CN201648186U - 一种复合式膜生物反应器 - Google Patents

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李力
杨振刚
卢爱平
李明波
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Abstract

本实用新型公开一种复合式膜生物反应器，包括相连接的生化区和膜分离区，膜分离区内设有膜分离组件，膜分离组件采用浸没式中空纤维超滤膜，膜生物反应器上设有分别由主控制装置控制运行的出水系统、污泥回流系统、鼓风曝气系统和吸附剂制备投加系统。本实用新型通过膜生物反应器的生化处理优势，实现了被吸附的难降解物质的进一步生物降解，进而实现吸附剂的再生与循环利用，装置仅需投加少量吸附剂以补充排泥所造成的部分流失即可，无需大量投加，同时可选择有针对性的吸附剂，将其与微生物混合对难降解废水进行处理，可充分发挥物化吸附和生物降解相互协同和促进作用，提高整体系统的处理效率。

Description

一种复合式膜生物反应器
技术领域
本实用新型涉及水净化处理技术，特别涉及一种复合式膜生物反应器。
背景技术
难降解废水的处理一直是废水处理的难题之一，采用传统生化处理工艺一般都无法达到较高的处理效率，而采用物理化学方法虽然能够取得较高的处理效率，但受到处理成本高的制约，无法广泛得到应用。因此，将生化处理工艺与物化处理工艺相结合的污水处理工艺一直是污水处理工艺研究的一个方向，并取得了一定的成果，开发出了如PACT(粉末活性碳与活性污泥工艺相结合)等复合工艺。随着生化处理工艺与物化处理工艺的不断发展，如何将新型的生化处理工艺与新型的物化处理工艺更加充分的结合成为了污水处理工艺开发的新课题。
膜生物反应器(Membrane Bioreactor-MBR)是一项新兴的水处理技术，是传统污水生物处理工艺与膜分离技术的有机结合，已成功地应用于污水处理。另一方面，各种新型吸附剂的开发以及对原有吸附剂的改性技术的发展，在吸附剂的种类、性能等方面取得了巨大的进步。研究发现，微生物与吸附剂有相互加强的作用，吸附剂的存在增大了固液接触面积，在吸附剂表面吸附有微生物细胞、酶、有机物以及氧，所有这些都为微生物的新陈代谢提供良好的环境，微生物酶可以进入吸附剂微孔，从而使已吸附的有机物降解，空出吸附位使吸附剂得到生物再生，再生的吸附剂可以重新吸附新的有机物，这种由生物降解控制的吸附能力可得到大幅度提高，与单纯的吸附系统相比吸附容量增大，结果对于生物难降解但能被吸附的物质和不能降解的物质以及代谢终产物可通过这种强化活性污泥工艺去除。在吸附-降解-再生-重吸附这种协同作用下有机污染物的去除率得以提高，最终出水水质大大改善。而采用超(微)滤膜作为固液分离手段，更加充分发挥和强化生物降解和物化吸附的作用，使得水质得到更大的提高。因此，若能将上述技术结合应用于生物反应器，将能大大改善污水处理效果，提高污水处理能力。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种处理效果好、处理效率高的复合式膜生物反应器。
本实用新型的技术方案为：一种复合式膜生物反应器，包括相连接的生化区和膜分离区，膜分离区内设有膜分离组件，所述膜分离组件采用浸没式中空纤维超滤膜，膜生物反应器上设有分别由主控制装置控制运行的出水系统、污泥回流系统、鼓风曝气系统和吸附剂制备投加系统。
所述出水系统包括出水管道和设于出水管道上的出水泵，出水泵由主控制装置控制，出水管道的进水口与膜分离组件连接，出水管道的出水口外接集水装置或深化处理装置。
所述污泥回流系统包括回流管道和设于回流管道上的回流泵，回流泵由主控制装置控制，回流管道的进口端设于膜分离区底部，回流管道的污水出口端连接至生化区，回流管道的污泥出口端外接污泥收集装置或污泥处理装置。
所述鼓风曝气系统包括风管和设于风管进口端的风泵，风泵由主控制装置控制，风管出口端分别设于生化区和膜分离区底部。
所述吸附剂制备投加系统包括输送管道、设于输送管道一端的吸附剂制备器和设于输送管道上的吸附剂投加泵，吸附剂投加泵由主控制装置控制，输送管道的出口端分别连接至生化区和膜分离区。
所述吸附剂制备投加系统中，吸附剂是指具有大比表面积、适宜的孔结构及表面结构、对吸附质有强烈的吸附能力、一般不与吸附质和介质发生化学反应且可再生、有较强机械性能的有机或无机固体物质，本实用新型中所采用的吸附剂可为活性碳、硅藻土、活性氧化铝或分子筛等。吸附剂的投加可采用湿式或干式的投加方式。
所述生化区与膜分离区分建(即生化区和膜分离区各自为独立的装置)或合建(即生化区和膜分离区为一体式结构)；分建时，生化区与膜分离区之间通过管道连接。
本实用新型的复合式膜生物反应器使用时，其工作原理是：待处理污水经过生化区和膜分离区依次处理，生化区内生化处理和吸附剂净化处理同时进行，膜分离区内吸附剂进一步净化处理和膜分离组件固液分离处理同时进行，最后由出水系统送至集水装置或深化处理装置；该过程中，鼓风曝气系统不断向生化区和膜分离区鼓入空气，使生化区和膜分离区内的含氧浓度加大，在膜分离区内同时也起到清洁膜分离组件的作用；回流泵将膜分离区内的残留混合液抽出，残留混合液中的污泥从污泥出口端送至污泥收集装置或污泥处理装置，残留混合液中的污水从污水出口端送至生化区，从而实现循环处理；吸附剂制备投加系统中，吸附剂投加泵从吸附剂制备器中抽取吸附剂后，将其分别送至生化区和膜分离区；整个处理过程中，主控制装置实时监测生物反应器内的溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)、流量、压力以及进出水水质等，然后自动调整出水系统、鼓风曝气系统、污泥回流系统和吸附剂制备投加系统中各设备的运行频率、流量等参数，以满足整个工艺系统的运行控制要求。
本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：
(1)本实用新型的膜生物反应器中设有吸附剂制备投加系统，可选择有针对性的吸附剂，将其与微生物混合对难降解废水进行处理，可充分发挥物化吸附和生物降解相互协同和促进作用，提高整体系统的处理效率。
(2)本实用新型的膜分离组件采用超(微)滤膜作为固液分离组件，能够使得固液分离更彻底，其分离效果好，使得微生物和吸附剂都完全截留在反应器中，能够最大限度的得到充分利用。
(3)本实用新型通过膜生物反应器的生化处理优势，实现了被吸附的难降解物质的进一步生物降解，进而实现吸附剂的再生与循环利用，装置仅需投加少量吸附剂以补充排泥所造成的部分流失即可，无需大量投加。
附图说明
图1为本复合式膜生物反应器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
本实施例一种复合式膜生物反应器，其结构如图1所示，包括相连接的生化区1和膜分离区2，膜分离区2内设有膜分离组件3，膜分离组件3采用浸没式中空纤维超滤膜，膜生物反应器上设有分别由主控制装置4控制运行的出水系统5、污泥回流系统6、鼓风曝气系统7和吸附剂制备投加系统8。
出水系统5包括出水管道9和设于出水管道9上的出水泵10，出水泵10由主控制装置4控制，出水管道9的进水口与膜分离组件3连接，出水管道9的出水口外接集水装置或深化处理装置。
污泥回流系统6包括回流管道11和设于回流管道11上的回流泵12，回流泵12由主控制装置4控制，回流管道11的进口端设于膜分离区2底部，回流管道11的污水出口端连接至生化区1，回流管道11的污泥出口端外接污泥收集装置或污泥处理装置。
鼓风曝气系统7包括风管13和设于风管13进口端的风泵14，风泵14由主控制装置4控制，风管13出口端分别设于生化区1和膜分离区2底部。
吸附剂制备投加系统8包括输送管道15、设于输送管道15一端的吸附剂制备器16和设于输送管道15上的吸附剂投加泵17，吸附剂投加泵17由主控制装置4控制，输送管道15的出口端分别连接至生化区1和膜分离区2。
吸附剂制备投加系统8中，吸附剂是指具有大比表面积、适宜的孔结构及表面结构、对吸附质有强烈的吸附能力、一般不与吸附质和介质发生化学反应且可再生、有较强机械性能的有机或无机固体物质，本实施例中所采用的吸附剂可为活性碳、硅藻土、活性氧化铝或分子筛等。吸附剂的投加可采用湿式或干式的投加方式。
生化区1与膜分离区2分建(即生化区1和膜分离区2各自为独立的装置)或合建(即生化区1和膜分离区2为一体式结构)；分建时，生化区1与膜分离区2之间通过管道连接。
本实施例的复合式膜生物反应器使用时，其工作原理是：待处理污水经过生化区1和膜分离区2依次处理，生化区1内生化处理和吸附剂净化处理同时进行，膜分离区2内吸附剂进一步净化处理和膜分离组件3固液分离处理同时进行，最后由出水系统5送至集水装置或深化处理装置；该过程中，鼓风曝气系统7不断向生化区1和膜分离区2鼓入空气，使生化区1和膜分离区2内的含氧浓度加大，在膜分离区2内同时也起到清洁膜分离组件的作用；回流泵10将膜分离区2内的残留混合液抽出，残留混合液中的污泥从污泥出口端送至污泥收集装置或污泥处理装置，残留混合液中的污水从污水出口端送至生化区1，从而实现循环处理；吸附剂制备投加系统8中，吸附剂投加泵17从吸附剂制备器16中抽取吸附剂后，将其分别送至生化区1和膜分离区2；整个处理过程中，主控制装置4实时监测生物反应器内的溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)、流量、压力以及进出水水质等，然后自动调整出水系统5、鼓风曝气系统7、污泥回流系统6和吸附剂制备投加系统8中各设备的运行频率、流量等参数，以满足整个工艺系统的运行控制要求。
将本实施例的复合式膜生物反应器使用于化工废水处理，其处理结果如下：
化工废水进水水质：COD＝1500mg/L，BOD5＝300mg/L，NH3-N＝30mg/LL。
膜生物反应器的生化区采用水解酸化与好氧活性污泥结合的组合工艺，生化区1和膜分离区2的水力停留时间分别为12h、24h，污泥浓度5000mg/L，膜分离区2与生化区1分建，通过管道连通。采用粉末活性碳作为吸附剂，投加量为200ppm，湿式投加至生化区1。膜分离区2至生化区1的污泥回流比为200～300％。
本实施例中出水系统5采用变频恒流出水，吸附剂制备投加系统8根据进水流量可自动调节投加量，整个工艺系统采用自动化控制，可实现无人值守自动运行。
经过上述处理后，其出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB GB 18918-2002)中一级B排放标准。
如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (7)

1.一种复合式膜生物反应器，包括相连接的生化区和膜分离区，膜分离区内设有膜分离组件，其特征在于，所述膜分离组件采用浸没式中空纤维超滤膜，膜生物反应器上设有分别由主控制装置控制运行的出水系统、污泥回流系统、鼓风曝气系统和吸附剂制备投加系统。
2.根据权利要求1所述一种复合式膜生物反应器，其特征在于，所述出水系统包括出水管道和设于出水管道上的出水泵，出水泵由主控制装置控制，出水管道的进水口与膜分离组件连接，出水管道的出水口外接集水装置或深化处理装置。
3.根据权利要求1所述一种复合式膜生物反应器，其特征在于，所述污泥回流系统包括回流管道和设于回流管道上的回流泵，回流泵由主控制装置控制，回流管道的进口端设于膜分离区底部，回流管道的污水出口端连接至生化区，回流管道的污泥出口端外接污泥收集装置或污泥处理装置。
4.根据权利要求1所述一种复合式膜生物反应器，其特征在于，所述鼓风曝气系统包括风管和设于风管进口端的风泵，风泵由主控制装置控制，风管出口端分别设于生化区和膜分离区底部。
5.根据权利要求1所述一种复合式膜生物反应器，其特征在于，所述吸附剂制备投加系统包括输送管道、设于输送管道一端的吸附剂制备器和设于输送管道上的吸附剂投加泵，吸附剂投加泵由主控制装置控制，输送管道的出口端分别连接至生化区和膜分离区。
6.根据权利要求1所述一种复合式膜生物反应器，其特征在于，所述吸附剂制备投加系统中，吸附剂为活性碳、硅藻土、活性氧化铝或分子筛。
7.根据权利要求1所述一种复合式膜生物反应器，其特征在于，所述生化区与膜分离区分建或合建；分建时，生化区与膜分离区之间通过管道连接。
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GR01 Patent grant
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Assignee: HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.

Assignor: Nuowei environmental safety engineering technology (Guangzhou) Co., Ltd.|Nuowei environmental safety engineering technology (Tianjin) Co., Ltd.|Joint Environmental Water Treatment (Liaoyang) Co., Ltd

Contract record no.: 2015440000885

Denomination of utility model: Process for treating sewerage by combined film bioreactor

Granted publication date: 20101124

License type: Common License

Record date: 20151225

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EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Chengdu Xinrong environment Co., Ltd.

Assignor: Nuowei environmental safety engineering technology (Guangzhou) Co., Ltd.|Nuowei environmental safety engineering technology (Tianjin) Co., Ltd.|Joint Environmental Water Treatment (Liaoyang) Co., Ltd

Contract record no.: 2016440000066

Denomination of utility model: Process for treating sewerage by combined film bioreactor

Granted publication date: 20101124

License type: Common License

Record date: 20160308

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Patentee after: NOVO Envirotech (Tianjin) Ltd.

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