CN201317709Y - 膜生物反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种膜生物反应器，属于污水处理设备领域，其结构包括池体、缺氧区、好氧区、膜区、膜单元、底部曝气系统、底部曝气总管，池体分缺氧区和好氧区，好氧区内部又设膜区，膜区内又设置有膜单元，好氧区和膜区的底部设置有和底部曝气总管相接的底部曝气系统，膜单元通过膜单元进气支管与进气总管相接，膜单元通过膜单元出水支管与出水总管相接，出水总管上接出水自吸泵。利用鼓风机通过底部曝气系统对污水进行充氧，满足微生物自身生长的需氧量和降解有机物的需氧量，同时通过污泥回流泵进行污泥回流；好氧区内部设置膜区，通过出水自吸泵将污水透过吸出，进行膜过滤，满足水质要求。本实用新型的膜生物反应器具有工艺流程简单、占地面积小、几乎不需排泥和易于实现全自动控制等优点。

Description

膜生物反应器

(一)技术领域

本实用新型涉及一种污水处理设备，具体地说是一种膜生物反应器。

(二)背景技术

随着现代工业的迅速发展，城市规模的不断扩大，城市的用水量和废水量不断增加，造成城市水资源日益不足，水质日趋恶劣。为解决这个问题，世界上许多国家相继开展了废水再生利用的研究。其中研究最为活跃的是采用好氧膜-生物反应器处理城市废水并进行再生利用。

膜生物反应器简称MBR，是二十世纪末发展起来的水处理高新技术，它将膜分离技术与传统的生物处理有机结合起来，主要应用于污水处理领域，其主要是用膜组件(中空纤维膜)代替了传统生物处理中的二沉池，利用膜组件进行固液分离，将活性污泥截留在反应器内，膜组件出水可回用或外排。其有机污染物的去除机理表现在：除传统的活性污泥的生化去除外，更高效的去除作用在于--膜的过滤技术和膜表面附着的具有复杂的生物分布的滤饼层的生物作用。膜过滤一方面解决了传统生物处理方法中泥水分离仅靠重力沉降不彻底、出水仍带出大量悬浮物的弊端；同时膜截留住了微生物，避免了泥水分离而造成的活性微生物的流失，整套设备对有机污染物去除率达90％以上，出水水质稳定可靠。

膜生物反应器作用机理

膜生物反应器内分缺氧区、好氧区和膜区。好氧区设置曝气器，来自风机的气体经过曝气器的切割作用，形成微小气泡，将污水中的有机污染物进行生化降解作用。好氧区的水从隔板底部进入膜区，膜区内置膜组件，主要是将好氧区生化降解过的污水再进行膜的过滤作用。好氧区设置了污泥回流泵，将回流污泥回流至缺氧区，与原水混合后进行反硝化反应，从而形成了缺氧、好氧、膜过滤的独特工艺，在有效的降解CODcr、BOD5的同时还可以有效的除磷脱氮。膜生物反应器既利用了膜分离的选择透过性与高效性，又利用了生物处理有效性及彻底性，出水水质可完全满足要求。膜生物反应器中中空纤维组件在降解有机物方面的作用机理大致有四方面：

①中空纤维膜及膜表面的滤饼层的物理截留作用：

膜生物反应器内的膜表面因为浓差极化引起膜表面被截留的活性污泥的积聚，形成多孔滤饼层，相当于在0.1μm的膜表面附加了一层膜，形成了一道屏障，使可溶性的小分子物质本来可以透过中空纤维膜，现受到滤饼的阻挡，被截留在反应器中；

②滤饼层微生物在膜表面吸附及生物降解作用：

不对称中空纤维膜具有很大的表面积其表面滤饼层上聚集了大量微生物，生物中有大量降解有机物的酶，在酶的催化作用下，滤饼层上被截留的有机物或部分可溶性小分子有机物得到氧化分解，相当于通过滤饼层的滤液经过了一层生物膜处理，进一步降低了出水中有机物浓度，提高了出水水质。但是对于滤饼层要辨证的看，随着浓度差的极化，滤饼层越来越厚，所以增大了透水阻力，同时也增大了氧的传质阻力，滤饼层内微生物供氧不足而降解能力下降，所以适当控制滤饼层厚度，既能利用滤饼层获得较高质量的出水，又能获得满意的出水流量；

③膜表面附近生物絮体流动层和反应器内主体混合液污泥的生化作用：

膜生物反应器对有机物的降解去除主要靠被膜和滤饼层所截留在反应器内的活性污泥微生物的生化降解作用。生物絮状体所携带的有机物以及生物絮状体本身代谢产物在它与反应器主体液相相接触时，被主体生物污泥彻底矿化成CO2和H2O，因此膜生物反应器内有机物COD不会积累而影响出水水质和降低出水流量；

④可溶性酶在膜微孔内的催化降解作用：

在中空纤维膜微孔内部由于细胞所分泌的各种酶渗入膜微孔内部形成生物酶，可重复的连续的特异性催化分解有机物，提高出水水质。但这些渗入膜孔内，被膜的支撑骨架或膜微孔内壁活性基所吸附的生物酶，其酶数量极少，出水在酶表面停留时间极短，比起反应器内活性污泥以及膜上滤饼层微生物酶数量来说，其生物降解作用很小。

(三)发明内容

本实用新型的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种设计合理、结构简单、自动化程度高的膜生物反应器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

膜生物反应器，包括池体、缺氧区、好氧区、膜区、膜单元、底部曝气系统、底部曝气总管，池体分缺氧区和好氧区两大部分，好氧区内部又设置膜区，膜区内又设置有一个以上的膜单元，好氧区和膜区的底部设置有底部曝气系统，底部曝气系统和底部曝气总管相接，膜单元通过膜单元进气支管与进气总管相接，膜单元通过膜单元出水支管与出水总管相接，出水总管上接出水自吸泵。

上述膜生物反应器，其膜单元设置在膜起吊导轨上，膜起吊导轨设置在膜支撑槽钢上，膜支撑槽钢横向设置在膜区的内壁上。

上述膜生物反应器，其膜区的底部还设置有与污泥回流泵相接的管道，管道的另一端通向缺氧区。

本实用新型利用鼓风机通过底部曝气系统对污水进行充氧，满足微生物自身生长的需氧量和降解有机物的需氧量，同时通过污泥回流泵进行污泥回流；好氧区内部设置膜区，通过出水自吸泵将污水进行膜过滤，满足水质要求。

本实用新型的膜生物反应器与现有技术相比，所产生的有益效果是：

1)工艺流程简单：它将传统流程中的曝气池、二沉池和污泥浓缩池的功能集MBR池于一体，将膜浸没到MBR池中，生化后过滤出水，工艺简单易于管理；

2)节省占地：由于工艺流程简单，处理单元少，水力停留时间小于传统活性污泥法，所以池容小，结构紧凑；

3)几乎不需排泥：由于该设备可以在污泥浓度10g/l以上运行，有机负荷比传统生物处理更低，有机污染物在高污泥浓度的MBR池被较为彻底的分解氧化，所以剩余污泥几乎没有，对于一般的生活污水，根据具体运行情况而定，一般可以考虑半年稍排一些；

4)易于实现全自动控制：整机能够实现自动间歇运行，系统泵阀自动遵照程序启停，设有水位自动控制、膜防污染控制、故障报警等控制，控制面板集中模块化，便于观察。

(四)附图说明

附图1为本实用新型的原理结构示意图。

图中，1、池体，2、缺氧区，3、好氧区，4、膜区，5、膜单元，6、底部曝气系统，7、底部曝气总管，8、膜单元进气支管，9、进气总管，10、膜单元出水支管，11、出水总管，12、出水自吸泵，13、膜起吊导轨，14、膜支撑槽钢，15、污泥回流泵。

(五)具体实施方式

下面结合附图1对本实用新型的膜生物反应器作以下详细地说明。

如附图1所示，本实用新型的膜生物反应器，其结构是由包括池体1、缺氧区2、好氧区3、膜区4、膜单元5、底部曝气系统6、底部曝气总管7，池体1分缺氧区2和好氧区3两大部分，好氧区3内部又设置膜区4，膜区4内又设置有一个以上的膜单元5，好氧区3和膜区4的底部设置有底部曝气系统6，底部曝气系统6和底部曝气总管7相接，膜单元5通过膜单元进气支管8与进气总管9相接，膜单元5通过膜单元出水支管10与出水总管11相接，出水总管11上接出水自吸泵12。

上述膜单元5设置在膜起吊导轨13上，膜起吊导轨13设置在膜支撑槽钢14上，膜支撑槽钢14横向设置在膜区4的内壁上。

上述膜区4的底部还设置有与污泥回流泵15相接的管道，管道的另一端通向缺氧区2。

本实用新型的膜生物反应器其加工制作简单方便，按说明书附图所示加工制作即可。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (3)

1、膜生物反应器，包括池体(1)、缺氧区(2)、好氧区(3)、膜区(4)、膜单元(5)、底部曝气系统(6)、底部曝气总管(7)，其特征在于，池体(1)分缺氧区(2)和好氧区(3)两大部分，好氧区(3)内部又设置膜区(4)，膜区(4)内又设置有一个以上的膜单元(5)，好氧区(3)和膜区(4)的底部设置有底部曝气系统(6)，底部曝气系统(6)和底部曝气总管(7)相接，膜单元(5)通过膜单元进气支管(8)与进气总管(9)相接，膜单元(5)通过膜单元出水支管(10)与出水总管(11)相接，出水总管(11)上接出水自吸泵(12)。

2、根据权利要求1所述的膜生物反应器，其特征在于，膜单元(5)设置在膜起吊导轨(13)上，膜起吊导轨(13)设置在膜支撑槽钢(14)上，膜支撑槽钢(14)横向设置在膜区(4)的内壁上。

3、根据权利要求1所述的膜生物反应器，其特征在于，膜区(4)的底部还设置有与污泥回流泵(15)相接的管道，管道的另一端通向缺氧区(2)。