CN105906036A - 基于平板陶瓷膜的mbr和mbbr复合污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统，包括原水设施、原水泵、生物反应器、抽吸泵以及清水池，生物反应器包括反应器本体、曝气装置以及污泥排放系统，同一反应器中有机结合的设置有平板陶瓷膜和MBBR悬浮填料，同一反应器中的平板陶瓷膜和MBBR悬浮填料共用一个曝气装置且共用一个污泥排放系统，原水泵的输入端与原水设施连通，原水泵的输出端与反应器本体的内部空间连通，抽吸泵的输入端与平板陶瓷膜的出口连通，抽吸泵的输出端与清水池连通。本发明结合了MBR和MBBR的优点，特别是对于高COD，难处理的工业废水，能够达到更好的污水处理效果，而且能减少污水厂所占的面积。

Description

基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体涉及一种基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR工艺有机结合的复合污水处理系统。

背景技术

膜生物反应器(MBR)和移动床生物膜反应器(MBBR)是两种常见的污水处理技术。

膜生物反应器(MBR)水处理技术是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术。由于膜的过滤作用，微生物和污泥完全被截留在生物反应器中，实现了水力停留时间和污泥龄的彻底分离，使得生物单元具有很高的污泥浓度，不但提高了其对有机物的去除率，而且使其对氨氮的去除率也明显增高。MBR还具有占地面积少，出水水质好，运行稳定，操作简单，易于自动控制等优点，污泥停留时间与水力停留时间分离，克服了活性污泥自身无法克服的缺点。应用MBR技术后，主要污染物的去除率可达：COD≥90％、SS＝100％。处理后的出水悬浮物和浊度几近于零，水质可达到建设部《生活杂用水水质标准》，可直接用于绿化、冲洗、消防、楼房中水回用、补充观赏水体等非饮用水的目的，实现了污水资源化。因此在城市污水和工业废水处理与回用等方面已得到了应用。从近期国内外MBR研究情况来看，滤膜大都为较小孔径的微滤膜，或能截留较大分子的超滤膜，孔径范围为0.02～0.5μm；材质主要是疏水性的聚烯烃和亲水性的聚砜、纤维素等，无纺布等。疏水性的聚烯烃一般做成中空纤维式膜组件，而亲水性的聚砜、纤维素膜一般做成平板式膜组件。由于大部分MBR采用的膜材料为高分子合成物，膜很容易被污染，降低了膜的通量，增加了膜的维护成本，减少了膜的寿命，增加了投资和运营成本。

移动床生物膜反应器(MBBR)技术是通过在活性污泥处理系统内投加生物膜载体—悬浮生物填料，该悬浮填料在曝气混合搅拌作用下，保证废水与生长于载体上的生物膜广泛而频繁地接触，提高系统传质效率的同时，强化生物膜微生物的更新，保持和提高生物膜的活性。悬浮填料与原有活性污泥形成更为复杂的复合式生态系统，大量附着生长在悬浮填料上的生物膜使生物池中的活性生物量大大增加，在悬浮活性污泥与悬浮填料表面的生物膜共同作用下，大大提高系统的抗冲击负荷能力，达到提高污水处理的效能和稳定出水水质的目的。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。但是上述移动床生物膜反应器占地面积大，且日常维护要求高，难度大。

如何提供一种污水处理效果好，占地面积小，日常维护简易，操作方便的污水处理方法是亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的发明目的在于提供一种基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统，特别是对于高COD,，难处理的工业废水，能够达到更好的污水处理效果，而且能减少污水厂所占的面积。

为实现上述发明目的，本发明提供以下的技术方案：一种基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统，包括原水设施、原水泵、生物反应器、抽吸泵以及清水池，所述生物反应器包括反应器本体、曝气装置以及污泥排放系统，同一所述反应器本体中有机结合的设置有平板陶瓷膜和MBBR悬浮填料，同一所述反应器本体中的所述平板陶瓷膜和所述MBBR悬浮填料共用一个所述曝气装置且共用一个所述污泥排放系统，所述原水泵的输入端与所述原水设施连通，所述原水泵的输出端与所述反应器本体的内部空间连通，所述抽吸泵的输入端与所述平板陶瓷膜的出口连通，所述抽吸泵的输出端与所述清水池连通。

优选的，所述平板陶瓷膜的滤孔孔径为0.05-0.5微米。

优选的，若干所述平板陶瓷膜平形设置并集成为一过滤组件，若干所述平板陶瓷膜的出口均连通至一腔室，所述腔室与所述抽吸泵的输入端连通。

优选的，所述反应器本体中还设置有液位计。

优选的，所述曝气装置包括设置在所述反应器本体的内部的曝气器和设置在所述反应器本体的外部的供气风机，所述曝气器与所述供气风机之间的输气管路上还分别设置有空气阀和空气流量计。

优选的，所述抽吸泵与所述平板陶瓷膜之间的输水管路或所述抽吸泵与所述清水池之间的输水管路上还分别设置有抽吸压力表和抽吸流量计。

优选的，所述污泥排放系统包括污泥泵，所述污泥泵的输入端与所述反应器本体的内部空间连通。

优选的，所述基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统还包括清洗泵，所述清洗泵的输入端与所述清水池连通，所述清洗泵的输出端与所述平板陶瓷膜的出口连通，所述抽吸泵的输入端与所述平板陶瓷膜之间还设置有抽吸阀，所述清洗泵的输出端与所述平板陶瓷膜之间还设置有清洗阀。

优选的，所述清洗泵与所述平板陶瓷膜之间的输水管路或所述清洗泵与所述清水池之间的输水管路上还分别设置有清洗压力表和清洗流量计。

优选的，所述基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统还包括PLC控制装置，所述PLC控制装置包括控制电路和若干驱动电路，所述控制电路的输入端电连接若干检测机构，所述控制电路的输出端电连接所述若干驱动电路，所述若干驱动电路的输出端电连接若干执行机构。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

(1)本发明的过滤组件采用平板陶瓷膜，代替传统膜生物反应器(MBR)中的有机膜，无纺布及其它材料的膜，具有耐酸、耐碱、耐高温等特点，大大的改善了目前MBR系统所采用的传统的有机膜所出现的断丝，堵塞，短期更换等不足，平板陶瓷膜的优良物理性能使过滤器件更易于清洗，反冲压力可以更高，甚至在运行中，就可用机械的方法(如毛刷)清理污垢，保持高的水通量；也可用药剂，如稀的碱液或氧化剂进行反冲清洗；彻底解决了传统有机膜生物反应器(MBR)中膜污染和低膜通量带来的困扰；另外，无须如传统膜生物反应器那样需把膜组件从反应器中取出，进行清洗,大大降低了膜生物反应器的维护强度，由于添加了MBBR填料，大部分污泥附着在MBBR填料上，游离在污水中的污泥量大大减少，减轻了对陶瓷膜的污染，每个MBBR载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了氨氮的处理效果，由于处理效果的提高和停留时间的缩短，污水厂的占地面积可大大缩小出水的品质也得到进一步提高，同时，污泥的停留时间的增加，污泥被进一步消化，减少了污泥的产出量，降低了污泥的处理成本；

(2)本发明的平板陶瓷膜的孔径设置为0.05-0.5微米，废水经过平板陶瓷膜时，绝大部分的固体可被截留；

(3)本发明的平板陶瓷膜组件产品设计采用模块集成模式，可更有效的利用空间，可自由调整组件组合方式适用于新建和改造项目，及地下作业等空间要求较高的项目工程；

(4)本发明由于利用平板陶瓷膜直接过滤，而不是依靠动态生物污泥来过滤，出水的水质稳定，在实际应用中，明显优于动态膜生物反应器，且由于反应器中的MLSS浓度增加，处理后的出水品质要高得多，运行也要稳定。

(5)如出水需要回用，可按回用要求，增加反渗透设备；因为出水已经经过超滤，水中的不可溶解物已被绝大部分去除，反渗透设备的运行和维护费用将大大降低。

附图说明

图1为本发明公开的基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统。

其中，1、原水泵；2、反应器本体；3、平板陶瓷膜；4、抽吸压力表；5、抽吸阀；6、抽吸泵；7、抽吸流量计；8、清水池；9、清洗压力表；10、清洗流量计；11、清洗阀；12、清洗泵；13、供气风机；14、空气阀；15、空气流量计；16、污泥泵；17、曝气器；18、液位计；19、MBBR悬浮填料。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1，如其中的图例所示，一种基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统，包括原水设施(图中未视出)、原水泵1、生物反应器、抽吸泵6以及清水池8，上述生物反应器包括反应器本体2、曝气装置以及污泥排放系统，上述曝气装置包括设置在反应器本体2的内部的曝气器17和设置在反应器本体2的外部的供气风机13，上述污泥排放系统包括污泥泵16，污泥泵16的输入端与反应器本体2的内部空间连通，同一反应器本体2中有机结合的设置有平板陶瓷膜3和MBBR悬浮填料19，同一反应器本体2中的平板陶瓷膜3和所述MBBR悬浮填料19共用一个曝气器17和共用一个污泥泵16，原水泵1的输入端与上述原水设施连通，原水泵1的输出端与反应器本体2的内部空间连通，抽吸泵6的输入端与平板陶瓷膜3的出口连通，抽吸泵6的输出端与清水池8连通。

为了使绝大部分固体可被截留，平板陶瓷膜3的滤孔孔径为0.05-0.5微米。

为了减小平板陶瓷膜所占的空间，若干平板陶瓷膜3平形设置并集成为一过滤组件，若干平板陶瓷膜3的出口连通至一个腔室中，该腔室与抽吸泵6的输入端连通。

为了实现对反应器本体2中液位高低的监控，反应器本体2中还设置有液位计18。

为了实现对曝气强度的调节和监控，曝气器17与供气风机13之间的输气管路上还分别设置有空气阀14和空气流量计15。

为了实现对抽吸情况进行监控，抽吸泵6与平板陶瓷膜3之间的输水管路设置有抽吸压力表4，抽吸泵6与清水池8之间的输水管路上设置有抽吸流量计7。

上述复合污水处理系统还包括污泥泵16，污泥泵16的输入端与反应器本体2的内部空间连通。

为了实现对平板陶瓷膜3的清洗，上述复合污水处理系统还包括清洗泵12，清洗泵12的输入端与清水池8连通，清洗泵12的输出端与上述腔室连通，抽吸泵6的输入端与平板陶瓷膜3的出口之间还设置有抽吸阀5，清洗泵12的输出端与上述腔室之间还设置有清洗阀11。

清洗泵12与平板陶瓷膜3之间的输水管路上还分别设置有清洗压力表9和清洗流量计10。

上述复合污水处理系统还可以通过PLC控制装置进行控制。

作为检测机构的液位计18检测反应器本体2的液位情况，进而通过PLC控制装置控制原水泵1开停。

作为检测机构的抽吸压力表4和抽吸流量计7检测抽吸情况，进而通过PLC控制装置控制抽吸泵6的开停。

作为检测机构的清洗压力表9和清洗流量计10检测清洗情况，进而通过PLC控制装置控制清洗泵12的开停。

作为检测机构的空气流量计15检测曝气情况，进而通过PLC控制装置控制供气风机13的开停。

PLC控制装置还控制空气阀14、抽吸阀5、清洗阀11的开启和关闭。

经过粗滤，初部沉淀，厌氧，物化或其它处理后，污水通过原水泵1被泵入反应器本体2中，污水的液位由液位计18监测，并将信号传到PLC控制柜，控制原水泵1的开闭，反应器本体2中添加适量的MBBR悬浮填料19(MBBR悬浮填料为反应器的体积比的20-50％)，空气的流量通过PLC控制空气阀14来调节。抽吸流量计7将信号传递到PLC控制系统，通过调节抽吸阀5来保持衡流出水(20-50L/m2·h)。出水的负压小于0.05MPa。

平板陶瓷膜3由反冲水清洗，当抽吸流量计7监测到的出水流量低于20L/m2·h时，启动清洗系统约30秒，清洗时，抽吸阀5闭，清洗阀11开。抽吸时，抽吸阀5开，清洗阀11闭。

经过过滤后，污泥被截留在反应器内。启动污泥泵16，确保污泥在反应器本体2内保持均匀。检测MBBR悬浮填料19上污泥的生长情况，保持合适的溶解氧，维持适当的污泥浓度。

经过上述处理后，污水可达排放标准。如果需要对出水进一步纯化，在出水后可接反渗透装置。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统，包括原水设施、原水泵、生物反应器、抽吸泵以及清水池，所述生物反应器包括反应器本体、曝气装置以及污泥排放系统，其特征在于，同一所述反应器本体中有机结合的设置有平板陶瓷膜和MBBR悬浮填料，同一所述反应器本体中的所述平板陶瓷膜和所述MBBR悬浮填料共用一个所述曝气装置且共用一个所述污泥排放系统，所述原水泵的输入端与所述原水设施连通，所述原水泵的输出端与所述反应器本体的内部空间连通，所述抽吸泵的输入端与所述平板陶瓷膜的出口连通，所述抽吸泵的输出端与所述清水池连通。

2.根据权利要求1所述的基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统，其特征在于，所述平板陶瓷膜的滤孔孔径为0.05-0.5微米。

3.根据权利要求1所述的基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统，其特征在于，若干所述平板陶瓷膜平形设置并集成为一过滤组件，若干所述平板陶瓷膜的出口均连通至一腔室，所述腔室与所述抽吸泵的输入端连通。

4.根据权利要求1所述的基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统，其特征在于，所述反应器本体中还设置有液位计。

5.根据权利要求1所述的基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统，其特征在于，所述曝气装置包括设置在所述反应器本体的内部的曝气器和设置在所述反应器本体的外部的供气风机，所述曝气器与所述供气风机之间的输气管路上还分别设置有空气阀和空气流量计。

6.根据权利要求1所述的基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统，其特征在于，所述抽吸泵与所述平板陶瓷膜之间的输水管路或所述抽吸泵与所述清水池之间的输水管路上还分别设置有抽吸压力表和抽吸流量计。

7.根据权利要求1所述的基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统，其特征在于，所述污泥排放系统包括污泥泵，所述污泥泵的输入端与所述反应器本体的内部空间连通。

8.根据权利要求1所述的基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统，其特征在于，所述基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统还包括清洗泵，所述清洗泵的输入端与所述清水池连通，所述清洗泵的输出端与所述平板陶瓷膜的出口连通，所述抽吸泵的输入端与所述平板陶瓷膜之间还设置有抽吸阀，所述清洗泵的输出端与所述平板陶瓷膜之间还设置有清洗阀。

9.根据权利要求8所述的基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统，其特征在于，所述清洗泵与所述平板陶瓷膜之间的输水管路或所述清洗泵与所述清水池之间的输水管路上还分别设置有清洗压力表和清洗流量计。

10.根据权利要求1所述的基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统，其特征在于，所述基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR复合污水处理系统还包括PLC控制装置，所述PLC控制装置包括控制电路和若干驱动电路，所述控制电路的输入端电连接若干检测机构，所述控制电路的输出端电连接所述若干驱动电路，所述若干驱动电路的输出端电连接若干执行机构。