技术问题，本发明提供了一种污水深度处理方法。
为了解决现有技术中存在的传统膜生物反应器中，由于膜生物反应器内污泥浓度较高，且膜生物反应器内污泥浓度与膜组件表面的污泥浓度相同，导致膜生物反应器正常运行较短的时间就会出现严重的膜污染，膜的正常使用周期较短，清洗频繁，膜组件使用寿命短，增加了膜组件的维护和更换成本这一技术问题，本实用新型提供了一种泥水旋流预分离型膜生物反应器。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为提供一种污水深度处理方法，所述污水深度处理方法包括步骤：第一、将污水深度处理装置划分为生物反应区、导流区、泥水分离区和膜区；第二、将所述生物反应区与所述膜区进行分隔；第三、使所述生物反应区内的泥水混合液在进入所述膜区前，通过所述泥水分离区沉降污泥；第四、通过所述导流区的水力冲刷，使所述泥水分离区内沉降的污泥重新回到所述生物反应区。
根据本发明的一优选技术方案：所述第二步中通过隔板将所述生物反应区与所述膜区进行分隔。
根据本发明的一优选技术方案：所述第三步中通过所述泥水分离区沉降污泥是通过所述污水深度处理装置上设置的与所述膜生物反应器主体底面呈一定倾角的斜板实现的。
根据本发明的一优选技术方案：所述第四步中所述导流区为通过与所述隔板相配合使用的导流板围成。
为了解决现有技术问题，本发明还提供了一种泥水旋流预分离型膜生物反应器，该膜生物反应器包括膜生物反应器主体，在所述膜生物反应器主体上设置有导流构件、阻挡构件和与所述膜生物反应器主体底面呈一定倾角的工作面；所述导流构件、所述阻挡构件和所述工作面将所述膜生物反应器主体分割成生物反应区、导流区、泥水分离区和膜区。
根据本发明的一优选技术方案：所述膜生物反应区、所述导流区、所述泥水分离区和所述膜区相互连通。
根据本发明的一优选技术方案：所述工作面为所述膜生物反应器主体的一部分。
根据本发明的一优选技术方案：所述工作面为安装在所述膜生物反应器主体上的斜板。
根据本发明的一优选技术方案：所述导流构件为安装在所述膜生物反应器主体上的导流板。
根据本发明的一优选技术方案：所述阻挡构件为安装在所述膜生物反应器主体上的挡板。
本发明技术中污水深度处理方法原理简单，对污水的深度处理高效，实用。所述膜生物反应器结构设计合理，通过该结构的改进有效的缓减了膜污染，提高了膜组件的正常使用寿命，使膜生物反应器的运行费用和维护管理费用大大降低，有助于膜生物反应器的广泛应用，本发明技术具有很高的实用价值。
附图说明
图1.本发明污水深度处理方法及泥水旋流预分离型膜生物反应器中污水深度处理方法流程图；
图2.本发明污水深度处理方法及泥水旋流预分离型膜生物反应器中泥水旋流预分离型膜生物反应器第一结构示意图；
图3.本发明污水深度处理方法及泥水旋流预分离型膜生物反应器中泥水旋流预分离型膜生物反应器第二结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行说明：
请参阅图1本发明污水深度处理方法及泥水旋流预分离型膜生物反应器中污水深度处理方法流程图；如图1所示所述污水深度处理方法包括步骤：第一、将污水深度处理装置划分为生物反应区16、导流区17、泥水分离区18和膜区19；第二、将所述生物反应区16与所述膜区19进行分隔；第三、使所述生物反应区16内的泥水混合液在进入所述膜区19前，通过所述泥水分离区18沉降污泥；第四、通过所述导流区17的水力冲刷，使所述泥水分离区18内沉降的污泥重新回到所述生物反应区16。
请参阅图2本发明一种泥水旋流预分离型膜生物反应器第一结构示意图和图3本发明一种泥水旋流预分离型膜生物反应器第二结构示意图。如图所示本发明一种泥水旋流预分离型膜生物反应器包括曝气泵1；气体流量计2；曝气头3；进水泵4；液体流量计5；液位控制器6；导流构件7(导流板)；阻挡构件8(挡板)；膜组件9；负压表10；液体流量计11；PLC控制器12；抽吸泵13；污泥泵14；污泥浓度在线监测仪15；生物反应区16；导流区17；泥水分离区18；膜区19和工作面20(斜板)。图1中所述工作面20为所述膜生物反应器主体的一部分。图3中所述工作面20为安装在所述膜生物反应器主体底面上的斜板。
以下对本发明一种泥水旋流预分离型膜生物反应器的工作过程进行说明：
首先将经预处理的原水经所述进水泵4进入所述泥水旋流预分离型膜生物反应器的所述生物反应区16，进水量通过所述液体流量计5控制，所述泥水旋流预分离型膜生物反应器内的液位通过所述液位计6控制，若所述泥水旋流预分离型膜生物反应器中液位超过预定值，则关闭所述曝气装置1(曝气泵)，当所述泥水旋流预分离型膜生物反应器中液位低于预定值，则开启所述曝气装置1(曝气泵)。所述泥水旋流预分离型膜生物反应器的供氧由所述曝气装置1(曝气泵)提供，供气量通过所述气体流量计2控制。所述生物反应区16中的泥水混合液由于曝气的作用，形成向上流，而在所述导流构件7(导流板)和所述阻挡构件8(挡板)的作用下，部分泥水混合液进入所述导流区17，形成向下流。部分泥水混合液仍回至所述生物反应区16，另一部分进入所述泥水分离区18。泥水混合液在所述泥水分离区18得到了有效的分离，污泥被截留、沉淀在所述泥水分离区18内，污水则进入到所述膜区19。所述膜区19内的污水在所述抽吸泵13的抽吸作用下，经所述膜组件9的截留分离，使其中大于膜孔径的杂质得到分离。膜的出水流量通过所述液体流量计11控制，所述抽吸泵13通过所述控制器12控制，实现间隙运行，这样有利于防止膜表面由于长时间的连续抽吸而形成稳定的泥层，从而进一步缓减膜污染。所述膜组件9的膜污染状况通过所述负压表10体现，当负压表值达到预定值时，需对所述膜组件9进行清洗。所述泥水分离区18中泥层的厚度通过所述污泥浓度在线监测仪15控制，当污泥层过高时，开启所述污泥泵14，进行排泥，当污泥层降到预定高度时，所述污泥泵14停止运行。
本发明技术通过对传统一体式膜生物反应器的生物反应区进行合理设计，将所述生物反应区16和所述膜区19进行有效的分隔。所述生物反应区16中的泥水混合液在进入所述膜区19前，通过所述泥水分离区18使活性污泥得到有效沉降，这将有利于缓减膜污染。通过设置所述导流构件7(导流板)、所述阻挡构件8(挡板)和所述工作面20(斜板)，使泥水混合液不仅能在所述泥水分离区18得到有效分离，而且由于所述导流区17的水力冲刷，使所述泥水分离区18的部分污泥将会重新回到所述生物反应区16中，使污泥得到有效的利用。通过设置所述泥水分离区18，使形成的污泥层既能起到滤层的作用，同时由于没有足够的溶解氧进入泥层，使泥层形成很好的缺氧和厌氧区，有利于进行反应硝化作用，将能有效提高反应器的脱氮能力。
本发明技术中污水深度处理方法原理简单，对污水的深度处理高效，实用。膜生物反应器结构设计合理，通过该结构的改进有效的缓减了膜污染，大大延长了膜正常使用的周期，提高了膜组件的正常使用寿命，使膜生物反应器的运行费用和维护管理费用大大降低，有助于膜生物反应器的广泛应用，本发明技术具有很高的实用价值。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种污水深度处理方法，其特征在于：所述污水深度处理方法包括步骤：
A：将污水深度处理装置划分为生物反应区(16)、导流区(17)、泥水分离区(18)和膜区(19)；
B：将所述生物反应区(16)与所述膜区(19)进行分隔；
C：使所述生物反应区(16)内的泥水混合液在进入所述膜区(19)前，通过所述泥水分离区(18)沉降污泥；
D：通过所述导流区(17)的水力冲刷，使所述泥水分离区(18)内沉降的污泥重新回到所述生物反应区(16)。
2.根据权利要求1所述污水深度处理方法，其特征在于：所述步骤B中通过隔板将所述生物反应区(16)与所述膜区(19)进行分隔。
3.根据权利要求1所述污水深度处理方法，其特征在于：所述步骤C中通过所述泥水分离区(18)沉降污泥是通过所述污水深度处理装置上设置的与所述膜生物反应器主体底面呈一定倾角的斜板实现的。
4.根据权利要求1所述污水深度处理方法，其特征在于：所述步骤D中所述导流区(17)为通过与所述隔板相配合使用的导流板围成。
5.一种泥水旋流预分离型膜生物反应器，包括膜生物反应器主体，其特征在于：在所述膜生物反应器主体上设置有导流构件(7)、阻挡构件(8)和与所述膜生物反应器主体底面呈一定倾角的工作面(20)；所述导流构件(7)、所述阻挡构件(8)和所述工作面(20)将所述膜生物反应器主体分割成生物反应区(16)、导流区(17)、泥水分离区(18)和膜区(19)。
6.根据权利要求5所述泥水旋流预分离型膜生物反应器，其特征在于：所述生物反应区(16)、所述导流区(17)、所述泥水分离区(18)和所述膜区(19)相互连通。
7.根据权利要求5所述泥水旋流预分离型膜生物反应器，其特征在于：所述工作面(20)为所述膜生物反应器主体的一部分。
8.根据权利要求5所述泥水旋流预分离型膜生物反应器，其特征在于：所述工作面(20)为安装在所述膜生物反应器主体上的斜板。
9.根据权利要求5所述泥水旋流预分离型膜生物反应器，其特征在于：所述导流构件(7)为安装在所述膜生物反应器主体上的导流板。
10.根据权利要求5所述泥水旋流预分离型膜生物反应器，其特征在于：所述阻挡构件(8)为安装在所述膜生物反应器主体上的挡板。
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