CN102276102A - 一种膜生物反应器污水处理装置及污水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种膜生物反应器污水处理装置及污水处理方法，该装置包括循环水泵、超滤膜、生物反应器、喷射器及排气管，所述超滤膜置于所述生物反应器外部，所述超滤膜的一端与所述生物反应器连接，另一端与所述循环水泵连接，所述循环水泵与所述生物反应器连接。所述喷射器设置于所述生物反应器内，所述喷射器与所述超滤膜与所述生物反应器连接的一端连通，以将通过所述超滤膜过滤后的污水喷射至所述生物反应器内，所述排气管与所述生物反应器连接，并且所述排气管通过一外部的连通管与所述喷射器连通。本发明利用过滤膜出口带有一定压力和流速的浓缩污水剩余能量为生物反应器内的活性污泥充氧，并能有效消除生物反应器排气管出口处的泡沫。

Description

一种膜生物反应器污水处理装置及污水处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理装置，尤其涉及外置式膜生物反应器(MBR)污水处理装置和方法。

背景技术

MBR技术是生物处理和膜过滤结合的污水处理技术。根据膜安放的位置可分为外置式和内置式。

图1为内置式MBR的结构示意图，如图1所示，内置膜工艺是将过滤膜10置于生物反应器20内，污水由管路a进入生物反应器20内，利用自吸泵30抽吸过滤膜过滤污水，通过鼓风机40曝气对膜面的冲刷，出水间隙出水，污泥由底部管路b输出，过滤渗透液由C管路输出。该工艺能耗低，单位膜面积出水量小，但维护不方便，在空间狭小时受到限制。

图2为外置式MBR的结构示意图，如图2所示，污水由d管路进入生物反应器200，外置膜通过循环泵300将混合污水打入过滤膜100内过滤，在一定的压力下将水压出。并且，通过鼓风机400进行鼓风充氧。同时在压力作用下，对膜面进行错流冲刷，防止膜面污染，出水连续出水。渗透液由f管路输出，污泥由e管路输出。外置膜单位面积的透水量大，可承受高的污泥负荷，该工艺结构紧凑，占地面积小，安装维护方便，但耗电量较高。

其中，上述膜生物反应器污水处理方法，采用传统的生化曝气方法，其需要复杂的鼓风机管路系统和曝气头等曝气设备，单位功率氧的转化效率较低，能耗大。并且，污水中常常含有大量的洗涤剂，曝气过程中容易产生大量的泡沫，泡沫会从排气管排到船体外面，产生二次污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出一种膜生物反应器污水处理装置及污水处理方法，以解决外置式MBR污水处理装置能耗高的缺陷。

为实现上述目的，本发明提出一种膜生物反应器污水处理装置，包括循环水泵、超滤膜及生物反应器，所述超滤膜置于所述生物反应器外部，并且，所述超滤膜的一端与所述生物反应器连接，另一端与所述循环水泵连接，所述循环水泵与所述生物反应器连接，另外，还包括：

一喷射器，设置于所述生物反应器内，所述喷射器与所述超滤膜与所述生物反应器连接的一端连通，以将通过所述超滤膜过滤后的污水喷射至所述生物反应器内；以及

一排气管，所述排气管与所述生物反应器连接，并且所述排气管通过一外部的连通管与所述喷射器连通。

其中，所述喷射器包括：一喷嘴，所述喷嘴与所述超滤膜与所述生物反应器连接的一端连通；一扩压管，所述扩压管的前端套接在所述喷嘴上，并且与所述喷嘴之间留有间隔空间；及一混合室，所述间隔空间与所述喷嘴连通，形成所述混合室。

其中，所述扩压管的前端于所述间隔空间与所述喷嘴的连通处形成渐缩状，所述扩压管的后端形成渐扩状。

其中所述喷嘴成渐缩状。

其中，所述排气管通过所述连通管与所述混合室连通。

其中，所述扩压管的出口与所述排气管垂直布置，使得由所述扩压管喷射的污水正对着所述排气管。

其中，还包括一鼓风机，为所述生物反应器内的好氧微生物曝气充氧。

而且，为实现上述目的，本发明提出一种膜生物反应器污水处理方法，包括：

步骤1：生物反应器中的污水经循环水泵做功后产生一定的压力、流速，经超滤膜过滤；

步骤2：超滤膜出口带有一定压力和流速的浓缩污水进入到设置于生物反应器中的喷射器内，由所述喷射器喷射至生物反应器中，于此过程中，利用超滤膜出口带有压力和流速的浓缩污水剩余能量使喷射器的混合室内产生真空，排气管内的空气吸入混合室与浓缩污水混合，为生物反应器内的活性污泥充氧。

其中，所述喷射器的扩压管的出口与生物反应器排气管垂直布置，使得由所述扩压管喷射的污水正对着所述排气管，以消除排气管口处的泡沫使泡沫无法从排气管排出。

其中，于步骤2中，所述超滤膜出口带有一定压力和流速的浓缩污水经所述喷射器的喷嘴进行喷射，形成的射流使所述混合室内产生真空，所述排气管内的空气在真空作用下沿着连通管进入到所述混合室，在所述混合室中与所述射流充分混合，并经所述喷射器的扩压管降速、减压后排到所述生物反应器中。

而且，还可包括利用一鼓风机为所述生物反应器内的好氧微生物曝气充氧。

本发明的膜生物反应器污水处理装置及污水处理方法，通过喷射器将超滤膜出口带有一定压力和流速的浓缩污水喷射至生物反应器内，利用过滤膜出口带有一定压力和流速的浓缩污水剩余能量为生物反应器内的活性污泥充氧，并且能有效消除生物反应器排气管出口处的泡沫。其能耗低，曝气效率高，排气管不易排出泡沫。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为内置式MBR的结构示意图；

图2为外置式MBR的结构示意图；

图3为本发明的膜生物反应器污水处理装置的示意图。

其中，附图标记：

10、过滤膜    20、生物反应器

30、自吸泵    40、鼓风机

100、过滤膜   200、生物反应器

300、循环泵   400、鼓风机

1、循环水泵   2、超滤膜

3、喷嘴       4、混合室

5、扩压管     6、连通管

7、排气管     8、生物反应器

具体实施方式

本发明采用喷射器，利用超滤膜出口带有一定压力和流速的浓缩污水剩余能量为生物反应器内的活性污泥充氧，并且能有效消除生物反应器排气管出口处的泡沫。其中，喷射器是文丘里管的简称，本发明中液体从文丘里管的入口进入，通过截面很小的喷嘴排出。随着截面逐渐减小，液体的压强增大，流速也随之变大。这时就混合室附腔的进口内产生一个真空度，致使周围空气被吸入文氏管内，与液体混合后通过扩压管降速、减压，达到气液混合目的。

图3为本发明的膜生物反应器污水处理装置的示意图，如图3所示，本发明提出了一种膜生物反应器污水处理装置，包括循环水泵1、超滤膜2、生物反应器8、喷射器及排气管7，所述超滤膜2置于所述生物反应器8外部，并且，所述超滤膜2的一端与所述生物反应器8连接，另一端与所述循环水泵1连接，所述循环水泵1与所述生物反应器8连接。所述喷射器设置于所述生物反应器8内，所述喷射器与所述超滤膜2与所述生物反应器8连接的一端连通，以将通过所述超滤膜2过滤后的污水喷射至所述生物反应器8内；所述排气管7与所述生物反应器8连接，并且所述排气管7通过一外部的连通管6与所述喷射器连通。

其中，所述喷射器包括喷嘴3、混合室4及扩压管5，所述喷嘴3与所述超滤膜2与所述生物反应器8连接的一端连通；所述扩压管5的前端套接在所述喷嘴3上，并且与所述喷嘴3之间留有间隔空间；所述间隔空间与所述喷嘴3连通，形成所述混合室4。所述扩压管5的前端于所述间隔空间与所述喷嘴3的连通处形成渐缩状，所述扩压管5的后端形成渐扩状。所述喷嘴3成渐缩状。

其中，所述排气管7通过所述连通管6与所述混合室4连通，以使空气可通过连通管6进入混合室4中。

并且，所述扩压管5的出口与所述排气管7垂直布置，使得由所述扩压管5喷射的污水正对着所述排气管7，以消除排气管口处的泡沫使泡沫无法从排气管排出。

另外，本发明的污水处理装置还可包括一鼓风机，为所述生物反应器8内的好氧微生物曝气充氧，以通过鼓风机进行补充充氧。

外置式膜生物反应器一般采用风机为生物反应器内的好氧微生物曝气充氧，本发明利用上述膜生物反应器污水处理方法采用喷射器充氧，其污水处理方法包括：

步骤1：生物反应器8中的污水经循环水泵1做功后产生一定的压力、流速，经超滤膜2过滤；

步骤2：超滤膜2出口带有一定压力和流速的浓缩污水进入到设置于生物反应器8中的喷射器内，由所述喷射器喷射至生物反应器8中。于此过程中，利用超滤膜2出口带有压力和流速的浓缩污水剩余能量使喷射器的混合室4内产生真空，排气管内的空气吸入混合室4与浓缩污水混合，为生物反应器8内的活性污泥充氧。

其中，于步骤2中，所述超滤膜2出口带有一定压力和流速的浓缩污水经所述喷射器的喷嘴3进行喷射，形成的射流使所述混合室4内产生真空，所述排气管7内的空气在真空作用下沿着连通管6进入到所述混合室4，在所述混合室4中与所述射流充分混合，并经所述喷射器的扩压管5降速、减压后排到所述生物反应器8中。

并且，所述喷射器的扩压管5的出口与生物反应器排气管7垂直布置，使得由所述扩压管5喷射的污水正对着所述排气管7，以消除排气管7口处的泡沫使泡沫无法从排气管7排出。

另外，本发明虽然使用喷射器进行曝气充氧，但是本发明的方法还可以通过另外设置一鼓风机来为其生物反应器8内的好氧微生物补充曝气充氧。

以下再结合图3的膜生物反应器处理装置来说明本发明污水处理方法的具体工作过程。

其中，喷射器由喷嘴3、混合室4、扩压管5三部分组成，生物反应器8中的污水经管路g被循环水泵1抽入，经循环水泵1做功后产生一定的压力、流速，经超滤膜2过滤后过滤清水由管路h输出，浓缩污水回流到生物反应器8内，浓缩污水仍具有一定压力和流速，浓缩污水进入喷射器中，经喷嘴3喷射，形成的高速射流，并随着喷嘴截面逐渐减小，液体的压强增大，流速也随之变大。高速射流使混合室4产生真空，排气管7内的空气在真空作用下沿着连通管6进入混合室4，在混合室中4与高速水流充分混合和经扩压管5降速、减压后射入生物反应器中8，见箭头i。扩压管5出口与排气管7垂直布置，扩压管5出来的污水正对着排气管7，冲刷排气管7口处的泡沫，使生物反应器8内产生的泡沫无法从排气管7排出。

通过混合室4的设计，本发明利用强劲的循环射流与空气混合喷射，使空气搅拌均匀、完全，产生的气泡多而细腻，大大提高了氧的转化率，采用本发明喷射器的曝气设备氧的转化率可达25％以上。

本发明的效果：

1、本发明针对外置膜的运行特点，增加射流喷射器，利用循环泵经超滤膜出口的回流污水具有一定压力和流速剩余能量，为生物反应器内的活性污泥充氧，解决了微生物供氧问题，有效节约了能源，降低了单位处理污水能耗。

2、降低风机运行能耗或免去风机，减低该工艺运行能耗和噪音。

3、能有效消除生物反应器排气管出口处的泡沫。

4、溶氧效率高。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种膜生物反应器污水处理装置，包括循环水泵、超滤膜及生物反应器，所述超滤膜置于所述生物反应器外部，并且，所述超滤膜的一端与所述生物反应器连接，另一端与所述循环水泵连接，所述循环水泵与所述生物反应器连接，其特征在于，还包括：

一喷射器，设置于所述生物反应器内，所述喷射器与所述超滤膜与所述生物反应器连接的一端连通，以将通过所述超滤膜过滤后的污水喷射至所述生物反应器内；以及

一排气管，所述排气管与所述生物反应器连接，并且所述排气管通过一外部的连通管与所述喷射器连通。

2.根据权利要求1所述的膜生物反应器污水处理装置，其特征在于，所述喷射器包括：

一喷嘴，所述喷嘴与所述超滤膜与所述生物反应器连接的一端连通；

一扩压管，所述扩压管的前端套接在所述喷嘴上，并且与所述喷嘴之间留有间隔空间；及

一混合室，所述间隔空间与所述喷嘴连通，形成所述混合室。

3.根据权利要求2所述的膜生物反应器污水处理装置，其特征在于，所述扩压管的前端于所述间隔空间与所述喷嘴的连通处形成渐缩状，所述扩压管的后端形成渐扩状。

4.根据权利要求2所述的膜生物反应器污水处理装置，其特征在于，所述喷嘴成渐缩状。

5.根据权利要求2所述的膜生物反应器污水处理装置，其特征在于，所述排气管通过所述连通管与所述混合室连通。

6.根据权利要求2所述的膜生物反应器污水处理装置，其特征在于，所述扩压管的出口与所述排气管垂直布置，使得由所述扩压管喷射的污水正对着所述排气管。

7.根据权利要求1所述的膜生物反应器污水处理装置，其特征在于，还包括一鼓风机，为所述生物反应器内的好氧微生物曝气充氧。

8.一种膜生物反应器污水处理方法，其特征在于，包括：

步骤1：生物反应器中的污水经循环水泵做功后产生一定的压力、流速，经超滤膜过滤；

步骤2：超滤膜出口带有一定压力和流速的浓缩污水进入到设置于生物反应器中的喷射器内，由所述喷射器喷射至生物反应器中，于此过程中，利用超滤膜出口带有压力和流速的浓缩污水剩余能量使喷射器的混合室内产生真空，排气管内的空气吸入混合室与浓缩污水混合，为生物反应器内的活性污泥充氧。

9.根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，所述喷射器的扩压管的出口与生物反应器排气管垂直布置，使得由所述扩压管喷射的污水正对着所述排气管，以消除排气管口处的泡沫使泡沫无法从排气管排出。

10.根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，于步骤2中，所述超滤膜出口带有一定压力和流速的浓缩污水经所述喷射器的喷嘴进行喷射，形成的射流使所述混合室内产生真空，所述排气管内的空气在真空作用下沿着连通管进入到所述混合室，在所述混合室中与所述射流充分混合，并经所述喷射器的扩压管降速、减压后射到所述生物反应器中。

11.根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，还包括利用一鼓风机为所述生物反应器内的好氧微生物曝气充氧。

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