CN101948167B - 用于污水处理的膜生物反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于污水处理的膜生物反应器，包含管式膜、壳体和曝气污泥射流设备，管式膜通过密封胶水或者密封圈固定连接在壳体上，管式膜的外壁和壳体形成密封的清水侧，曝气污泥射流设备安装在壳体和管式膜的下部，曝气污泥射流设备采用间歇式的运行模式，使空气曝气和污泥射流间歇进入管式膜中，壳体上接清水出口。此结构可以降低能耗，并提高抗污能力。

Description

用于污水处理的膜生物反应器

技术领域

本发明涉及一种新型的膜生物反应器，适用于污水处理领域。 

背景技术

膜生物反应器技术作为新型的污水处理技术，因为其出水水质好而且稳定的优点，已经被广泛应用于生活污水和工业污水的处理。目前使用的膜生物反应器组件主要有两种形式，一种是外置式的膜生物反应器(如图1所示)，一种是浸没式的膜生物反应器(如图2所示)。外置式的膜生物反应器多采用管式膜组件，其特点是通量大，抗污染效果好，但是能耗比较高，主要用于高浓度的工业废水或者垃圾渗滤液的处理。浸没式的膜生物反应器多采用中空纤维膜或者板式膜，靠抽吸泵或者重力流产水，能耗也比较低，依靠曝气带动膜蠕动和冲刷膜表面来控制污染，通量较低，比较不耐污染，目前主要用于生活污水的处理。 

目前的浸没式膜生物反应器不耐污染，主要原因是全部采用外压式，相比外置式内压式的组件，其污泥和曝气的流道不规则，空气模拟冲刷的效果不理想。如图4所示，图中圆圈表示空气，悬空部分的中空纤维，上方箭头为处理后的水出口，中空纤维膜组件中污泥容易富集在中空纤维膜膜丝两端，造成污泥淤积和膜丝断裂。又如图3所示，平板的上方固定过滤膜板，上方箭头为处理后的水出口，平板的下方固定曝气头，空气由此曝气头进入，图中圆圈表示空气，活性污 泥由平板的下方进入，在平板膜组件中，污泥容易淤积在板式膜膜板之间。而外置式膜组件因为污泥是走的膜内流道，因此可以保证膜表面的冲刷效果，防治污泥富集，所以污染控制效果好；但外置式膜组件因为要将污泥用大流量的循环泵将污泥打入膜内部，因此能耗较高。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于污水处理的膜生物反应器，以降低能耗，并提高抗污能力。 

为了达成上述目的，本发明的解决方案是： 

用于污水处理的膜生物反应器，包含管式膜、壳体和曝气污泥射流设备，管式膜通过密封胶水或者密封圈固定连接在壳体上，管式膜的上下端面均为开口，管式膜的外壁和壳体形成密封的清水侧，曝气污泥射流设备安装在壳体和管式膜的下部，曝气污泥射流设备采用间歇式的运行模式，使空气曝气和污泥射流间歇进入管式膜中，壳体上接清水出口。 

所述曝气污泥射流设备具有污泥进口和空气进口。 

所述管式膜的管径为4～24.5mm，组件高度为0.5～10m。 

所述管式膜是微滤膜或者超滤膜，膜孔径在0.01～1.0微米之间。 

所述管式膜为内涂层的管式膜，材质是聚偏氟乙烯(PVDF)或者聚醚砜(PS)。 

本发明使用时，整个反应器浸没在活性污泥中，通过曝气污泥射流设备将污泥和空气的混合物间歇性地打入管式膜内部，然后沿膜内壁向上流动，从管式膜顶部流出；同时采用抽吸或者重力流的方法将 清水从管式膜外部壳体内部收集出来。 

本发明是将管式膜组件流道规则的优点和浸没式空气冲刷、节省能耗的优点结合起来，将管式膜组件配以独特的污泥空气射流装置，然后将组件浸没在污泥中，并且采用内压式的运行模式运行管式膜组件，使用空气和污泥混合物间歇性地冲刷膜管内壁，从而控制膜污染。这样结构的组件和改性的运行模式，因为不需要连续曝气，可以将管式膜组件的运行能耗降低到比普通浸没式膜组件更低的水平，能耗仅为普通外置式膜生物反应器组件的10％-50％；同时这种组件又具有内压式管式膜组件流道规则，抗污染的特点，抗污染性优于传统中空或者板式的膜生物反应器组件，清洗频率仅为传统浸没式组件的20％-50％。因此这种组件既适合用于生活污水的处理，也适用于高浓度的工业废水或者垃圾渗滤液的处理。 

附图说明

图1是传统的外置式膜生物反应器的运行模式； 

图2是传统的浸没式膜生物反应器的运行模式； 

图3是传统的浸没式膜生物反应器板框组件示意图； 

图4是传统的浸没式膜生物反应器中空纤维组件示意图； 

图5是本发明的构造示意图； 

图6是本发明的使用方法示意图。 

具体实施方式

如图5和图6所示，本发明提示的用于污水处理的膜生物反应器， 包含管式膜1、壳体2和曝气污泥射流设备3。 

管式膜1通过密封胶水或者密封圈固定连接在壳体2上，管式膜1的上下端面均为开口，使得单个膜管的上下通透，污泥和空气的混合物可以自由地流动。管式膜1的管径通常为4～24.5mm，组件高度为0.5～10m。管式膜1可根据需要选择微滤膜或者超滤膜，膜孔径在0.01～1.0微米之间。管式膜1为内涂层的管式膜，材质可以是聚偏氟乙烯(PVDF)或者聚醚砜(PS)。 

壳体2为密封容器，壳体2和管式膜1的外壁形成密封的清水侧，壳体2上接清水出口，此清水出口可以连接一个收集管21和抽吸泵(图中未示出)，将清水抽出，或者依靠重力流，直接连至低位的清水收集池(图中未示出)。 

曝气污泥射流设备3安装在壳体2和管式膜1的下部，曝气污泥射流设备3采用间歇式的运行模式，使空气曝气和污泥射流间歇进入管式膜1中。如图中所示曝气污泥射流设备3具有污泥进口32和空气进口31，污泥和曝气射头每隔一定时间同时冲洗膜管式膜1内部。 

本发明使用时，如图6所示，整个反应器浸没在活性污泥池/MBR池4中，通过曝气污泥射流设备3将污泥进口32输送的污泥和由空气进口31输送的空气混合，并将混合物间歇性地打入管式膜1内部，然后沿膜内壁向上流动，从管式膜1顶部流出，再由出口41使活性污泥回流；同时通过收集管21采用抽吸或者重力流的方法将清水从管式膜1外部壳体2内部(即清水侧)收集出来。 

本发明将管式膜组件做成浸没式的膜生物反应器，配以改善的组件形式和运行模式，可以达到耐污染，节约能耗的目的。本发明的膜生物反应器也可以采用不定期的在线和离线化学清洗。 

实施例 

使用管径为12.5毫米，截留分子量为10万，膜孔径为0.03微米的PVDF管式膜组件处理高浓度制药废水，活性污泥浓度为10-12g/L，出水澄清，完全不含悬浮物，COD低于100mg/L；而且能耗远低于传统形式的膜生物反应器组件，化学清洗的周期更长，化学药剂费用更低。 

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明实施范围的限定，凡依本发明的设计要点所做的变化与修饰，均落入其保护范围。 

Claims (6)

1.用于污水处理的膜生物反应器，其特征在于：包含管式膜、壳体和曝气污泥射流设备，管式膜密封固定连接在壳体上，管式膜的上下端面均为开口，管式膜的外壁和壳体形成密封的清水侧，曝气污泥射流设备安装在壳体和管式膜的下部，曝气污泥射流设备采用间歇式的运行模式，壳体上接清水出口。

2.如权利要求1所述用于污水处理的膜生物反应器，其特征在于：所述管式膜通过密封胶水或者密封圈固定连接在壳体上。

3.如权利要求1所述用于污水处理的膜生物反应器，其特征在于：所述曝气污泥射流设备具有污泥进口和空气进口。

4.如权利要求1所述用于污水处理的膜生物反应器，其特征在于：所述管式膜的管径为4～24.5mm，组件高度为0.5m～10m。

5.如权利要求1所述用于污水处理的膜生物反应器，其特征在于：所述管式膜是微滤膜或者超滤膜，膜孔径在0.01～1.0微米之间。

6.如权利要求1所述用于污水处理的膜生物反应器，其特征在于：所述管式膜为内涂层的管式膜，材质是聚偏氟乙烯或者聚醚砜。

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