CN1861530A - 闸门阀分置式膜生物反应器 - Google Patents

Abstract

本发明属于膜生物反应器技术领域，特别涉及一种分置式膜生物反应器。为了克服公知分体式膜生物反应器能耗高和长循环管带来的建设安装难度较大、造价较高和长循环管易积泥等问题，创造一种膜清洗时由隔板或隔墙或隔箱和闸门阀将生物反应池和膜滤池隔开，进行浸没式膜清洗，正常运行时，打开闸门阀，实现无泵水力循环的分置式膜生物反应器。膜分离单元采用浅水层鼓气进行膜冲洗，有效降低单位水处理能耗；开启闸门阀，实现无泵水力循环更加安全可靠和经济。该分置式膜生物反应器的技术改进，使膜生物反应器技术更加高效、经济，在水处理和废水资源化中有更大应用前景。

Description

闸门阀分置式膜生物反应器

技术领域

本发明属于膜生物反应器技术领域，特别涉及新型分置式膜生物反应器。

背景技术

分置式膜生物反应器由生物反应池单元和膜分离单元组成，其特点是：系统运行稳定可靠，操作管理容易，易于进行膜的清洗、更换及增设。一种公知的分置式膜生物反应器是错流式膜生物反应器系统，由生物反应池单元和错流式膜分离器组成，其优点是膜单元膜的清洗和维护方便，存在主要问题是运行过程中能耗高。能耗高的原因是生物单元和膜单元之间的循环水泵所致，处理单位水量能耗约为3.0-5.5kW·h/m³，是传统活性污泥法的10-15倍。(樊耀波等，环境科学学报，1997，17(1)：68-74；郑祥等，2000，环境污染治理技术与设备，Vol.1：(5)，12-19)。

为解决能耗高的问题，同时又保留膜维护方便的优点，一种采用浅层曝气浸没式膜单元，运用气升原理实现循环的分置式膜生物反应器(ZL 01123900.X，)被提出，但该种工艺中膜单元和生物单元之间需要较长的循环管连接，循环管上需要安装阀门，特别是在膜生物反应器工程建设为地下式时，还需要在生物反应池侧面建设阀门井。长循环管、安装阀门和建设阀门井不仅会增加工程建设难度和工程造价，长循环管和安装阀门还容易导致污泥循环不畅和在循环管中出现污泥沉积的问题。

发明内容

本发明的目的在于为了克服公知分置式膜生物反应器长循环管、循环阀以及阀门井带来的建设、安装难度较高、造价较高和循环管易积泥的问题，创造一种由分隔板将生物单元和膜单元隔开，只用闸门阀实现无泵水力循环的分置式膜生物反应器。该分置式膜生物反应器的技术改进，将使膜生物反应器技术更加高效、经济，在水处理和废水资源化领域中有更大应用前景。

本发明的分置式膜生物反应器主要包括生物反应池(2)、膜滤池(3)、膜组件(16)、闸门阀(14)、抽吸泵(18)，见附图1。其特征在于：生物反应池(2)和膜滤池(3)由一隔板或隔墙或隔箱(15)分隔，隔板或隔墙或隔箱(15)顶部淹没在池水液面至25cm深度处，生物反应池(2)和膜滤池(3)池水越过隔板或隔墙或隔箱(15)顶部连通；所述的闸门阀(14)位于隔板或隔墙或隔箱(15)的底部，开启闸门阀(14)时使生物反应池(2)和膜滤池(3)在池底部连通，关闭时将生物反应池(2)和膜滤池(3)分隔开；膜滤池(3)中装有膜滤池鼓气管(9)和膜分离单元(16)；在膜滤池鼓气管(9)鼓气的作用下，膜滤池(3)的水流自底部上升后，跃过隔板或隔墙或隔箱(15)顶部回流至生物反应器(2)，再经闸门阀(14)返回膜滤池(3)，形成生物反应池(2)和膜滤池(3)之间的水力循环；生物反应池(2)中装有生物池鼓气管(13)对池水具有搅拌作用。隔箱是指由底的箱体。

膜滤池(3)的静水位在停止鼓气的条件下同生物反应池(2)的静水位平齐，膜滤池(3)的底部与生物反应池(2)底部平齐。膜滤池(3)内池水或污泥混合液的上部装有膜组件(16)，如图2所示的膜组件自水面起向下布设，即膜组件的上集水管(22)刚好淹没在水面之下0至25cm水层中，膜组件的下集水管(23)视膜组件长度浸没入自水面至3.5米水深范围内的水层中。膜滤池鼓气管(9)布设在膜组件的下集水管(23)以下水层内。膜滤池鼓气管(9)为穿孔管。生物池鼓气管(13)可为穿孔管和微孔曝气元件，通常与膜滤池鼓气管(9)安装在同一深度。

本发明的工作原理是：由于膜滤池鼓气管(9)的鼓气作用提升了膜滤池(3)的水位或降低了膜滤池(3)混合液的比重，闸门阀(14)中的水流由于没有气泡或只有较少的气泡而比重较大，因此，闸门阀(14)中较重的水流会下向流入膜滤池(3)，膜滤池(3)的水流又会因气泡的提升自水面流回生物反应池(2)，从而形成气升水力循环。

本发明分置式膜生物反应器的特点：

1、只需在隔板或隔墙或隔箱(15)靠底部开阀孔，循环能耗较低；闸门阀不会堵塞，循环水量安全性高；

2、闸门阀的应用，减低了设备和材料的消耗，减少了建设费用，工程投资省；

3、容易实现大规模膜生物反应器水处理系统和成套设备的建设；

4、应用范围广，可与各种类型的生物反应池组合，不局限于活性污泥法，可以为生物膜法，如：氧化沟反应池、接触氧化法反应池、生物滤池等；

5、系统易维护，进行膜的化学清洗时，只需将闸门阀的闸板放下，将生物反应池和膜滤池分隔开，将膜滤池排空，而不影响生物反应池的运行条件和状态，不会损伤生物反应池的微生物。

附图说明

图1为本发明所述闸门阀分置式膜生物反应器水处理技术工艺流程示意图。其中：

1-原水、2-生物反应池、3-膜滤池、4-净水箱、5-空气泵、6-膜空气阀门、7-膜空气流量计、8-膜滤池空气管、9-膜滤池鼓气管、10-生物空气阀门、11-生物空气流量计、12-生物池空气管、13-生物池鼓气管、14-闸门阀、15-隔板或隔墙或隔箱、16-膜组件、17-出水管、18-净化水泵、19-净化水阀门、20-净化水流量计、21-净化水管。

图2为本发明所述闸门阀分置式膜生物反应器水处理技术所用膜组件的示意图。其中：22-上集水管、23-下集水管、24-膜丝。

图3为本发明所述闸门阀分置式膜生物反应器闸门阀(14)结构示意图。

具体实施方式

经预处理过的污水(1)进入生物反应池(2)，生物反应池(2)内有活性污泥混合液。空气由空气泵(5)经生物空气阀门(10)、生物空气流量计(11)、生物池空气管(12)通入生物反应池(2)的生物池鼓气管(13)，生物池鼓气管(13)对活性污泥混合液鼓气，使其混合均匀和部分充氧后，经闸门阀(14)进入膜滤池(3)。同时，进行冲洗膜丝(24)的空气由空气泵(5)经膜空气阀门(6)、膜空气流量计(7)、膜滤池空气管(8)接入膜滤池(3)的膜滤池鼓气管(9)，膜滤池鼓气管(9)鼓气除了起到对膜清洗的作用外主要有给混合液充氧、气力提升混合液，使混合液在生物反应池(2)和膜滤池(3)之间形成循环的作用。净化水通过膜组件上方的水位与净化水管(21)在净水箱(4)出水口处的水位差和抽吸泵(18)的抽吸作用，自膜组件(16)，经出水管(17)、净化水阀门(19)、净化水流量计(20)、净化水管(21)进入净水箱(4)。

Claims (5)

1.一种闸门阀分置式膜生物反应器，主要包括生物反应池(2)、膜滤池(3)、膜组件(16)、闸门阀(14)、抽吸泵(18)等，其特征在于：生物反应池(2)和膜滤池(3)由一隔板或隔墙或隔箱(15)分隔，隔板或隔墙或隔箱(15)顶部淹没在池水液面至25cm深度处，生物反应池(2)和膜滤池(3)池水越过隔板或隔墙或隔箱(15)顶部连通；所述的闸门阀(14)开启时使生物反应池(2)和膜滤池(3)在池底部连通，关闭时将生物反应池(2)和膜滤池(3)分隔开；膜滤池(3)中装有膜滤池鼓气管(9)和膜组件(16)；在膜滤池鼓气管(9)鼓气的作用下，膜滤池(3)的水流自底部上升后，跃过隔板或隔墙或隔箱(15)顶部回流至生物反应池(2)，再经位于隔板或隔墙或隔箱(15)靠底部的闸门阀(14)返回膜滤池(3)，形成生物反应池(2)和膜滤池(3)之间的水力循环；生物反应池(2)中装有生物池鼓气管(13)对池水具有搅拌作用。隔箱是指由底的箱体。

2.如权利要求1所述的膜生物反应器，其特征在于：所述的闸门阀(14)开启时形成生物反应池(2)和膜滤池(3)之间的水力循环，关闭时将生物反应池(2)和膜滤池(3)分隔开。

3.如权利要求1所述的膜生物反应器，其特征在于：所述的膜组件(16)由上集水管(22)、下集水管(23)和膜丝(24)组成。膜丝(24)采用超滤膜或微滤膜，上集水管(22)淹没在水面之下0至25cm水层中，膜组件下集水管(23)根据膜丝(24)长度浸没入自水面至3.5米水深度范围内的水层中。

4.如权利要求1所述的膜生物反应器，其特征在于：所述的膜滤池鼓气管(9)为穿孔管，置于膜组件下集水管(23)以下水层内。

5.如权利要求1所述的膜生物反应器，其特征在于：所述的生物池鼓气管(13)为穿孔管和微孔曝气元件，安装在生物池液面至池底水深范围内，通常与膜滤池鼓气管(9)安装在同一深度。

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