CN102557240A - 一种用于废水处理的电磁好氧膜生物反应器 - Google Patents

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邓志毅
翁威
肖利平
江栋
刘永
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Abstract

本发明属于水污染处理及防治领域，具体涉及一种用于废水处理的电磁好氧膜生物反应器。本发明包括一个反应池，反应池被隔板分为主反应区和膜分离区，主反应区与膜分离区之间的隔板上部设有溢流堰；主反应区的废液内浸有一对电极板，电极板与反应池外的直流电源相连，主反应区的废液内加入磁性生物载体，主反应区的底部设有一个曝气装置；膜分离区的上部设有一组或多组膜组件，膜组件之下设有膜冲洗装置，膜分离区的底部设有一个漏斗状的污泥斗，污泥斗的底部通过管道与反应池外部的污泥回流泵一端连接，污泥回流泵的另一端通过管道与主反应区底部连接。本发明能减小膜污染延长其使用寿命和增强反应器污染处理能力。

Description

一种用于废水处理的电磁好氧膜生物反应器
技术领域
本发明属于水污染处理及防治领域，具体涉及一种用于废水处理的电磁好氧膜生物反应器。
背景技术
膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor，简称MBR)是一种好氧生物技术与高效膜分离技术相结合的新型水处理技术，主要利用沉浸于好氧生物池内的膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池实现固液分离，截留池内的活性污泥与大分子有机物。该反应器具有保持高微生物浓度、提高反应器有机负荷、减少污水处理设施占地面积、减少剩余污泥量、使一些难降解的大分子有机物因在反应器的停留时间延长而得到最大限度的分解等优点。但是，避免不了的膜污染问题已成为阻碍MBR技术快速发展的重要因素。MBR可分为分置式MBR和一体式MBR两种，其中分置式有助于设备的清洗、更换、增设，但循环泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物菌体产生失活现象；一体式不使用混合液循环泵，可省掉循环用管路配置，但膜清洗较为困难，膜污染问题较难解决。目前，MBR技术的研究集中在：(1)膜污染机理的研究和预防；(2)新型膜材料的研究和开发；(3)自动化程度的进一步提高等。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种能减小膜污染延长其使用寿命和增强反应器污染处理能力的电磁好氧膜生物反应器。
本发明目的是通过如下的技术方案来实现的：该用于废水处理的电磁好氧膜生物反应器，它包括一个反应池，反应池被隔板分为主反应区和膜分离区，主反应区与膜分离区之间的隔板上部设有溢流堰；所述主反应区的废水内浸有一对电极板，电极板与反应池外的直流电源相连，主反应区的废水内加入磁性生物载体，主反应区的底部设有一个曝气装置；所述膜分离区的上部设有一组或多组膜组件，膜组件之下设有膜冲洗装置，膜分离区的底部设有一个漏斗形的污泥斗，污泥斗的底部通过管道与反应池外部的污泥回流泵一端连接，污泥回流泵的另一端通过管道与主反应区底部连接；废水从主反应区的上部进入，通过膜分离区的膜组件过滤后排出反应池。
更具体地说，所述膜组件包括截面为工字形的膜支架及分别粘附在膜支架两边的一排中空纤维膜。
所述膜冲洗装置采用曝气冲洗装置；所述曝气装置采用穿孔管或曝气盘形式的曝气装置。
本发明结合电化学技术开发出的电磁好氧MBR废水处理装置，可通过电化学及磁性微生物载体强化好氧MBR的污染处理能力。本发明一方面通过微电流刺激微生物的增长，加速微生物的新陈代谢，另一方面通过磁性生物载体增加系统中的微生物数量，强化系统的污染物去除能力，同时减轻膜污染过程。本发明通过反应器的分区设置不仅有利于强化反应区的混合效果，也有利于延缓膜污染过程，但并不影响分离的效果。本发明适用于城市污水、工业废水的处理。
目前，MBR技术的研究集中在膜污染机理的研究和预防，新型膜材料的研究和开发以及自动化程度的进一步提高等，本发明的与电化学相结合的MBR处理系统尚未见报道。与现有技术相比，本发明的优点和效果主要有如下几点：
(1)通过将电流和磁场引入到好氧MBR中，首次提出了电磁好氧微生物一体化的废水处理装置。
(2)在该反应器内，利用电流和磁场的双重作用，增强了对好氧生物膜和生物颗粒聚合力，有效减轻了膜表面的污染。
(3)通过电磁与好氧微生物的协同作用，强化系统的污染物去除能力，提高了MBR反应器在多种工业废水中的适应能力和处理效率。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是本发明实施例中的膜组件的正面结构示意图。
图3是本发明实施例中的膜组件的侧面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。
参见图1，本实施例包括反应池1，反应池1被隔板分为主反应区13和膜分离区14，主反应区13与膜分离区14之间的隔板15上部设有溢流堰8，废水经过微生物处理后，经溢流堰8进入膜分离区14。主反应区13的废水内浸有一对电极板2，电极板2与反应池外的直流电源3相连，直流电源3通过电极板2提供电流强度为0～10mA的微电流，微电流刺激微生物的增长，加速微生物的新陈代谢。主反应区13内加入磁性生物载体4，磁性生物载体4上附着微生物，磁性生物载体4增加主反应区13中的微生物数量，从而强化主反应区13的污染物去除能力。主反应区13的底部设有曝气装置5，曝气装置5采用穿孔管或曝气盘形式的曝气装置，为微生物提供溶解氧。膜分离区14的上部设有一组或多组膜组件6，参见图2、图3，膜组件6包括截面为工字形的膜支架11及分别粘附在膜支架11两边的一排中空纤维膜12。膜组件6之下设有膜冲洗装置7，膜冲洗装置7采用曝气冲洗装置，曝气冲洗装置通过气和水对膜进行冲洗。膜分离区14的底部设有漏斗形的污泥斗9，污泥斗9的底部通过管道与反应池1外部的污泥回流泵10一端连接，污泥回流泵10的另一端通过管道与主反应区13底部连接，沉淀的污泥及磁性生物载体，经由污泥回流泵10回流至主反应区13，废水则经膜组件6过滤后排出反应池1。通过对本发明反应池1进行分区，能维持膜分离区14的低微生物量，有效延缓膜污染。
废水通过高位槽或进水泵从反应池1的上部进入主反应区13，在空气曝气的作用下瞬间与反应器内的废水混合均匀；同时，由于电极板2和电源3提供的电流作用以及曝气装置5的曝气作用，反应器内的磁性生物载体4在反应池1内处于完全流化的状态，有效增强了磁性生物载体、好氧微生物与废水的接触和传质过程，大幅提高了微生物降解废水中污染物的能力。被降解的废水和少量磁性生物载体经溢流堰8进入膜分离区14，通过出水泵和膜组件6的作用，使废水与磁性生物颗粒完全分离，处理完成的废水排出整个反应器；而膜分离区14内的磁性生物载体在电、磁的作用下迅速沉积在膜分离区14底部的污泥斗9，通过污泥回流泵10回流至主反应区13内继续参加生化反应。膜组件6的底部设有膜冲洗装置7，运行过程中持续通入空气冲刷膜表面，减轻膜污染。

Claims (3)

1.一种用于废水处理的电磁好氧膜生物反应器，其特征在于：它包括一个反应池，反应池被隔板分为主反应区和膜分离区，主反应区与膜分离区之间的隔板上部设有溢流堰；所述主反应区的废水内浸有一对电极板，电极板与反应池外的直流电源相连，主反应区的废水内加入磁性生物载体，主反应区的底部设有一个曝气装置；所述膜分离区的上部设有一组或多组膜组件，膜组件之下设有膜冲洗装置，膜分离区的底部设有一个漏斗形的污泥斗，污泥斗的底部通过管道与反应池外部的污泥回流泵一端连接，污泥回流泵的另一端通过管道与主反应区底部连接；废水从主反应区的上部进入，通过膜分离区的膜组件过滤后排出反应池。
2.根据权利要求1所述的用于废水处理的电磁好氧膜生物反应器，其特征在于：所述膜组件包括截面为工字形的膜支架及分别粘附在膜支架两边的一排中空纤维膜。
3.根据权利要求1或2所述的用于废水处理的电磁好氧膜生物反应器，其特征在于：所述膜冲洗装置采用曝气冲洗装置；所述曝气装置采用穿孔管或曝气盘形式的曝气装置。
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