CN1785829A - 一种复合式膜生物反应器 - Google Patents

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张帆远航
曾景海
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Abstract

本发明涉及污水处理设备，具体涉及一种复合式膜生物反应器，它提供了一种使用范围广，运行能耗低，结构紧凑，处理效果稳定，能同时脱碳、氮、磷的膜生物反应器。主要目的是在于克服公知的一体式膜生物反应器的不足，同时使其又具有生物膜的特点以及公知的分体式膜生物反应器的曝气量较低，膜较易清洗的特点。本发明特征在于：挡板将反应器分为缺氧区和好氧区，两区均装有填料，好氧区分上下两部分，膜箱设在好氧区上部，好氧区混合液通过气提装置回流到缺氧区。该设备克服了单独使用一体式膜生物反应器存在的缺陷。特别适用于生活污水的深度处理、高浓度含氮污水和可生化性差的污水的处理，以及需要污水资源化的场合。

Description

一种复合式膜生物反应器
技术领域
本发明属于水处理装置中的一种污水深度处理设备，尤其涉及一种复合式膜生物反应器。
背景技术
膜生物反应器由生物反应器和膜组器两个部分组成，公知的一体式膜生物反应器是将膜组器直接浸没于生物反应器内，通过微滤或超滤膜的分离，使得活性污泥颗粒和绝大多数微生物保留在生物反应器内，膜分离后的清液被自吸泵抽出，因而反应器内可具有较高的污泥浓度。相比传统的污水处理方法其占地面积小，出水水质稳定，且生物安全度高。
由于在一体式膜生物反应器内活性污泥混合液直接与膜表面接触，膜表面易产生浓度级差化现象，致使膜较易污染，降低了膜组件的膜通量。为了缓解膜的污染，采取较大的曝气强度对膜表面进行错流冲刷才能相对有效。这样以来，既加大了运行能耗，又缩短了膜的使用寿命，另一方面较大的曝气强度使得混合液内有过高的溶解氧，这对于反硝化过程十分不利，不能有效的去除导致水体富营养化的氮元素，使其不能适应污水深度处理及废水资源化的要求。
生物膜技术具有单位体积内生物量大，抗冲击负荷能力强等优点。生物膜会在膜内部形成厌氧、缺氧层，为反硝化进行提供有利条件，可以使系统达到较高的脱氮效果。
发明内容
本发明主要目的是在于克服上述公知的一体式膜生物反应器的不足，同时又具有生物膜的技术特点以及公知的分体式膜生物反应器的曝气量较低，膜较易清洗的特点。本发明提供一种使用范围广，运行能耗低，结构紧凑，处理效果稳定，能同时脱碳、氮、磷的复合式膜生物反应器，该设备可以克服单独使用一体式膜生物反应器而产生的运行能耗高、膜表面较易污染和总氮处理效果不理想的等问题。特别适用于生活污水的深度处理、高浓度含氮污水和可生化性差的污水的处理，以及需要污水资源化的场合。
本发明提供的技术方案是：一种复合式膜生物反应器，它主要由生物反应池、供气装置、膜分离装置、进出水控制装置和混合液回流装置等组成。具体包括：进水管(1)、进水控制器(2)、缺氧区填料(3)、隔仓导流板(4)、微孔曝气器(5)、好氧区填料(6)、回流系统进气管(7)、气提管(8)、曝气箱(内含穿孔曝气器)(9)、膜箱(内含中空纤维膜)(10)、压缩空气进气管(11)、进气控制器(12)、出水转换阀(13)、出水控制器(14，17)、出水管(15，18)、抽吸泵(16)、排泥口(19)、在线药液清洗器(20)、清水池(21)。
本发明具有以下特点：
1.反应器被隔仓导流板分为缺氧区和好氧区，两区均装有填料，缺氧区内的混合液从导流板下部进入好氧区，好氧区混合液可由气提装置回流到缺氧区，膜组器位于好氧区上部。
2.好氧区内的混合液采用气提回流方式，结构简单，没有运动部件，回流液在脱氮的同时又可减轻好氧区的脱碳负荷。
3.附着在填料上的生物膜内部会形成厌氧层，污水分别在缺氧-厌氧-好氧系统内循环处理，在同一设备内就可完成对碳、氮、磷的脱除。
4.好氧区下部装有填料，污水在接受生化处理的同时又可对进入膜组器的水进行预过滤，可有效减缓膜的污染，延长膜的清洗周期，弥补了公知的一体式膜生物反应器的缺陷。
5.好氧区上部安装由膜箱和曝气箱组成的膜组器，膜箱上下开口，内部放置膜组件，上部设有出水收集管，曝气箱与膜箱下部直接相连，穿孔曝气器布置在曝气箱内，曝气气体带动混合液可在膜箱内外形成循环流动。
6.好氧区分上下两部分，下部微孔曝气器给生物膜提供了适宜的溶解氧，既有较高的生化反应效率又节省曝气能耗；而上部穿孔曝气器的产生的大气泡对膜表面的错流剪切作用，优化了膜表面的水力条件，有利于处理效果的稳定和膜组件的正常运行。
7.设有在线药液清洗器，可以对膜进行日常清洗维护，使膜组件在较高的水通量下稳定运行。
8.当清水池液位与生物反应器液位相差大于2m时，可利用重力水头压力出水，既节省能耗又保护膜片不因过大负压而损伤，使系统出水方式具有灵活性。
9.设备内填料可以是软性、半软性、弹性或立体型填料。
10.系统结合生物膜法，好氧菌、硝化菌和反硝化菌分别生长在不同的反应区域中，均可在各自最适合的环境条件下生长繁殖，能在同一设备内完成污水的深度处理，可直接达到较高的出水标准。
具体实施方式
说明书附图1所示为本发明复合式膜生物反应器的示意图。反应器分为好氧区和厌氧区，两区均有填料，好氧区的填料在下部，上部放置膜组器。
具体实施方式为：污水进入缺氧区，在缺氧环境下，通过与附着在缺氧区填料层(3)生物膜上的微生物接触，有机物被初步降解，之后水流从隔仓导流板(4)下部进入好氧区，然后通过好氧区填料(6)对水中有机污染物进行进一步的处理，并对进入膜组器中的泥水进行预过滤，进入膜组器的水一部分由抽吸泵(16)或依靠重力水头压力将水从膜箱(10)中抽出，另一部分在膜箱内外循环流动或回流入缺氧区。当膜片内外压差明显上升时，停止出水，按程序进行在线药液清洗。系统进出水量通过进出水控制器控制。
控制系统分为三部分：进出水控制系统、供气控制系统、回流系统。
I、进出水控制系统由进水控制器(2)、出水控制器(14，17)和出水转换阀(13)组成；
II、供气控制系统根据各部分的对曝气量的需要，由布气装置、进气控制器(12)和空气压缩机共同完成；
III、回流系统通过在好氧区设有的回流系统进气管(7)和回流系统气提管(8)进行回流，并通过进气控制器(12)来控制回流比。
附图说明
附图1为本发明所述复合式膜生物反应器的示意图。
附图2为流体在膜组器内外循环流动的示意图。
其中：1进水管，2进水控制器，3缺氧区填料，4隔仓导流板，5微孔曝气器，6好氧区填料，7回流系统进气管，8回流系统气提管，9曝气箱(内含穿孔曝气器)，10膜箱(内含中空纤维膜)，11压缩空气进气管，12进气控制器，13出水转换阀，(14、17)出水控制器，(15、18)出水管，16抽吸泵，19排泥口，20在线药液清洗器，21清水池
附图1、2中填充图案部分表示填料，箭头所指为水流或气流方向。

Claims (7)

1.一种复合式膜生物反应器，它主要由生物反应池、供气装置、膜分离装置、进出水控制装置和回流装置组成，其特征在于：反应器被隔仓导流板分为缺氧区和好氧区，两区均装有填料，膜组器位于好氧区上部。
2.如权利要求1所述的复合式膜生物反应器，其特征在于：好氧区下部装有填料，污水在接受生化处理的同时又可对进入膜组器的水进行预过滤，可有效减缓膜的污染，延长了膜的清洗周期，弥补了公知的一体式膜生物反应器的缺陷。
3.如权利要求1所述的复合式膜生物反应器，其特征在于：好氧区上部安装由膜箱和曝气箱组成的膜组器，膜箱上下开口，内部放置膜组件，上部设有出水收集管，曝气箱与膜箱下部直接相连，穿孔曝气器布置在曝气箱内，曝气气体带动混合液可在膜箱内外形成循环流动。
4.如权利要求1所述的复合式膜生物反应器，其特征在于：好氧区内的混合液采用气提回流方式，结构简单，没有运动部件，回流液在脱氮的同时又可减轻好氧区的脱碳负荷。
5.如权利要求1所述的复合式膜生物反应器，其特征在于：好氧区分上下两部分，下部微孔曝气器给生物膜提供了适宜的溶解氧，既有较高的生化反应效率又节省曝气能耗；而上部穿孔曝气器的产生的大气泡对膜表面的错流剪切作用，优化了膜表面的水力条件，有利于处理效果的稳定和膜组件的正常运行。
6.如权利要求1所述的复合式膜生物反应器，其特征在于：池内填料可以是软性、半软性、弹性或立体型填料。
7.如权利要求1所述的复合式膜生物反应器，其特征在于：系统结合生物膜法，好氧菌、硝化菌和反硝化菌分别生长在不同的反应区域中，均可在各自最适合的环境条件下生长繁殖，污水在缺氧—厌氧—好氧系统内循环处理，能在同一设备内完成污水的深度处理，可直接达到较高的出水标准。
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