CN102092896B - 一种双膜式生物反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双膜式生物反应器，包括外罐体、内罐体、生物填料、曝气管、膜丝、膜丝曝气管和布水管，外罐体下部设置承重格栅固定于外罐体，内罐体设置于外罐体中间，在两个罐体中形成生物膜反应区和膜分离过滤区，内罐体和外罐体之间为生物膜反应区，外罐体生物膜反应区的上部设置有布水管、溢流槽和溢流口，中部设置有生物填料通过曝气以培植生物膜，生物填料由承重格栅承托，底部设置有曝气管和排污阀，内罐体为膜分离过滤区，上部设置有膜出水管，中间设置有柱式膜丝，膜丝中间设置有膜丝曝气管。本发明的主要特点是结构简单、操作简便、去污能力强、处理效果好，运行稳定可靠，经处理后的出水可做中水回用，适合各种生活污水和工业有机废水的处理，符合国家节能减排、循环经济政策。<u />

Description

一种双膜式生物反应器

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及以生物滤池-膜组成的一种双膜式生物反应器。

背景技术

膜生物反应器是一种广泛用于处理生活污水和工业有机废水的装置，一般由生物反应器和膜组件组成，该种反应器通过膜的过滤可以将悬浮物质或胶体等物质截留，过滤清液可以达到中水回用标准。下面为检索到的现有技术：

中国专利ZL200720156269.4，一种双膜式水处理工艺装置，是本发明人的一项实用新型专利。该装置主要由箱体、生物膜滤层、膜组件、出水泵、紫外线消毒仪等构成，生物膜滤层由沸石、陶粒、焦炭、活性炭等多种多孔隙滤料并按不同粒径、不同比重组装成反粒度过滤装置，以强化滤层的物理截污能力，通过生物膜滤层的物理截污和生物吸附化解，使原水中的悬浮污物、有机污染物大大减少，经膜处理后的出水由出水泵抽至紫外线消毒仪进行消毒灭菌，消毒后的清水可外排或回用，该装置适用于饮用水源的净化处理、城市污水的处理和医院污水的处理。但是，该装置经过长时间运行后污泥不可避免的蓄积在膜丝上，造成膜丝的堵塞和处理能力的下降。

中国专利CN200710148440.1，粉末活性炭强化内置束式膜生物反应器。该发明采用一种束式中空纤维膜组件，通过粉末活性炭的投加，使生物系统形成具有良好沉淀性能的颗粒状污泥，减少中空纤维膜的污堵。同时粉末活性炭和膜生物反应器产生协同效应，可将废水中难生物降解的有机物进行吸附降解，提高系统处理能力和出水水质。束式中空纤维膜组件，在运行中可以充分排散空气、防止污泥堵塞，气洗效果好、出水通量稳定。但该反应器的膜组件在污水中经长时间的运行很容易导致膜组件的污染和浓差极化现象的发生，从而使出水水质水量受到很大的影响。

中国专利CN200810190950.X，一种生活污水一体化处理装置。该发明是一种处理不包含冲厕水的非传统生活污水一体化处理装置。其结构包括反应容器、生物填料和微滤膜组件，反应容器内一侧设有进水管，进水管一端向反应容器内底部延伸，并与反应容器底部进水系统的曝气管相连；反应容器内另一侧设有进气管，进气管一端向反应容器内底部延伸，并与反应容器底部进气系统的曝气管相连；填料串联后悬挂于进水系统的曝气管的曝气孔上。该装置占地面积小，流程简单，运行费用低，是一种经济的污水处理装置。但是，该装置的膜组件长时间使用后容易产生堵塞，降低污水处理效果，而且处理的污水有特殊要求，不适用于处理一般的生活污水和浓度较高成分较复杂的有机废水。

中国专利CN200910082970.X，一种压力式悬浮床膜生物反应器工艺与装置。该发明的技术特征是：其结构由压力式膜生物反应器、射流加压曝气装置和清水池组成。压力式膜生物反应器内装有特殊悬浮载体，其在混合液中呈均匀流化态，促进污染物向生物膜传质；悬浮载体微生物相多样化，为特殊菌群生长提供环境；射流加压曝气克服了射流器负压对反应器内压力的影响，提高氧传递效率，加快微生物对有机物的降解速度；采用膜过滤出水，因内外压差省去抽水泵，节约成本和能耗，实现固液良好分离。该反应器占地少、对进水有机物及有毒害物质负荷变化的适应性强、易于运行管理，适宜于中高浓度难降解有机废水的处理，但由于采用射流加压曝气，受氧面小、布气不均匀、易造成死角，出水通量无法控制，在进水水量水压达不到膜出水驱动压力时，就会使膜组件运行受到影响，甚至不能出水，因而操作管理难度大，运行效果不理想。

中国专利CN200910051461.0，活性污泥与生物膜协同作用的污水处理方法及处理设备。该发明的设备由内外两层组成，内层，是完全的活性污泥生物处理区，外层，是生物膜与活性污泥协同作用的生物处理区。处理方法即首先进行活性污泥厌氧处理阶段，在此阶段通过控制回流污泥量并停留一定时间后，将经厌氧处理阶段处理的污水经内层出水管进入外层生物膜与活性污泥的协同处理区，最终达排放要求的污水从设备外层的出水口排出。该发明运行方式灵活，节省工程的投资，减少占地面积，工艺流程短，但该专利技术工作过程不稳定，难达到高质量出水要求。

发明内容

本发明的目的是为解决以上所述现有技术中的不足，提供一种双膜式生物反应器。

本发明是这样实现的：

一种双膜式生物反应器，其结构包括外罐体、内罐体、生物填料、曝气管、中空纤维膜丝、膜丝曝气管和布水管，外罐体下部设置承重格栅固定于外罐体，内罐体设置于外罐体中间，在两个罐体中形成生物膜反应区和膜分离过滤区，内罐体和外罐体之间为生物膜反应区，外罐体生物膜反应区的上部设有布水管、溢流槽和溢流口，中部设有生物填料通过曝气以培植生物膜，生物填料由承重格栅承托，底部设有曝气管和排污口，内罐体为膜分离过滤区，上部设有膜出水管，中间设有柱式中空纤维膜丝，膜丝中间设有膜丝曝气管。

以上所述的承重格栅，是采用钢条格栅或钢板花板的承重格栅。

以上所述的曝气管，是采用塑料管或钢管或不锈钢管布孔均匀的直管或环型微孔曝气管。

以上所述的布水管，是采用塑料管或钢管或不锈钢管布孔均匀的直管或环型布水管。

以上所述的膜出水管，是设置在膜分离过滤区上与膜丝组相通的塑料管或钢管或不锈钢管的出水管。

本发明的工艺过程如下：

污水经过外罐体的布水管进入生物膜反应区，通过曝气与生物填料充分反应，其中，生物填料采用沸石、陶粒、焦炭、活性炭等多孔滤料，根据各种滤料的粒径大小和不同质重，配置为反粒度滤层装置，这些滤料有效的吸附和截留污水中的有机污染物和悬浮物，在微孔曝气管的充氧作用下，培植形成生物膜对污水中的有机物质进行降解分离，提高曝气强度的情况下可以加速生物反应和过滤能力，可以在一定程度上可控制剩余污泥的产生和沉积。在生物膜反应区的上部设有溢流槽和溢流口，可以将过量进水返流回原污水池，防止污水外溢。经生物反应和过滤后，沉淀的污泥由排污口排出，原污水由生物膜反应区的底部进入内罐体的膜分离过滤区，与膜丝反应，膜丝采用中空纤维材料，多根柱式排列，中间装有微孔曝气管，与罐体底部的曝气管相接通，曝气产生气流均匀分布，对膜丝进行抖动冲刷，以防止膜丝聚集污泥造成堵塞。膜分离过滤后沉淀的污泥由排污口排出，经处理的水由膜出水管流出，处理出水可以做中水回用。

本发明的主要优点是：

本发明的双膜式生物反应器结构简单、操作简便、去污能力强、处理效果好，运行稳定可靠，经处理后的出水可做中水回用，适合各种生活污水和工业有机废水的处理，符合国家节能减排、循环经济政策。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中标识：1-外罐体，2-布水管，3-溢流槽，4-溢流口，5-生物填料，6-曝气管，7-排污阀，8-承重格栅，9-膜丝，10-膜出水管，11-内罐体，12-膜丝曝气管。

具体实施方式

实施例1：

如图所示，一种双膜式生物反应器，包括外罐体1、内罐体11、生物填料5、曝气管6、膜丝9、膜丝曝气管12和布水管2，曝气管6由布孔均匀的塑料管组成，布水管2由布孔均匀的塑料管组成，外罐体1下部设承重格栅8固定于外罐体1，承重格栅8由钢板花板制成，内罐体11设置于外罐体1中间，在承重格栅8上面的两个罐体中形成生物膜反应区和膜分离过滤区，内罐体11外面为生物膜反应区、里面为膜分离过滤区，上部设有环型布水管2、溢流槽3和溢流口4，中下部设有生物填料5，通过曝气以培植生物膜，生物填料5由承重格栅8承托，底部设有曝气管6和排污阀7，内罐体11为膜分离过滤区，上部设有膜出水管10，膜出水管10与膜丝相通，采用塑料管制成，中间设有柱式膜丝9，底部设有膜丝曝气管12。

实施例2：

如图所示，一种双膜式生物反应器，包括外罐体1、内罐体11、生物填料5、曝气管6、膜丝9、膜丝曝气管12和环型布水管2，曝气管6由布孔均匀的不锈钢管组成，布水管2由布孔均匀的钢管组成，外罐体1下部设承重格栅8固定于外罐体1，承重格栅8由钢条格栅制成，内罐体11设置于外罐体1中间，在承重格栅8上面两个罐体中形成生物膜反应区和膜分离过滤区，内罐体11外面为生物膜反应区、里面为膜分离过滤区，上部设有环型布水管2、溢流槽3和溢流口4，中下部设有生物填料5，通过曝气以培植生物膜，生物填料5由承重格栅8承托，底部设有曝气管6和排污阀7，内罐体11为膜分离过滤区，上部设有膜出水管10，膜出水管10与膜丝相通，采用钢管制成，中间设有柱式膜丝9，底部设有膜丝曝气管12。

实施例3：

如图所示，一种双膜式生物反应器，包括外罐体1、内罐体11、生物填料5、曝气管6、膜丝9、膜丝曝气管12和环型布水管2，曝气管6由布孔均匀的钢管组成，布水管2由布孔均匀的不锈钢管组成，外罐体1下部设承重格栅8固定于外罐体1，承重格栅8由钢条格栅制成，内罐体11设置于外罐体1中间，在承重格栅8上面的两个罐体中形成生物膜反应区和膜分离过滤区，内罐体11外面为生物膜反应区、里面为生物膜反应区，上部设有环型布水管2、溢流槽3和溢流口4，中部设有生物填料5通过曝气以培植生物膜，生物填料由承重格栅8承托，底部设有穿孔环型曝气管6和排污冷藏7，内罐体11为膜分离过滤区，上部设有膜出水管10，膜出水管10与膜丝相通，采用不锈钢管制成，中间设有柱式膜丝9，底部设有膜丝曝气管12。

本发明的工艺过程如下：

污水经过外罐体1的环型布水管2进入生物膜反应区，与生物填料5充分反应，其中，生物填料5采用沸石、陶粒、焦炭、活性炭等多孔滤料，根据各种滤料的粒径大小和不同质重，配置为反粒度滤层装置，这些滤料有效的吸附和截留污水中的有机污染物和悬浮物，在曝气管6的充氧作用下，培植形成生物膜对污水中的有机污染物进行降解分离，提高曝气强度的情况下可以加速生物反应过滤能力，可以在一定程度上控制剩余污泥的产生和沉积。在生物膜反应区的上部设有溢流槽和溢流口4，可以将过量进水返流回原污水池，防止污水外溢。经生物膜过滤后，沉淀的污泥由排污阀7排出，原污水由生物膜反应区的底部进入内罐体11的膜分离过滤区，与膜丝9反应，膜丝9采用中空纤维材料，多根柱式排列，中间装有微孔曝气管12，与罐体底部的曝气管相接通，曝气产生气流均匀分布，一方面对膜丝9进行抖动，以防止膜丝9聚集污泥造成堵塞。膜过滤后沉淀的污泥由排污阀7排出，经处理的水由膜出水管10流出，经处理后的出水可以做中水回用。

本反应器经过长时间运行后，需要对生物填料5和膜丝9进行冲洗，其冲洗的步骤方法是：一、关闭布水管2、开启曝气管6和膜曝气管12进行曝气，利用高压气流对膜丝和填料层进行冲刷；二、关闭布水管2、关闭曝气管6和膜曝气管12，将排污阀7接通大流量水泵，将自来水或经处理后的净水经排污阀7打进罐中，利用大流量水流冲洗膜丝和填料，松动生物填料5滤层，将污物冲洗掉；三、关闭布水管2、打开曝气管6和膜丝曝气管12，同时，将排污阀7接通大流量水泵，将自来水或经处理后的净水经排污阀7打进罐中，对膜丝和填料滤层进行气、水联合冲洗，冲洗下来的沉积物从溢流口4向外排除，最后撤除水泵，打开排污阀7，将罐内剩余的污泥及污水排出，经过上述三个冲洗步骤处理后，恢复反应器原来的废水处理功能状态。

Claims (5)

1.一种双膜式生物反应器，其结构包括外罐体(1)、内罐体(11)、生物填料(5)，其特征在于：设置有曝气管(6)、膜丝(9)、膜丝曝气管(12)和布水管(2)，外罐体(1)下部设承重格栅(8)，承重格栅(8)固定于外罐体(1)，内罐体(11)设置于外罐体(1)中间的承重格栅(8)上，形成生物膜反应区和膜分离过滤区；内罐体(11)外和外罐体(1)之间为生物膜反应区，外罐体(1)生物膜反应区的上部设置有布水管(2)、溢流槽(3)和溢流口(4)，生物膜反应区设置有生物填料(5)，通过曝气以培植生物膜，生物填料(5)由承重格栅(8)承托，底部设置有曝气管(6)和排污阀(7)，内罐体(11)内为膜分离过滤区，上部设置有膜出水管(10)，中间设置有柱式中空纤维膜丝(9)，柱式中空纤维膜丝(9)中间设置有膜丝曝气管(12)；

所述的生物填料（5）采用沸石、陶粒、焦炭和/或活性炭多孔滤料，根据各种滤料的粒径大小和不同质重，配置为反粒度滤层装置；

所述的膜丝（9）采用中空纤维材料，多根柱式排列，中间装有的膜丝曝气管(12)为微孔曝气管，膜丝曝气管(12)与罐体底部的曝气管（6）相接通，曝气产生气流均匀分布，对膜丝（9）进行抖动，防止膜丝（9）聚集污泥造成堵塞。

2.根据权利要求1所述的一种双膜式生物反应器，其特征在于：所述的承重格栅(8)采用钢条格栅或钢板花板。

3.根据权利要求1所述的一种双膜式生物反应器，其特征在于：所述的曝气管(6)采用塑料管或钢管均匀布孔的环型微孔曝气管。

4.根据权利要求1所述的一种双膜式生物反应器，其特征在于：所述的布水管(2)采用塑料管或钢管均匀布孔的环型布水管。

5.根据权利要求1所述的一种双膜式生物反应器，其特征在于：所述的膜出水管(10)是设在膜分离过滤区、与柱式中空纤维膜丝(9)相通的、采用塑料管或钢管的出水管。