CN102372361A - 一种高强度循环流平板膜生物水处理器及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度循环流平板膜生物水处理器及其实现方法，包括进水区、布水槽、生物反应区、置膜区。所述进水区与布水槽、生物反应区、置膜区、进水区连通。本发明在节能低耗的情况下实现污水处理，流程简单、自控操作、管理方便，适用于高浓度有机废水处理。

Description

一种高强度循环流平板膜生物水处理器及其实现方法
技术领域
本发明属于污水处理装置及其使用领域，特别涉及一种高强度循环流平板膜生物水处理器及其实现方法。
背景技术
膜生物反应器（MBR）工艺作为一种新型、高效的水处理技术，具有处理效果好、出水水质稳定、设备简单、占地面积少和操作方便等优点，尤其是高浓度污泥的反应器可以减少污泥产量，出水可以满足当前及未来对污水排放标准的最高要求，在废水资源化成为趋势、污水排放标准越来越严格的当前，无疑具有极强的发展潜力和市场前景。
目前MBR主要采用微滤或穿孔径超滤膜，这些膜对污水中颗粒、胶体具有良好的拦截作用。但无法避免污泥、胞外聚合物等物质在表面沉积形成滤饼，使膜通量衰减。目前一般方法是利用膜间液体上升流速来减少滤饼的形成，但这类方法往往导致能耗高且效率低，长时间运行后仍需化学清洗。
本发明克服了现有技术中能耗高、效率低的缺陷，提出了一种高强度循环流平板膜生物水处理器及其实现方法，本发明在节能低耗的情况下实现污水处理，流程简单、自控操作、管理方便，适用于高浓度有机废水处理。
发明内容
本发明公开了一种高强度循环流平板膜生物水处理器，包括进水区、布水槽、生物反应区、置膜区；所述进水区与所述布水槽连通，所述布水槽与所述生物反应区连通，所述生物反应区与所述置膜区连通，所述置膜区与所述进水区连通。
其中，所述生物反应区包括缺氧区与好氧区。
其中，所述好氧区内设置有一个水口；所述置膜区与进水区之间设置有一个进水口。
其中，所述水口与所述进水口呈对角线设置。
其中，所述进水区的进水口底部设置有穿孔曝气管。
其中，所述布水槽的槽底设有开孔，孔径大小为5mm，开孔方向为垂直向下，间距50mm，两侧平行分布。
其中，所述缺氧区的宽度B1、所述好氧区的宽度B2与所述置膜区的宽度B3的比例设置为B1：B2：B3=3：2：1-3：2：2。
其中，所述置膜区为狭长通道，所述置膜区中设置有出水口，所述置膜区的中央设置有平板膜。
本发明还提供一种高强度循环流平板膜生物水处理器的实现方法，包括以下步骤：
步骤一：所述进水区强力曝气提升液位,利用曝气产生的液位高程差将进水混合液形成推流进入所述布水槽；
步骤二：进水混合液通过所述布水槽上的开孔均匀地进入所述生物反应区，通过所述生物反应区实现脱氮后，通过所述好氧区的水口流入所述置膜区；
步骤三：通过所述置膜区内设有的平板膜过滤进水混合液中的颗粒与胶体，过滤后进水混合物通过所述出水口流出。
其中，所述步骤三中进水混合物经过所述置膜区后也可从所述进水口流入所述进水区进行循环处理。
本发明的技术特征及有益效果：本发明利用气流提升液位在水处理器内形成高强度循环流，减小能源消耗、降低运行费用；本发明在平板膜表面形成高速剪切流减少膜污染；本发明利用高强度回流使水处理器内的混合液能迅速稀释进水浓度，减缓水处理器内的有机物浓度梯度，有利于稳定微生物的生长环境；本发明可通过进水区曝气强度控制回流比和剪切流速。
附图说明
图1为本发明高强度循环流平板膜生物水处理器的俯视图。
图2为本发明高强度循环流平板膜生物水处理器中置膜区的剖面图。
具体实施方式
结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。
如图1、2所示，1-进水区，2-布水槽，3-生物反应区，4-置膜区，5-水口，6-进水口，7-出水口，8-平板膜，31-缺氧区，32-好氧区。
如图1所示，本实施例中，进水区1通过明渠计量槽与布水槽2连通，明渠计量槽上设置有超声波计量器，进水混合物流经明渠计量槽时通过超声波计量器计量水流量，进水区1内的进水口6底部设置有穿孔曝气管，穿孔曝气管强力曝气，使气水流量比大于5：1，通过控制进水区1内的曝气强度来控制水流量大小和回流比。布水槽2的槽底设有开孔，可保证布水均匀。生物反应区3包括缺氧区31和好氧区32，好氧区32内设置有一个水口5，进水混合物流入生物反应区3后，在缺氧区31与好氧区32的水力停留时间之比为1：3，可以实现生物脱氮。好氧区32内的水口与进水口1呈对角线设置。
如图2所示，进水混合物进行脱氮之后进入置膜区4，置膜区4为狭长通道，置膜区4中设置有出水口7，置膜区4的中央设有平板膜8，平板膜8的膜孔为0.1微米，材质为聚偏氟乙烯PDVF或聚醚砜PES膜。置膜区4与进水区1通过进水口6连通，并且采用折板相隔，水口5与进水口6呈对角线设置，使水流从进水区的底部水口呈斜角流入进水区1，形成对角线型水流减少膜污染。与水流方向垂直的方向为各区的宽度，缺氧区宽度B1、好氧区宽度B2和置膜区宽度B3的比例设置为3：2：1，可保证置膜区4的水流维持高速。本发明中缺氧区宽度B1、好氧区宽度B2和置膜区宽度B3的比例范围设置为B1：B2：B3=3：2：1-3：2：2。
实施例中利用本发明高强度循环流平板膜生物水处理器进行水处理，一小型污水厂日处理量5000吨/日，进水水质指标为《污水综合排放标准GB8978-1996》三级排放标准，经过沉砂池和初沉池后，进入本发明高强度循环流平板膜生物水处理器。该厂进行水处理时有两组膜生物水处理器，设计水力停留时间为6h，每个水池容积为625m3，长、宽、有效水深分别为16m、8m、5m，如图1所示，其中B1、B2、B3的宽度为6m、4m、2m。进水区的曝气量为45-120m3/min，为进水流量的5.2倍，缺氧段采用水下搅拌器搅拌。进水区和布水槽之间设置一段明渠，利用明渠超声波计量器计量水流量，通过进水区内的曝气强度来控制流量大小和回流比，可控制回流比在3：1-10：1之间。
置膜区和进水区之间底部联通，采用折板相隔，使水流从顶部出口到进水区的呈斜角，形成对角线型水流。采用的平板膜为PVDF材质，平均膜孔径为0.1微米。利用抽吸泵出水口抽吸出水，通量控制在30L/m2.h。
本发明高强度循环流平板膜生物水处理器的实现方法包括如下步骤，如图1、2所示，进水区1强力曝气提升液位,利用曝气产生的液位高程差将进水混合液形成推流进入布水槽2；进水混合液通过布水槽2上的开孔均匀地进入生物反应区，实现脱氮后，通过好氧区32的水口流入置膜区4；通过置膜区4内设有的平板膜过滤进水混合液中的颗粒与胶体，过滤后进水混合物通过出水口7流出。其中，进水混合物经过置膜区4后也可从进水口流入进水区进行循环处理。
进水混合液从进水区1强力曝气后液面提升后流入布水槽2，通过布水槽2槽底的开孔均匀的流入生物反应区进行脱氮，因缺氧区31宽度、好氧区32宽度和置膜区4宽度的比例设置为3：2：1，保证进水混合液向置膜区保持高速流动。进入置膜区4后，进水混合液在狭长通道内在平板膜表面形成高速剪切流，防止在膜面形成污泥滤饼层，减少膜污染，之后进入进水区实现循环处理。与传统活性污泥处理设施相比，本发明高强度循环流平板膜生物水处理器可处理的污泥浓度可高达8-12 g/L；且处理后的出水浊度小于5NTU，无悬浮物及细菌，提高了处理污水的能力。

Claims (10)

1.一种高强度循环流平板膜生物水处理器，其特征在于，包括进水区（1）、布水槽（2）、生物反应区（3）、置膜区（4）；所述进水区（1）与所述布水槽（2）连通，所述布水槽（2）与所述生物反应区（3）连通，所述生物反应区（3）与所述置膜区（4）连通，所述置膜区（4）与所述进水区（1）连通。
2.如权利要求1所述高强度循环流平板膜生物水处理器，其特征在于，所述生物反应区（3）包括缺氧区（31）与好氧区（32）。
3.如权利要求2所述高强度循环流平板膜生物水处理器，其特征在于，所述好氧区（32）内设置有一个水口（5）；所述置膜区（4）与进水区（1）之间设置有一个进水口（6）。
4.如权利要求3所述高强度循环流平板膜生物水处理器，其特征在于，所述水口（5）与所述进水口（6）呈对角线设置。
5.如权利要求1所述高强度循环流平板膜生物水处理器，其特征在于，所述进水区（1）的进水口（6）底部设置有穿孔曝气管。
6.如权利要求1所述高强度循环流平板膜生物水处理器，其特征在于，所述布水槽的槽底设有开孔，孔径大小为5mm，开孔方向为垂直向下，开孔间距50mm，两侧平行分布。
7.如权利要求2所述高强度循环流平板膜生物水处理器，其特征在于，所述缺氧区（31）的宽度B1、所述好氧区（32）的宽度B2与所述置膜区（4）的宽度B3的比例设置为B1：B2：B3=3：2：1-3：2：2。
8.如权利要求1所述高强度循环流平板膜生物水处理器，其特征在于，所述置膜区（4）为狭长通道，所述置膜区（4）中设置有出水口（7），所述置膜区（4）的中央设置有平板膜（8）。
9.如权利要求1所述高强度循环流平板膜生物水处理器的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：所述进水区（1）强力曝气提升液位,利用曝气产生的液位高程差将进水混合液形成推流进入所述布水槽（2）；
步骤二：进水混合液通过所述布水槽（2）上的开孔均匀地进入所述生物反应区（3），通过所述生物反应区（3）实现脱氮后，通过所述好氧区（32）的水口（5）流入所述置膜区（4）；
步骤三：通过所述置膜区（4）内设有的平板膜（8）过滤进水混合液中的颗粒与胶体，过滤后进水混合物通过所述出水口（7）流出。
10.如权利要求8所述高强度循环流平板膜生物水处理器的实现方法，其特征在于，所述步骤三中进水混合物经过所述置膜区（4）后也可从所述进水口流（6）入所述进水区（1）进行循环处理。
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