CN102161552A - 一种强化除磷膜生物反应装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种强化除磷膜生物反应装置，包括反应池，第一导流墙、第二导流墙、第三导流墙，夹层式导流墙和第五导流墙，搅拌器设置在兼氧区内，在夹层式导流墙夹层内的下部设置有由凹槽和凸起组成的连接装置，凹槽的一端与膜过滤区相通，凸起的内部设置有连接厌氧区和膜过滤区的通道，原水管路与投加混凝剂管路分别与静态混合器连接后再与反应池连接，第一膜组件下方设置有第一曝气器，本发明采用前置投加混凝剂，强化污泥絮体形成和对水中磷的吸附网捕作用，达到除磷的效果；投加混凝剂后形成的絮状污泥有利于延缓膜污染的发展，延长膜清洗周期；逐级消耗污泥中的溶解氧，有效避免了膜过滤区回流污泥中富氧导致厌氧区磷释放受到影响的问题。

Description

一种强化除磷膜生物反应装置

技术领域

本发明涉及一种废水处理设备，特别是涉及一种膜生物反应器。

背景技术

膜-生物反应器(Membrane bioreactor，MBR)是一种膜分离技术与微生物学、生物化学等相结合进行废水处理的新工艺，主要由“膜组件，生物反应器和物料输送”三部分组成.它与传统的生化污水处理技术相比，具有固液分离效果好、生化效率高、出水水质优、设备集中、占地面积小、污泥浓度高、污泥负荷低、便于管理和自动控制等优点，基本解决了传统的活性污泥法存在的污泥膨胀、污泥浓度低等因素造成的出水水质达不到中水回用要求的问题，在中水回用和废水处理中有广阔的应用前景。

由于水质富营养化日益严重，迫使越来越多的国家和地区制定严格的磷排放标准，因此MBR生物除磷工艺的开发也日益受到关注。常见的MBR除磷工艺包括生物方法与化学方法，生物处理方法包括单一反应器间歇曝气工艺和缺氧-好氧(A/O)以及缺氧-厌氧-好氧A/A/O形式工艺，化学处理的方法包括化学凝聚沉淀，结晶除磷和吸附除磷等。

由于目前除磷机理还不很明晰，除磷工艺中的一些现象还没有得到圆满的解释，因此目前具有除磷功能的MBR还存在许多不足。例如在采用厌氧与好氧相结合的生物除磷MBR中，好氧池回流污泥携带的硝酸盐不利于厌氧环境的形成；MBR中往往将含有较高溶解氧浓度的污泥回流，如何将其中的溶解氧浓度消耗，营造除磷需要的厌氧环境也是需要进一步解决的问题；许多应用实践表明，MBR中单纯通过生物的方法很难使除磷的效率达到一个很高的水平，一般只能达到50-70％，因此如何进一步提升MBR的除磷能力，开发出MBR特有的除磷组合工艺也是需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种将化学除磷方法与生物除磷方法相结合的强化除磷膜生物反应装置。

本发明的第二个目的是在另一种强化除磷膜生物反应装置。

本发明的技术方案概述如下：

一种强化除磷膜生物反应装置，包括反应池(5)，反应池(5)内依次设置有第一导流墙(1)、第二导流墙(2)、第三导流墙(3)，夹层式导流墙(4)和第五导流墙(19)，第一导流墙(1)的底部、第三导流墙(3)的底部和夹层式导流墙(4)的底部分别与反应池(5)的底壁连接，第一导流墙(1)与反应池(5)的左侧壁之间为兼氧区(12)，第一导流墙(1)与夹层式导流墙(4)之间为厌氧区(15)，夹层式导流墙(4)和第五导流墙(19)之间为第一膜过滤区(16)，第一导流墙(1)的顶部和第三导流墙(3)的顶部与反应池(5)的顶壁的下表面构成液体通道，搅拌器(6)设置在兼氧区(12)内，第一膜组件(8)设置在第一膜过滤区(16)内，第二导流墙(2)的顶部与位于厌氧区(15)的反应池(5)的顶壁连接，第二导流墙(2)的底部与反应池(5)底壁的上表面构成液体通道，第五导流墙(19)的底部与反应池底壁的上表面构成液体通道，在夹层式导流墙(4)夹层内的下部设置有由凹槽和凸起组成的连接装置(18)，所述凹槽的一端与第一膜过滤区(16)相通，所述凸起的内部设置有连接厌氧区(15)和膜过滤区(16)的通道，在反应池(5)的位于厌氧区(15)和第一膜过滤区(16)的下部分别设置有剩余污泥收集管出口(11)和(10)，剩余污泥收集管出口(11)和(10)通过污泥回流管路(13)与位于兼氧区(12)的反应池(5)的上部连接，在污泥回流管路(13)上设置有污泥回流泵(21)，原水管路(26)与投加混凝剂管路(17)分别与静态混合器(7)连接后再通过管路与位于兼氧区(12)的反应池(5)的上部连接，第一膜组件(8)的上部设置有出水管(14)，在出水管(14)上设置有产水泵(20)，在第一膜组件(8)的下方设置有第一曝气器(9)，第一曝气器(9)通过管路与曝气泵(22)连接。

所述第一导流墙、第二导流墙、第三导流墙、夹层式导流墙间的间距依次增大。

所述第一导流墙、第三导流墙、夹层式导流墙的高依次增加。

一种强化除磷膜生物反应装置，包括反应池(5)，反应池(5)内依次设置有第一导流墙(1)、第二导流墙(2)、第三导流墙(3)，夹层式导流墙(4)、第五导流墙(19)和第六导流墙(23)，第一导流墙(1)的底部、第三导流墙(3)的底部、夹层式导流墙(4)的底部和第五导流墙(19)的底部分别与反应池(5)的底壁连接，第一导流墙(1)与反应池(5)的左侧壁之间为兼氧区(12)，第一导流墙(1)与夹层式导流墙(4)之间为厌氧区(15)，夹层式导流墙(4)和第六导流墙(23)之间由第五导流墙(19)分隔为第一膜过滤区(16)和第二膜过滤区(27)，第一导流墙(1)的顶部和第三导流墙(3)的顶部与反应池(5)的顶壁的下表面构成液体通道，搅拌器(6)设置在兼氧区(12)内，第一膜组件(8)设置在第一膜过滤区(16)内，第二膜组件(24)设置在第二膜过滤区(27)内，第二导流墙(2)的顶部与位于厌氧区(15)的反应池(5)的顶壁连接，第二导流墙(2)的底部与反应池(5)底壁的上表面构成液体通道，第六导流墙(23)的底部与反应池底壁的上表面构成液体通道，在夹层式导流墙(4)夹层内的下部设置有由凹槽和凸起组成的连接装置(18)，所述凹槽的一端与第一膜过滤区(16)相通，所述凸起的内部分别设置有连接厌氧区(15)与第一膜过滤区(16)的通道(28)、连接厌氧区(15)与第二膜过滤区(27)的通道(29)，在反应池(5)的位于厌氧区(15)、和第二膜过滤区(27)的下部分别设置有剩余污泥收集管出口(11)和(10)，剩余污泥收集管出口(11)和(10)通过污泥回流管路(13)与位于兼氧区(12)的反应池(5)的的上部连接，在污泥回流管路(13)上设置有污泥回流泵(21)，原水管路(26)与投加混凝剂管路(17)分别与静态混合器(7)连接后再通过管路与位于兼氧区(12)的反应池(5)的上部连接，第一膜组件(8)的上部和第二膜组件(24)的上部设置有出水管(14)，在出水管(14)上设置有产水泵(20)，在第一膜组件(8)的下方设置有第一曝气器(9)，在第二膜组件(24)的下方设置有第二曝气器(25)，第一曝气器(9)和第二曝气器(25)分别通过管路与曝气泵(22)连接。

所述第一导流墙、第二导流墙、第三导流墙、夹层式导流墙间的间距依次增大。

所述第一导流墙、第三导流墙、夹层式导流墙的高依次增加。

本发明的优点：

1、采用前置投加混凝剂(可采用铁系、铝系等混凝剂)，强化污泥絮体形成和对水中磷的吸附网捕作用，达到除磷的效果；

2、投加混凝剂后形成的絮状污泥有利于延缓膜污染的发展，延长膜的清洗周期；

3、本发明的强化除磷膜生物反应装置，可逐级消耗污泥中的溶解氧，有效的避免了膜过滤区回流污泥中富氧导致厌氧区磷释放受到影响的问题；

4、导流墙的高度由小至大，可均衡各段中的流动速度，提高絮凝污泥对水中磷的吸附效果；

5、采用了气提式循环反应器的原理，通过夹层式导流墙夹层内的下部设置有由凹槽和凸起组成的连接装置的设计使膜过滤区底部的曝气器在曝气过程中产生气提效应，以便为厌氧区域内的流动提供足够的传质速率，使厌氧段中的各导流墙间的区域内的液体保持一定的流动速度，促进了各区域内的混合，克服了沉降污泥容易淤积影响处理效果的弊端。

附图说明

图1为本发明第一种强化除磷膜生物反应装置的结构示意图。

图2为第一种强化除磷膜生物反应装置膜单元局部示意图。

图3为本发明第二种强化除磷膜生物反应装置的结构示意图。

图4为第二种强化除磷膜生物反应装置的膜单元局部示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

一种强化除磷膜生物反应装置(见图1和图2)，包括反应池5，反应池5内依次设置有第一导流墙1、第二导流墙2、第三导流墙3，夹层式导流墙4和第五导流墙19，第一导流墙1的底部、第三导流墙3的底部和夹层式导流墙4的底部分别与反应池5的底壁连接，第一导流墙1与反应池5的左侧壁之间为兼氧区12，第一导流墙1与夹层式导流墙4之间为厌氧区15，夹层式导流墙4和第五导流墙19之间为第一膜过滤区16，第一导流墙1的顶部和第三导流墙3的顶部与反应池5的顶壁的下表面构成液体通道，搅拌器6设置在兼氧区12内，第一膜组件8设置在第一膜过滤区16内，第二导流墙2的顶部与位于厌氧区15的反应池5的顶壁连接，第二导流墙2的底部与反应池5底壁的上表面构成液体通道，第五导流墙19的底部与反应池底壁的上表面构成液体通道，在夹层式导流墙4夹层内的下部设置有由凹槽和凸起组成的连接装置18，所述凹槽的一端与第一膜过滤区16相通，所述凸起的内部设置有连接厌氧区15和膜过滤区16的通道，在反应池5的位于厌氧区15和第一膜过滤区16的下部分别设置有剩余污泥收集管出口11和10，剩余污泥收集管出口11和10通过污泥回流管路13与位于兼氧区12的反应池5的上部连接，在污泥回流管路13上设置有污泥回流泵21，原水管路26与投加混凝剂管路17分别与静态混合器7连接后再通过管路与位于兼氧区12的反应池5的上部连接，第一膜组件8的上部设置有出水管14，在出水管14上设置有产水泵20，在第一膜组件8的下方设置有第一曝气器9，第一曝气器9通过管路与曝气泵22连接。

所述第一导流墙、第二导流墙、第三导流墙、夹层式导流墙间的间距依次增大。

所述第一导流墙、第三导流墙、夹层式导流墙的高依次增加。

一种强化除磷膜生物反应装置(见图3和图4)，包括反应池5，反应池5内依次设置有第一导流墙1、第二导流墙2、第三导流墙3，夹层式导流墙4、第五导流墙19和第六导流墙23，第一导流墙1的底部、第三导流墙3的底部、夹层式导流墙4的底部和第五导流墙19的底部分别与反应池5的底壁连接，第一导流墙1与反应池5的左侧壁之间为兼氧区12，第一导流墙1与夹层式导流墙4之间为厌氧区15，夹层式导流墙4和第六导流墙23之间由第五导流墙19分隔为第一膜过滤区16和第二膜过滤区27，第一导流墙1的顶部和第三导流墙3的顶部与反应池5的顶壁的下表面构成液体通道，搅拌器6设置在兼氧区12内，第一膜组件8设置在第一膜过滤区16内，第二膜组件24设置在第二膜过滤区27内，第二导流墙2的顶部与位于厌氧区15的反应池5的顶壁连接，第二导流墙2的底部与反应池5底壁的上表面构成液体通道，第六导流墙23的底部与反应池底壁的上表面构成液体通道，在夹层式导流墙4夹层内的下部设置有由凹槽和凸起组成的连接装置18，所述凹槽的一端与第一膜过滤区16相通，所述凸起的内部分别设置有连接厌氧区15与第一膜过滤区16的通道28、连接厌氧区15与第二膜过滤区27的通道29，在反应池5的位于厌氧区15、和第二膜过滤区27的下部分别设置有剩余污泥收集管出口11和10，剩余污泥收集管出口11和10通过污泥回流管路13与位于兼氧区12的反应池5的的上部连接，在污泥回流管路13上设置有污泥回流泵21，原水管路26与投加混凝剂管路17分别与静态混合器7连接后再通过管路与位于兼氧区12的反应池5的上部连接，第一膜组件8的上部和第二膜组件24的上部设置有出水管14，在出水管14上设置有产水泵20，在第一膜组件8的下方设置有第一曝气器9，在第二膜组件24的下方设置有第二曝气器25，第一曝气器9和第二曝气器25分别通过管路与曝气泵22连接。

所述第一导流墙、第二导流墙、第三导流墙、夹层式导流墙间的间距依次增大。

所述第一导流墙、第三导流墙、夹层式导流墙的高依次增加。

生物除磷需要经过在厌氧条件下释放磷元素、在好氧条件下过量释放，通过排出污泥达到生物除磷的目的。生物除磷时释放磷时对环境条件的要求非常苛刻，要求严格的厌氧条件，但自膜池回流的污泥往往溶解氧浓度很高，因此会影响到生物除磷的效果，本发明中通过导流墙的设置，将厌氧区分为三个分隔的区域，可以使溶解氧在三个区域内逐渐降低至较为合适的溶解氧状态。

Claims (6)

1.一种强化除磷膜生物反应装置，包括反应池(5)，反应池(5)内依次设置有第一导流墙(1)、第二导流墙(2)、第三导流墙(3)，夹层式导流墙(4)和第五导流墙(19)，第一导流墙(1)的底部、第三导流墙(3)的底部和夹层式导流墙(4)的底部分别与反应池(5)的底壁连接，第一导流墙(1)与反应池(5)的左侧壁之间为兼氧区(12)，第一导流墙(1)与夹层式导流墙(4)之间为厌氧区(15)，夹层式导流墙(4)和第五导流墙(19)之间为第一膜过滤区(16)，第一导流墙(1)的顶部和第三导流墙(3)的顶部与反应池(5)的顶壁的下表面构成液体通道，搅拌器(6)设置在兼氧区(12)内，第一膜组件(8)设置在第一膜过滤区(16)内，第二导流墙(2)的顶部与位于厌氧区(15)的反应池(5)的顶壁连接，第二导流墙(2)的底部与反应池(5)底壁的上表面构成液体通道，第五导流墙(19)的底部与反应池底壁的上表面构成液体通道，在夹层式导流墙(4)夹层内的下部设置有由凹槽和凸起组成的连接装置(18)，所述凹槽的一端与第一膜过滤区(16)相通，所述凸起的内部设置有连接厌氧区(15)和膜过滤区(16)的通道，在反应池(5)的位于厌氧区(15)和第一膜过滤区(16)的下部分别设置有剩余污泥收集管出口(11)和(10)，剩余污泥收集管出口(11)和(10)通过污泥回流管路(13)与位于兼氧区(12)的反应池(5)的上部连接，在污泥回流管路(13)上设置有污泥回流泵(21)，原水管路(26)与投加混凝剂管路(17)分别与静态混合器(7)连接后再通过管路与位于兼氧区(12)的反应池(5)的上部连接，第一膜组件(8)的上部设置有出水管(14)，在出水管(14)上设置有产水泵(20)，在第一膜组件(8)的下方设置有第一曝气器(9)，第一曝气器(9)通过管路与曝气泵(22)连接。

2.根据权利要求1所述的一种强化除磷膜生物反应装置，其特征是所述第一导流墙、第二导流墙、第三导流墙、夹层式导流墙间的间距依次增大。

3.根据权利要求1所述的一种强化除磷膜生物反应装置，其特征是所述第一导流墙、第三导流墙、夹层式导流墙的高依次增加。

4.一种强化除磷膜生物反应装置，包括反应池(5)，反应池(5)内依次设置有第一导流墙(1)、第二导流墙(2)、第三导流墙(3)，夹层式导流墙(4)、第五导流墙(19)和第六导流墙(23)，第一导流墙(1)的底部、第三导流墙(3)的底部、夹层式导流墙(4)的底部和第五导流墙(19)的底部分别与反应池(5)的底壁连接，第一导流墙(1)与反应池(5)的左侧壁之间为兼氧区(12)，第一导流墙(1)与夹层式导流墙(4)之间为厌氧区(15)，夹层式导流墙(4)和第六导流墙(23)之间由第五导流墙(19)分隔为第一膜过滤区(16)和第二膜过滤区(27)，第一导流墙(1)的顶部和第三导流墙(3)的顶部与反应池(5)的顶壁的下表面构成液体通道，搅拌器(6)设置在兼氧区(12)内，第一膜组件(8)设置在第一膜过滤区(16)内，第二膜组件(24)设置在第二膜过滤区(27)内，第二导流墙(2)的顶部与位于厌氧区(15)的反应池(5)的顶壁连接，第二导流墙(2)的底部与反应池(5)底壁的上表面构成液体通道，第六导流墙(23)的底部与反应池底壁的上表面构成液体通道，在夹层式导流墙(4)夹层内的下部设置有由凹槽和凸起组成的连接装置(18)，所述凹槽的一端与第一膜过滤区(16)相通，所述凸起的内部分别设置有连接厌氧区(15)与第一膜过滤区(16)的通道(28)和连接厌氧区(15)与第二膜过滤区(27)的通道(29)，在反应池(5)的位于厌氧区(15)、和第二膜过滤区(27)的下部分别设置有剩余污泥收集管出口(11)和(10)，剩余污泥收集管出口(11)和(10)通过污泥回流管路(13)与位于兼氧区(12)的反应池(5)的的上部连接，在污泥回流管路(13)上设置有污泥回流泵(21)，原水管路(26)与投加混凝剂管路(17)分别与静态混合器(7)连接后再通过管路与位于兼氧区(12)的反应池(5)的上部连接，第一膜组件(8)的上部和第二膜组件(24)的上部设置有出水管(14)，在出水管(14)上设置有产水泵(20)，在第一膜组件(8)的下方设置有第一曝气器(9)，在第二膜组件(24)的下方设置有第二曝气器(25)，第一曝气器(9)和第二曝气器(25)分别通过管路与曝气泵(22)连接。

5.根据权利要求4所述的一种强化除磷膜生物反应装置，其特征是所述第一导流墙、第二导流墙、第三导流墙、夹层式导流墙间的间距依次增大。

6.根据权利要求4所述的一种强化除磷膜生物反应装置，其特征是所述第一导流墙、第三导流墙、夹层式导流墙的高依次增加。

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