CN110606554A - 一种污水处理mbr膜生物反应器以及污水处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种污水处理MBR膜生物反应器，包括：反应池，所述反应池内设置MBR膜组件；所述MBR膜组件包括外管，第一过滤网，第二过滤网，滤膜以及填料颗粒；所述滤膜设置于所述外管中心位置，所述滤膜与外管内壁之间形成流道；所述填料位于所述滤膜与所述外管内壁之间的流道内；所述第一过滤网位于所述外管上端，所述第二过滤网位于所述外管下端；周期性释放以及吸附填料颗粒，通过填料颗粒擦洗滤膜，从而降低膜污染。本发明的污水处理MBR膜生物反应器，能够减小系统曝气能耗同时提高污水处理效率。

Description

一种污水处理MBR膜生物反应器以及污水处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理的技术领域，尤其是涉及一种污水处理MBR膜生物反应器。
背景技术
污水处理中的膜生物反应器(MBR)是将膜分离技术中的超微滤技术和活性污泥法有机结合的污水处理高新技术，它主要有膜组件，生物反应器，物料输送三部分组成，其运行原理是利用反应器内大量的微生物有效地降解污水中各种有机物，使水质得到净化，并通过膜分离装置代替传统工艺中的二沉池，提高固液分离的效率，从而得到优质的出水，基本解决了传统的活性污泥法存在的污泥膨胀污泥浓度低等因素造成的出水水质达不到回用要求的问题。
膜生物反应器（MBR）具有处理效率高，分离效果好，占地少，操作简便且容易实现自动化控制等优点，现已被广泛应用于污水处理和回用领域。目前，MBR中的膜污染问题及其高运行能耗是限制其推广应用的主要瓶颈。膜污染的形成会导致膜通量下降，跨膜压力増大，从而降低了膜的处理效果与使用寿命，并最终阻碍MBR技术在实际生产中的推广应用。
膜污染是指与膜接触的料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜的物理、化学或生物作用而引起物质在膜面或膜孔内吸附、沉积, 造成膜孔径变小或堵塞, 使膜通量变小与分离特性变差的现象。造成MBR 膜污染的主要因素有膜材料本身、膜孔径、污泥质量浓度、污泥黏度、污泥粒径分布、污泥负荷, 膜通量、曝气强度以及原水成分等。
大量实验研究表明增大曝气量能够有效地控制MBR中膜污染的形成。曝气强度的増加可増大膜表面水流的扰动程度,进而减少污染物在膜面上的堆积，提高膜的通透性。而曝气一般所需气、水体积比需要在20：1以上时，导致MBR污水处理系统能耗增大。
为了控制MBR膜污染，提出了在MBR膜生物反应器中设置填料，通过填料与滤膜的相互作用擦洗滤膜，从而降低曝气所需的能耗，如清华大学在CN104003512A的发明专利，南京大学在CN102642920A发明专利，以及CN102553450A发明专利中所提出的。然而，在反应器内填料的体积需要占据有效体积的20%以上，对应的导致MBR膜反应器中单位时间污水流通量减少，影响污水处理效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水处理MBR膜生物反应器，其能够解决现有技术的上述问题，减小系统能耗同时提高污水处理效率。
作为本发明的一个方面，提供一种污水处理MBR膜生物反应器，包括：反应池，所述反应池内设置MBR膜组件；所述MBR膜组件包括外管，第一过滤网，第二过滤网，滤膜以及填料颗粒；所述滤膜设置于所述外管中心位置，所述滤膜与外管内壁之间形成流道；所述填料位于所述滤膜与所述外管内壁之间的流道内；所述第一过滤网位于所述外管上端，所述第二过滤网位于所述外管下端；所述第二过滤网以及第二过滤网的网眼直径；其特征在于：所述填料颗粒为磁性颗粒；所述外管管壁设置旁通管路，所述旁通管路的入口以及出口分别设置于所述外管上半部以及下半部，所述旁通管路内设置软磁结构，所述软磁结构能够吸附所述磁性颗粒。
优选的，所述反应池内设置若干MBR膜组件。
优选的，所述磁性颗粒为空心磁珠。
优选的，所述空心磁珠的密度略大于水密度。
优选的，所述填料颗粒的直径为2mm~3mm。
优选的，所述第一过滤网以及第二过滤网的直径为1mm~2mm。
优选的，所述磁性颗粒的直径大于所述第一过滤网以及第二过滤网的网眼直径。
优选的，所述反应池底部设置曝气管。
优选的，所述反应池采用间歇出水，其具有间歇曝气时间。
优选的，所述间歇曝气时间与产水时间比为1~2:20。
优选的，在进行间歇曝气之前，所述旁通管路开启，所述软磁材料断电释放所述填料颗粒后，关闭旁通管路；在间歇曝气结束后，所述旁通管路开启，所述软磁材料通电吸附所述填料颗粒后，关闭旁通管路。
优选的，所述旁通管路设置电磁阀以及旁通泵，控制器控制所述电磁阀以及旁通泵是所述盘通管路开启或者关闭。
优选的，所述旁通管路内设置一容纳部，所述软磁结构位于所述容纳部内。
优选的，所述软磁材料为电磁铁材料。
作为本发明的另外一个方面，提供一种污水处理方法，包括如下步骤：（1）将待处理污水输入MBR反应池内；（2）MBR反应池采用间歇出水，具有间歇曝气时间；（3）在产水期间，污水通过滤膜被净化后输出；（4）在进行间歇曝气之前，开启旁通管路，将所述软磁材料断电释放所述填料颗粒后，关闭旁通管路；（5）在间歇曝气时间内，通过曝气管对反应池进行高强度曝气；（6）在间歇曝气结束后，开启旁通管路，将所述软磁材料通电吸附所述填料颗粒后，关闭旁通管路；（7）重复步骤（3）~（6）直到污水处理结束。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获取其他的技术方案，也属于本发明的公开范围。
本发明实施例的污水处理MBR膜生物反应器，包括：反应池，其具有入水口，用于输入需要处理的污水。反应池内设置MBR膜组件，MBR膜组件可以是一个或者多个，污水在反应池内净化后通过MBR膜流出。
MBR膜组件包括外管，第一过滤网，第二过滤网，滤膜以及填料颗粒。滤膜设置于外管中心位置，滤膜与外管内壁之间形成流道。滤膜可以是管状膜或者中空纤维膜。填料颗粒为磁性颗粒，例如磁性空心磁珠，其密度可以设置为略大于水密度。填料颗粒能够位于滤膜与外管内壁之间的流道内，当填料颗粒位于滤膜与外管内壁之间的流道内时，其总体积与流道容积比为1:5~8。第一过滤网位于外管上端，第二过滤网位于外管下端，设置磁性颗粒的直径大于第一过滤网以及第二过滤网的网眼直径，使保持填料颗粒位于流道内。例如，可以设置填料颗粒的直径为2mm~3mm，第一过滤网以及第二过滤网的直径为1mm~2mm。
反应池底部设置曝气管，用于进行曝气。反应池采用间歇出水，具有间歇曝气时间，可以设置为间歇曝气时间与产水时间比为1~2:20。外管管壁设置旁通管路，旁通管路的入口以及出口分别设置于外管上半部以及下半部。旁通管路设置电磁阀以及旁通泵，通过控制器控制电磁阀以及旁通泵使盘通管路根据间歇曝气时间开启或者关闭。旁通管路内设置一容纳部，容纳部内设置软磁材料，该软磁材料可以电磁铁材料，其在通电后具有磁性，断电后不具有磁性。在进行间歇曝气之前，控制器控制旁通管路开启，软磁材料断电释放磁性填料颗粒后，关闭旁通管路；在间歇曝气进行时，填料颗粒在曝气作用下擦洗滤膜，减小膜污染；在间歇曝气结束后，控制器控制旁通管路开启，软磁材料通电吸附填料颗粒后，关闭旁通管路，从而在产水时填料颗粒不位于流道内，提高产水效率。
本发明实施例的污水处理MBR膜生物反应器的污水处理方法，包括如下步骤：（1）将待处理污水输入MBR反应池内；（2）MBR反应池采用间歇出水，具有间歇曝气时间；（3）在产水期间，污水通过滤膜被净化后输出；（4）在进行间歇曝气之前，开启旁通管路，将所述软磁材料断电释放所述填料颗粒后，关闭旁通管路；（5）在间歇曝气时间内，通过曝气管对反应池进行高强度曝气；（6）在间歇曝气结束后，开启旁通管路，将所述软磁材料通电吸附所述填料颗粒后，关闭旁通管路；（7）重复步骤（3）~（6）直到污水处理结束。
为了突出本发明的创新部分，本发明上述实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的模块引入，这并不表明上述设备以及方法实施方式并不存在其它的模块。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。本发明中描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种污水处理MBR膜生物反应器，包括：反应池，所述反应池内设置MBR膜组件；所述MBR膜组件包括外管，第一过滤网，第二过滤网，滤膜以及填料颗粒；所述滤膜设置于所述外管中心位置，所述滤膜与外管内壁之间形成所述流道；所述填料位于所述滤膜与所述外管内壁之间的流道内；所述第一过滤网位于所述外管上端，所述第二过滤网位于所述外管下端；所述第二过滤网以及第二过滤网的网眼直径；其特征在于：所述填料颗粒为磁性颗粒；所述外管管壁设置旁通管路，所述旁通管路的入口以及出口分别设置于所述外管上半部以及下半部，所述旁通管路内设置软磁结构，所述软磁结构能够周期性吸附所述磁性颗粒。
2.根据权利要求1所述的污水处理MBR膜生物反应器，其特征在于：所述反应池内设置一个或者若干MBR膜组件。
3.根据权利要求1所述的污水处理MBR膜生物反应器，其特征在于：所述磁性颗粒的直径大于所述第一过滤网以及第二过滤网的网眼直径。
4.根据权利要求1所述的污水处理MBR膜生物反应器，其特征在于：所述填料颗粒的直径为2mm~3mm。
5.根据权利要求1所述的污水处理MBR膜生物反应器，其特征在于：所述第一过滤网以及第二过滤网的直径为1mm~2mm。
6.根据权利要求1所述的污水处理MBR膜生物反应器，其特征在于：所述反应池底部设置曝气管。
7.根据权利要求1所述的一种污水处理MBR膜生物反应器，其特征在于：所述反应池采用间歇出水，其具有间歇曝气时间。
8.根据权利要求1所述的一种污水处理MBR膜生物反应器，其特征在于：所述间歇曝气时间与产水时间比为1~2:20。
9.一种根据权利要求1所述污水处理生物反应器的污水处理方法，包括如下步骤：（1）将待处理污水输入MBR反应池内；（2）MBR反应池采用间歇出水，具有间歇曝气时间；（3）在产水期间，污水通过滤膜被净化后输出；（4）在进行间歇曝气之前，开启旁通管路，将所述软磁材料断电释放所述填料颗粒后，关闭旁通管路；（5）在间歇曝气时间内，通过曝气管对反应池进行高强度曝气；（6）在间歇曝气结束后，开启旁通管路，将所述软磁材料通电吸附所述填料颗粒后，关闭旁通管路；（7）重复步骤（3）~（6）直到污水处理结束。
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