CN102249414A - 一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理装置及其处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理装置，包括原水池、通过通管与原水池相连的反应器，所述的反应器内安装有膜组件安装支架、膜组件安装支架内安装有膜组件，反应器底部安装有曝气管和排泥管；曝气管与曝气风机固连；所述的反应器内均布有颗粒活性碳及其处理工艺。本发明具有膜污染缓慢，处理效率高，运行周期长，易清洗，膜通量大的特点。

Description

一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理装置及其处理工艺
技术领域
本发明是属于污水资源净化处理领域，特别是指一种一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理装置及其处理方法。
背景技术
膜生物反应器(MBR)作为一种新型的污水处理工艺，是传统活性污泥法和膜分离技术的有机结合，具有处理效率高、出水水质好、流程简单、设备紧凑、占地面积小、易实现自动控制、运行管理简单等突出特点。虽然MBR已经是一项较为成熟的处理技术，但仍存在初期建设投资较大的问题，主要是膜组件的价格较高；由于膜与污水、污泥直接接触，膜污染的问题也很突出，膜污染造成通量的迅速降低，使膜组件的运行周期缩短，限制了MBR技术的推广。
缓解膜污染对MBR的运行具有重要的意义，可以使MBR获得长期稳定的运行效果，能够节约建设和运行成本。目前主要缓解膜污染的方法有膜表面化学改性，对混合液进行预处理、向污泥混合液中投加填料、优化操作条件等，然而对一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器处理污水的工艺还鲜有报道。
鉴于现有MBR工艺采用泵抽吸出水，而且膜组件价格高、膜污染造成的通量迅速降低，造成运行成本高，限制了MBR技术的推广，本案便由此产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种膜污染缓慢，处理效率高，运行周期长，易清洗，膜通量大的一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器(GAC-DMBR)污水处理装置及其处理工艺。
为实现上述目的，本发明的解决方案是：
一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理装置，包括原水池、通过通管与原水池相连的反应器，所述的反应器内安装有膜组件安装支架、膜组件安装支架内安装有膜组件，反应器底部安装有曝气管和排泥管；曝气管与曝气风机固连；所述的反应器内均布有颗粒活性碳。
所述的曝气风机之前的曝气管上安装有调节流量计；所述的通管上安装有泵，且反应器上还安装有出水管。
所述的膜组件是由涤纶滤布作为膜基材制成的膜组件。
所述的颗粒活性碳在反应器中投加的体积分数为5％-15％，粒径为10-20目。
一种一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理工艺，首先将工业涤纶滤布作为膜基材制成膜组件，同时向膜组件内部添加聚丙烯载体，形成缺氧环境；并将膜组件放入反应器中的膜组件安装支架上；通过曝气风机向曝气管内鼓入空气，使整个反应器中的泥水混合液得到充分的搅拌；曝气风机的前部设有调节流量计用来控制反应器中的溶解氧，通过曝气作用使得反应器中颗粒活性碳混合均匀；然后向反应器中投加颗粒活性碳和活性污泥，同时原水池利用泵将其内的污水通过通管引入反应器的上部，对污水实现一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理工艺；处理后的水由出水管排出。
本发明的有意效果为：由于本发明是在动态膜生物反应器中投加颗粒活性碳，颗粒活性碳在反应器中具有冲刷膜表面的作用，可以有效的缓解膜污染，提高反应器的运行周期，清洗容易，反冲洗膜通量恢复良好，膜通量基本维持在35-40L·m-2·h-1，超过常规的微滤膜，可以大大减少MBR中的膜组件数量。而且工艺简单，占地省，使MBR的广泛推广应用成为可能。同时在膜组件中生物载体和反应器中颗粒活性碳的固定微生物的作用下，反应器能同时进行硝化和反硝化作用，具有处理效果好，适用于处理生活污水并回用于浇灌绿化、清洗道路、冲厕和洗车等用途。其次在水力停留时间为4h、溶解氧控制在3.0-4.0mg·L-1时，一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器对COD、氨氮和总氮的去除率分别为90％、75％和50％以上，运行周期超过45d。反应器中膜组件清洗方法简单，直接用清水冲洗即可，并且采用重力流出水，节约设备费和运行成本。
附图说明
图1为本发明一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明描述其实施的具体细节。如图1所示，本发明一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理装置及其处理工艺，通过如下步骤实现：
首先将价格低廉、易得的工业涤纶滤布作为动态膜生物反应器的膜基材做成膜组件7，同时向膜组件7内部添加聚丙烯载体，形成缺氧环境。其次在反应器8底部安装曝气管4和排泥管5，中间安装膜组件安装支架3，并将膜组件7安放于膜组件安装支架3内；反应器8的出水管6的管口开在反应器8侧壁。在反应器8中投加粒径为10-20目，体积分数为5％-15％的颗粒活性碳11和活性污泥。颗粒活性碳11在反应器中有三个作用：一是冲刷膜表面，减小动态膜阻力，从而缓解膜组件7的膜污染；二是固定化微生物作用，提高反应器对污染物的去除效率；三是吸附污染物的作用，进一步提高装置的处理能力。原水池1在泵2的作用下利用通管12将污水引入生物反应器8中，微生物粘附在膜组件7的膜表面上形成动态膜。通过曝气风机10向反应器8中鼓入空气，通过曝气风机10向曝气管4内鼓入空气，使整个反应器中的泥水混合液和颗粒活性碳得到充分的搅拌。在曝气风机10的前部设有调节流量计9，通过调节流量计9来控制反应器中的溶解氧；污水在反应器中微生物作用下被降解，在颗粒活性碳11作用下被吸附。
颗粒活性碳11具有冲刷膜表面、固定微生物和吸附污染物的三重作用，能够延长反应器的运行周期，缓解膜污染，提高装置的脱氮效率和处理能力。颗粒活性碳在反应器中性质稳定，不会与反应器中的污染物发生反应，在整个运行过程中使用时间超过30d。具体表现为：在膜组件7内部溶解氧浓度很低，并且缺氧微生物附着在载体上的时候，颗粒活性碳11表面直接与污水接触有利于硝化菌的成长，使得颗粒活性碳11具有固定硝化菌和反硝化菌的双重作用，提高了MBR的脱氮效率；从而提高了整个装置的脱氮能力，适用于处理生活污水并回用于浇灌绿化、清洗道路、冲厕和洗车等用途；同时由于颗粒活性碳11固定微生物的作用，使得反应器中世代周期长的硝化菌浓度增大，并且在颗粒活性碳11的表面存在一定的厌氧区，有利于反硝化菌的生长，提高了反应器8对氨氮和总氮的去除能力；其次在反应器8中投加颗粒活性碳11可以减缓膜污染的速率，可减少膜清洗次数，从而大大降低运行成本。本实施例的水力停留时间为4h、溶解氧控制在3.0-4.0mg·L-1时，GAC-DMBR对COD、氨氮和总氮的去除率分别为95％、80％和50％以上，运行周期超过为45d。反应器中膜组件7清洗方法简单，直接用清水冲洗即可，节约运行成本。
本装置和工艺具有运行周期长，清洗容易，可以有效的缓减了DMBR运行过程的膜污染问题，工艺简单，占地省，脱氮效率好，使一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理装置及其处理工的广泛推广应用成为可能。

Claims (5)

1.一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理装置，包括原水池(1)、通过通管(12)与原水池(1)相连的反应器(8)，其特征在于：所述的反应器(8)内安装有膜组件安装支架(3)、膜组件安装支架(3)内安装有膜组件(7)，反应器(8)底部安装有曝气管(4)和排泥管(5)；曝气管(4)与曝气风机(10)固连；所述的反应器(8)内均布有颗粒活性碳(11)。
2.如权利要求1所述的一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理装置，其特征在于：所述的曝气风机(10)之前的曝气管(4)上安装有调节流量计(9)；所述的通管(12)上安装有泵(2)，且反应器(8)上还安装有出水管(6)。
3.如权利要求1所述的一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理装置，其特征在于：所述的膜组件(7)是由涤纶滤布作为膜基材制成的膜组件(7)。
4.如权利要求1所述的一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理装置，其特征在于：所述的颗粒活性碳(11)在反应器中投加的体积分数为5％-15％，粒径为10-20目。
5.一种如权利要求1所述的一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理工艺，其特征在于：首先将工业涤纶滤布作为膜基材制成膜组件(7)，同时向膜组件(7)内部添加聚丙烯载体，形成缺氧环境；并将膜组件(7)放入反应器中的膜组件安装支架(3)上；通过曝气风机(10)向曝气管(4)内鼓入空气，使整个反应器中的泥水混合液得到充分的搅拌；曝气风机(10)的前部设有调节流量计(9)用来控制反应器(8)中的溶解氧，通过曝气作用使得反应器(8)中颗粒活性碳混合均匀；然后向反应器(8)中投加颗粒活性碳(11)和活性污泥，同时原水池(1)利用泵(2)将其内的污水通过通管(12)引入反应器(8)的上部，对污水实现一体式颗粒活性碳-动态膜生物反应器污水处理工艺；处理后的水由出水管(6)排出。
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