CN105836967B - 采用膜生物反应器处理污水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理装置，公开了采用膜生物反应器处理污水的方法，1)污水流动方向；2)污水通过曝气管道(2)向控制溶解氧浓度；3)污水与生物降解性面板(6)接触；4)污泥沉降槽(3)内安装有气力污泥搅动装置(5)；5)污泥沉降槽(3)中的污泥流出污泥沉降槽(3)外；6)至少重复一组步骤1)至步骤5)的步骤；7)污水与斜板反应段(16)接触；8)污水与安交错流曝气单元(15)接触；9)污水通过膜组件(11)进行过滤。发明针对膜生物反应器中污泥回流效率低下，导致生物降解难度提升的传统问题，为一体式膜生物反应器效率的提升、膜分离运行能耗的下降以及膜组件是寿命的延长提供了全新的思路。

Description

采用膜生物反应器处理污水的方法

技术领域

本发明涉及污水处理装置，尤其涉及了采用膜生物反应器处理污水的方法。

背景技术

膜生物反应器在有效融合微生物分解与膜高效分离双重作用的同时，也不可避免地带来膜的污染问题。大量实践表明，膜污染已成为这一新工艺发展所必需克服的瓶颈问题。从其处理过程和特征来分析，膜污染是与膜接触的微粒、胶体粒子或溶质大分子，通过物理的、化学的、生物的和机械的作用，在膜表面、膜孔内的吸附沉积，以及微生物在膜水界面的堆积，造成膜有效孔径变小甚至堵塞，导致膜的通流量大幅下降，阻力损失大大提升(运行能耗大幅攀升)，从而有效分离特性的大幅下降现象。如上所述，膜生物反应器中膜的污染，是非常复杂的过程，其演化过程受到多重因素相互强烈耦合的影响。

对于一体式膜生物所面临的主要问题则是：针对相应给定的污水种类、生物反应器形式以及膜特性等边界条件下，如何在运行能耗极小化的基础上，在多变的组分、浓度、温度和流量等运行工况下，有效控制膜的污染。根据膜污染的定义，这种有效性必然应表现为：对微粒、胶体颗粒和溶质大分子的吸附积累，以及微生物在膜界面堆积的合理控制上。对于一体式膜生物反应器的膜组件而言，在传统的结构形式下，如何从本质上阻碍膜污染的形成，大幅降低运行阻力，改善运行维护条件成为膜生物反应器亟待解决的根本性问题。

发明内容

本发明针对现有技术中膜生物反应器效率低、膜分离运行能耗下降以及膜组件寿命短的缺点，提供了采用膜生物反应器处理污水的方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

采用膜生物反应器处理污水的方法：

1)污水沿膜生物反应器的内壁流动，流动方向先由上至下再由下至上；

2)污水在流动的过程中，通过安装在膜生物反应器内的曝气管道向膜生物反应器内部充入空气并控制污水的溶解氧浓度；

3)污水与膜生物反应器中的生物降解性面板接触并进行厌好氧处理；

4)膜生物反应器底部设有污泥沉降槽，污泥沉降槽内安装有气力污泥搅动装置，污水在流动的过程中，部分污泥沉降至污泥沉降槽中并通过气力污泥搅动装置的搅动在污泥沉降槽内处于缓慢蠕动的状态；

5)污泥沉降槽中的污泥通过与污泥沉降槽连接的回流管流出污泥沉降槽外；

6)至少重复一组步骤1)至步骤5)的步骤；

7)污水与膜生物反应器中的斜板反应段接触，斜板反应段包括斜板，污水中的部分污泥沉积在斜板上并沿着斜板上的斜板槽方向沉降到污泥沉降槽中；

8)经过斜板反应段的污水向上流动并与安装在斜板反应段上方的交错流曝气单元接触，通过交错流曝气单元中的曝气管对污水进行剪切；

9)经过交错流曝气单元处理后的污水通过膜组件进行过滤。

本发明首先控制泥水的流动的方式，经过泥水分离解耦，将膜组件从传统的污泥环境中解脱出来，从根本上破坏膜组件污染的条件；基于流动控制的理念，通过交错曝气单元为膜组件构建独立的交错流剪切系统，在尽量低的能耗条件下，在膜表面形成高效剪切作用，破坏污染形成的水力条件；另外，本项发明针对生物膜生物反应器中污泥回流效率低下，导致生物降解难度提升的传统问题，从流动控制的角度出发，通过气力污泥搅动装置改善了流动体系；从这三个方面为一体式膜生物反应器效率的提升、膜分离运行能耗的下降以及膜组件是寿命的延长提供了全新的思路。

作为优选，气力污泥搅动装置包括中心轴和搅动管，搅动管上设有气孔。

作为优选，气力污泥搅动装置的搅动管一端与中心轴固接，从固定端到自由端，搅动管的曲率半径逐渐增大。搅动管曲率半径组件增大，搅动管随中心轴旋转一圈对污泥的扰动较直线型搅拌装置更大，能更好的防止污泥干固板结，保持装置处于高效运行状态。搅动管根数为一根到数跟，呈螺旋状安装，使得污泥沉淀槽内的污泥处于缓慢的蠕动状态，即不形成污泥的二次上升，有足够破坏污泥静止沉淀的水力条件，确保污泥可以均匀的从污泥回流管高效流出，避免传统方式的污泥短流，污泥无法回流的问题。

作为优选，气力污泥搅动装置还包括气泵，气泵的出气口与气孔相连，使气孔保持正压状态。气泵和气孔的设置，使得气流源源不断地从搅动管向外冒出，气孔保持正压状态，污泥沉淀槽内的污泥处于被搅动管和气泡扰动的状态，避免了污泥板结堵塞，也避免了污水处理装置内活性污泥中的微生物休眠死亡。

作为优选，膜生物反应器包括至少一个第一壳体，第一壳体上均设有布水管和出水管，第一壳体的出水管与相邻的第一壳体的布水管相连，第一壳体内均安装有折流挡板，污水的水流方向通过折流挡板控制。

作为优选，位于污水下游的第一壳体连通有第二壳体，第二壳体上设有进水口，进水口与位于水流下游的第一壳体上的出水管连通，交错流曝气单元和斜板反应段均安装在第二壳体内。

作为优选，第一壳体和第二壳体上均安装有回流管，回流管均连接有回流总管，回流管和回流总管内壁上设有振动片。污泥能通过回流管和回流总管回流至生物降解单元，振动片的设置避免污泥板结干固，避免污水短流和确保污泥回流。

作为优选，污水沉降槽侧壁上设有振动片。振动片的设置避免污泥板结干固，避免污水短流和确保污泥回流。

作为优选，斜板槽与水流方向呈20°-50°倾斜角的，斜板槽至少有两条。斜板具有双重作用，其一是斜板沉淀的作用，二次将污泥从水中利用惯性和重力分离出来，另外斜板选用材料可利用利于生物膜成型的材料，在斜板槽内，形成对污水的再次生物降解，尽量减少胶质污染物进入膜分离段的几率。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本发明首先控制泥水的流动的方式，经过泥水分离解耦，将膜组件从传统的污泥环境中解脱出来，从根本上破坏膜组件污染的条件；基于流动控制的理念，通过交错曝气单元为膜组件构建独立的交错流剪切系统，在尽量低的能耗条件下，在膜表面形成高效剪切作用，破坏污染形成的水力条件；另外，本项发明针对膜生物反应器中污泥回流效率低下，导致生物降解难度提升的传统问题，从流动控制的角度出发，通过气力污泥搅动装置改善了流动体系；从这三个方面为一体式膜生物反应器效率的提升、膜分离运行能耗的下降以及膜组件是寿命的延长提供了全新的思路。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的气力污泥搅动装置的结构示意图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—第一壳体、2—曝气管道、3—污泥沉降槽、4—布水管、5—气力污泥搅动装置、6—生物降解性面板、7—出水管、8—折流挡板、9—回流管、10—回流总管、11—膜组件、12—污泥挡板、13—第二壳体、14—进水口、15—交错曝气单元、16—斜板反应单元、17—振动片、51—中心轴、52—搅动管、53—气孔、151—曝气管、161—斜板、162—斜板槽。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

采用膜生物反应器处理污水的方法：

1)污水沿膜生物反应器的内壁流动，流动方向先由上至下再由下至上；

2)污水在流动的过程中，通过安装在膜生物反应器内的曝气管道2向膜生物反应器内部充入空气并控制污水的溶解氧浓度，曝气强度和流量通过曝气管道2及对应的阀门和流量计进行合理调节，控制目标可以为各段污水的溶解氧浓度；

3)污水与膜生物反应器中的生物降解性面板6接触并进行厌好氧处理；

4)膜生物反应器底部设有污泥沉降槽3，污泥沉降槽3内安装有气力污泥搅动装置5，污水在流动的过程中，部分污泥沉降至污泥沉降槽3中并通过气力污泥搅动装置5的搅动在污泥沉降槽3内处于缓慢蠕动的状态；

5)污泥沉降槽3中的污泥通过与污泥沉降槽3连接的回流管9流出膜生物反应器外部；

6)至少重复一组步骤1)至步骤5)的步骤；

7)污水与膜生物反应器中的斜板反应段16接触，斜板反应段16包括斜板161，污水中的部分污泥沉积在斜板161上并沿着斜板161上的斜板槽162方向沉降到污泥沉降槽3中；

8)经过斜板反应段16的污水向上流动并与安装在斜板反应段16上方的交错流曝气单元15接触，通过交错流曝气单元15中的曝气管151对污水进行剪切；

9)经过交错流曝气单元15是污水在膜组件11的表面上形成高效剪切的机制，再次破坏污泥沉降的水力条件，进一步确保膜组件11分离局部环境良好，促使整个反应装置的高效运行，污水通过膜组件11进行过滤。

如图所示，气力污泥搅动装置5包括中心轴51和搅动管52，搅动管52上设有气孔53。

气力污泥搅动装置5的搅动管52一端与中心轴51固接，从固定端到自由端，搅动管52的曲率半径逐渐增大。

气力污泥搅动装置5还包括气泵，气泵的出气口与搅动管52的气孔53相连，使气孔53保持正压状态。

膜生物反应器包括三个依次连通第一壳体1，第一壳体1上均设有布水管4和出水管7，根据污水在三个第一壳体1内的流动方向，三个第一壳体1分别为上游第一壳体、中游第一壳体和下游第一壳体，上游第一壳体的出水管7与中游第一壳体1的布水管4相连，中游第一壳体的出水管7与下第一壳体的布水管4相连，第一壳体1内均安装有折流挡板8，污水的水流方向通过折流挡板8控制并实现污水在第一壳体1的流动方向先由上至下再由下至上，由于第一壳体1之间相互连通，因此污水在膜生物反应器中实现三次由上至下再由下至上的流动。

位于下游的第一壳体1即下游第一壳体，下游第一壳体连通有第二壳体13，第二壳体13上设有进水口14，进水口14与下游第一壳体1上的出水管7连通，交错流曝气单元15和斜板反应段16均安装在第二壳体13内。

第一壳体1和第二壳体13上均安装有回流管9，回流管9均连接有回流总管10，回流管9和回流总管10内壁上设有振动片17。

污水沉降槽3侧壁上设有振动片17。

斜板槽162与水流方向呈40°倾斜角的，斜板槽162有三条。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (9)

1.采用膜生物反应器处理污水的方法，其特征在于：

1)污水沿膜生物反应器的内壁流动，流动方向先由上至下再由下至上；

2)污水在流动的过程中，通过安装在膜生物反应器内的曝气管道(2)向膜生物反应器内部充入空气并控制污水的溶解氧浓度；

3)污水与膜生物反应器中的生物降解性面板(6)接触并进行厌好氧处理；

4)膜生物反应器底部设有污泥沉降槽(3)，污泥沉降槽(3)内安装有气力污泥搅动装置(5)，污水在流动的过程中，部分污泥沉降至污泥沉降槽(3)中并通过气力污泥搅动装置(5)的搅动在污泥沉降槽(3)内处于缓慢蠕动的状态；

5)污泥沉降槽(3)中的污泥通过与污泥沉降槽(3)连接的回流管(9)流出污泥沉降槽(3)外；

6)至少重复一组步骤1)至步骤5)的步骤；

7)污水与膜生物反应器中的斜板反应段(16)接触，斜板反应段(16)包括斜板(161)，污水中的部分污泥沉积在斜板(161)上并沿着斜板(161)上的斜板槽(162)方向沉降到污泥沉降槽(3)中；

8)经过斜板反应段(16)的污水向上流动并与安装在斜板反应段(16)上方的交错流曝气单元(15)接触，通过交错流曝气单元(15)中的曝气管(151)对污水进行剪切；

9)经过交错流曝气单元(15)处理后的污水通过膜组件(11)进行过滤。

2.根据权利要求1所述的采用膜生物反应器处理污水的方法，其特征在于：气力污泥搅动装置(5)包括中心轴(51)和搅动管(52)，搅动管(52)上设有气孔(53)。

3.根据权利要求2所述的采用膜生物反应器处理污水的方法，其特征在于：气力污泥搅动装置(5)的搅动管(52)一端与中心轴(51)固接，从固定端到自由端，搅动管(52)的曲率半径逐渐增大。

4.根据权利要求2所述的采用膜生物反应器处理污水的方法，其特征在于：气力污泥搅动装置(5)还包括气泵，气泵的出气口与气孔(53)相连，使气孔(53)保持正压状态。

5.根据权利要求1所述的采用膜生物反应器处理污水的方法，其特征在于：膜生物反应器包括至少一个第一壳体(1)，第一壳体(1)上均设有布水管(4)和出水管(7)，第一壳体(1)的出水管(7)与相邻的第一壳体(1)的布水管(4)相连，第一壳体(1)内均安装有折流挡板(8)，污水的水流方向通过折流挡板(8)控制。

6.根据权利要求5所述的采用膜生物反应器处理污水的方法，其特征在于：位于污水下游的第一壳体(1)连通有第二壳体(13)，第二壳体(13)上设有进水口(14)，进水口(14)与位于水流下游的第一壳体(1)上的出水管(7)连通，交错流曝气单元(15)和斜板反应段(16)均安装在第二壳体(13)内。

7.根据权利要求6所述的采用膜生物反应器处理污水的方法，其特征在于：第一壳体(1)和第二壳体(13)上均安装有回流管(9)，回流管(9)均连接有回流总管(10)，回流管(9)和回流总管(10)内壁上设有振动片(17)。

8.根据权利要求1所述的采用膜生物反应器处理污水的方法，其特征在于：污水沉降槽(3)侧壁上设有振动片(17)。

9.根据权利要求1所述的采用膜生物反应器处理污水的方法，其特征在于：斜板槽(162)与水流方向呈20°-50°倾斜角的，斜板槽(162)至少有两条。