CN104628227A

CN104628227A - 一种曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理方法与装置

Info

Publication number: CN104628227A
Application number: CN201510031910.0A
Authority: CN
Inventors: 洪建春; 黄松华; 凌雪萍; 吴仕伟
Original assignee: United Envirotech Xiamen Co Ltd
Current assignee: United Envirotech Xiamen Co Ltd
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2015-01-22
Publication date: 2015-05-20

Abstract

一种曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理方法与装置，涉及膜生物反应器。处理方法：原水经调节池进入厌氧池和好氧池；厌氧池内置搅拌装置，厌氧池底部排泥；好氧池在温度为10～35℃条件下运行；好氧池中内部装有曝气耦合膜组件，曝气耦合膜组件中的中空纤维膜组件与曝气孔均匀间隔固定在一起，间隔距离为1～5mm；由外部的空气压缩机鼓风曝气，好氧池底部排泥；通过电脑恒流泵将厌氧池中的污水通过出水口抽至好氧池中，同时，将好氧池中的污水用电脑恒流泵将膜组件的出水口排放；通过控制曝气量和膜孔径，实现废水的连续处理，出水达标后排放。处理装置设有厌氧反应器、搅拌器、进水泵、气泵、中空纤维膜组件、出水泵、膜生物反应器。

Description

一种曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理方法与装置

技术领域

本发明涉及膜生物反应器，尤其是涉及一种曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理方法与装置。

背景技术

随着城市规模的不断扩大和工业的不断发展，城市生活污水与工业废水的排放已成为污水处理领域亟需解决的难题之一。废水生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显著优点而备受人们的青睐。膜生物反应器(MBR)将传统的生物处理废水法和现代膜分离技术有机结合在一起，是一种能高效处理废水并提高水质的处理方法。由于膜的高效截留作用，微生物被完全截留在生物反应器中，实现了水力停留时间与污泥停留时间的彻底分离，消除了传统活性污泥工艺的污泥膨胀问题。然而，在膜生物反应器运行过程中活性污泥等微生物的附着、污水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，造成膜污染并影响处理效率。膜污染是影响膜生物反应器快速发展和工程化应用的主要问题。因此，减轻膜生物反应器的膜污染是当前的研究热点问题。

中国专利CN203530006U公开了一种一体式膜生物反应器，包括反应池、污水进水系统、出水系统、污水回流系统、膜生物组件及置于膜生物组件下方的曝气系统。中国专利CN201010101535公开了一种减轻膜污染的强化混凝-气提-膜的一体化方法。中国专利CN203700028U公开了一种组合式膜生物反应器，该装置设有三个独立的区域，包括好氧反应区、沉降区和膜生物反应区，并加装气动提水器回流装置。

尽管上述专利对膜生物处理工艺进行了改进和创新，但是膜生物处理工艺在大型污水处理中应用的实例不多。造成这种现状的原因主要是由于膜污染的问题，因此，需要针对这些缺点研究开发出新型的膜生物反应器，以使其在保留原有优点的基础上尽量解决上述问题。

而在实际的污水运行过程中，好氧反应器中必须安装曝气装置。曝气使池内液体与空气接触充氧，实现微生物的好氧生长。如果膜生物反应器能够充分利用曝气装置的冲刷力，能有可能利用气体的冲刷从而减少膜表面的污染，提高膜生物反应器的效率。尽管中国专利CN1884131B也公开了一种复合曝气式膜生物反应器，包括生物反应池、曝气装置以及安装在生物反应池内并浸于液面下的膜组件，该发明通过两种曝气方式的结合，在相同曝气量下，可提高膜生物反应器的氧利用率，降低处理废水的能耗。但该发明并没有实现曝气装置和膜反应器有机耦合，一方面由于装置的增多从而减少了反应器的有效容积，另一方面也增加了设备费用。因此实现曝气装置和膜反应器有机耦合，达到一体化的效果是提高膜生物反应器的效率和减少膜污染的关键。

发明内容

本发明的目的是针对现有对膜生物反应器中膜污染的问题，提供一种曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理方法。

本发明的目的是提供一种曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理装置。

所述曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理方法，包括以下步骤：

1)原水经调节池首先进入曝气耦合膜生物反应器一体化反应体系的厌氧池和好氧池；

2)厌氧池内置搅拌装置，厌氧池底部排泥；好氧池在温度为10～35℃条件下运行；

3)好氧池中内部装有曝气耦合膜组件，所述曝气耦合膜组件中的中空纤维膜组件与曝气孔均匀间隔固定在一起，间隔距离为1～5mm；

4)由外部的空气压缩机鼓风曝气，好氧池底部排泥；

5)通过电脑恒流泵将厌氧池中的污水通过出水口抽至好氧池中，同时，将好氧池中的污水用电脑恒流泵将膜组件的出水口排放；

6)通过控制曝气量和膜孔径，实现废水的连续处理，出水达标后排放。

在步骤2)中，所述厌氧池的温度可为25～35℃；所述搅拌装置的搅拌速度可为150～200r/min。

在步骤3)中，所述中空纤维膜组件的孔径可为0.2～1mm，曝气孔的直径可为0.2～1mm。

在步骤4)中，所述曝气以转子流量计控制曝气量为0.5～5L/min，好氧池中的溶解氧可为DO≥2.0mg/L。

在步骤6)中，所述通过控制曝气量和膜孔径，实现废水的连续处理，可根据废水水质类型、处理水量和有机负荷。

所述曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理装置设有厌氧反应器、搅拌器、进水泵、气泵、中空纤维膜组件、出水泵、膜生物反应器；厌氧反应器的废水入口外接废水源调节池出口，厌氧反应器内底部设有搅拌器，厌氧反应器上部的废水出口经进水泵接入膜生物反应器，中空纤维膜组件设在膜生物反应器内，中空纤维膜组件的气体入口接气泵的出气口，中空纤维膜组件的出水口接出水泵的入水口。

本发明具有以下突出优点：

1)动态膜解决了膜生物反应器中膜污染难题：传统的膜组件运行过程悬浮污染物在压力的作用下被截留或吸附在膜表面，造成膜的污染，由于曝气孔紧紧分布在膜组件的周围，气体冲刷能有效去除膜表面的附着物，从而减少膜污染，提高膜反应器的效率。

2)能够增加反应器有效容积和减少设备费用。由于曝气孔和膜组件均匀间隔固定在一起，减少了曝气装置，从而增加了反应器的有效容积和减少了设备费用。

附图说明

图1为本发明所述曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理装置实施例的结构示意图。

图2为本发明所述曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理装置实施例的中空纤维膜组件结构示意图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1和2，本发明所述曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理装置实施例设有厌氧反应器1、搅拌器2、进水泵3、气泵4、中空纤维膜组件5、出水泵6、膜生物反应器7；厌氧反应器1的废水入口外接废水源调节池出口，厌氧反应器1内底部设有搅拌器2，厌氧反应器1上部的废水出口经进水泵3接入膜生物反应器7，中空纤维膜组件5设在膜生物反应器7内，中空纤维膜组件5的气体入口接气泵4的出气口，中空纤维膜组件5的出水口接出水泵6的入水口。图1中，——表示水流向；……表示空气流向。

图2给出本发明所述曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理装置实施例的中空纤维膜组件结构示意图。在图2中，各标记为：21、膜丝；22、气孔；23、进气通道；24、集水通道。

实施例1～4

废水类型：生活污水。根据进水有机负荷，确定水力停留时间和曝气速率，使得生活污水分别在厌氧池、好氧池中曝气耦合膜生物反应器一体化装置完成厌氧和好氧微生物的降解，测定不同降解时间内各池中水体的COD、NH₄ ⁺、PO₄ ^3-、SS、DO、pH值、温度等指标。

实施例5～8

废水类型：养殖废水。根据进水有机负荷，确定水力停留时间和曝气速率，使得生活污水分别在厌氧池、好氧池中曝气耦合膜生物反应器一体化装置完成厌氧和好氧微生物的降解，测定不同降解时间内各池中水体的COD、NH₄ ⁺、PO₄ ^3-、SS、DO、pH值、温度等指标。

实施例1～8的废水的处理效果见表1。

表1 生活污水和印染废水处理效果

本发明将曝气装置与膜组件有机耦合在一起，将中空纤维膜组件与曝气孔均匀间隔固定在一起，间隔距离为1～5mm，膜组件充分利用曝气装置的冲刷力从而减少膜表面的污染，提高膜生物反应器的效率。本发明通过生活废水和养殖废水的实施，能有效减少膜污染，从而提高膜组件的使用寿命和污水处理效率。

Claims

1.一种曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理方法，其特征在于包括以下步骤：

4)由外部的空气压缩机鼓风曝气，好氧池底部排泥；

2.如权利要求1所述一种曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理方法，其特征在于在步骤2)中，所述厌氧池的温度为25～35℃。

3.如权利要求1所述一种曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理方法，其特征在于在步骤2)中，所述搅拌装置的搅拌速度为150～200r/min。

4.如权利要求1所述一种曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理方法，其特征在于在步骤3)中，所述中空纤维膜组件的孔径为0.2～1mm。

5.如权利要求1所述一种曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理方法，其特征在于在步骤3)中，所述曝气孔的直径为0.2～1mm。

6.如权利要求1所述一种曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理方法，其特征在于在步骤4)中，所述曝气以转子流量计控制曝气量为0.5～5L/min。

7.如权利要求1所述一种曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理方法，其特征在于在步骤4)中，好氧池中的溶解氧为DO≥2.0mg/L。

8.一种曝气耦合膜生物反应器一体化污水处理装置，其特征在于设有厌氧反应器、搅拌器、进水泵、气泵、中空纤维膜组件、出水泵、膜生物反应器；厌氧反应器的废水入口外接废水源调节池出口，厌氧反应器内底部设有搅拌器，厌氧反应器上部的废水出口经进水泵接入膜生物反应器，中空纤维膜组件设在膜生物反应器内，中空纤维膜组件的气体入口接气泵的出气口，中空纤维膜组件的出水口接出水泵的入水口。