CN204607809U - 膜生物反应池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种膜生物反应池包括反应池本体和设置在所述反应池内的过滤装置和紫外消毒装置，所述反应池本体相对的池壁上分别设有进水口和出水口；所述过滤装置包括固定设置在反应池内部的膜架和固定设置在膜架上的膜组件，污水通过所述进水口进入反应池内经所述过滤装置过滤后由自吸泵将出水泵入紫外消毒装置，污水经紫外杀菌消毒后排放。本实用新型提供的膜生物反应池密封性好，对各种地基情况适应能力强；耐酸碱、耐氧化；高低温无变形，施工速度快、造价低、安装方便；耗能低、使用寿命长。

Description

膜生物反应池

技术领域

本实用新型涉及环保水处理领域，具体涉及一种膜生物反应池。

背景技术

中国目前约6.74亿农村人口，250多万个自然村，每天3000多万吨污水排放量，占全国水污染物排放量超过50％。从2006年到2013年，全国城市污水处理率从55.7％上升至99.1％，目前已接近饱和状态；县城污水处理率从13.6％上升至82.6％，污水处理率明显提升。而目前村庄污水处理率仅为7.0％，仅少数发达省市如北京、天津、上海、江苏、浙江、广东等的农村生活污水处理比例能达到10％左右；上海达到43％，为全国最高；其他大部分省份还未全面铺开，只是在部分村镇进行了试点。

《水污染防治行动计划》(“水十条”)已经出台。据测算，“水十条”各项措施落实到位的投资需求将达2万亿元。投资将涉及新建污水处理设施、现有污水处理厂提标改造、管网建设及村镇污水处理四大块，这也是当前国内污水处理的重点领域。村镇污水处理市场将迎来“大机遇+大挑战”。预测2015年我国农村污水排放量约为148亿吨。假设以处理率达到20％计算，则2015年农村污水处理潜在市场规模可达408亿元(不包含设施建成后的运营市场规模)。村镇污水处理市场潜力巨大。

常用活性污泥处理工艺缺点：占地面积大，运行操作复杂，投资高，能耗大，污泥产量较高，出水水质差，氮、磷去除率低。

人工湿地、稳定塘、土地处理系统等工艺基建费用低、运行中能耗低、管理简单，在保护环境的同时提高局部区域景观，适应于新农村建设。但存在着出水水质不稳定、处理效果受环境影响大、污水停留时间长和占地面积大等缺点，只适用于气候合适、存在大量的低洼地和闲置地的农村地区。

根据村镇污水的特点以及国家对建设生态文明新型农村的要求，适宜我国村镇污水处理的工艺应具备较强的耐冲击负荷能力，去除效率高；工艺简便灵活、运行稳定、维护管理方便；基建投资省、运行费用低、节能降耗明显；能较好地适应现阶段达标处理排放要求与未来考虑进行再生利用需要的变化等特点。国家环保部2013年11月发布的《农村生活污水处理项目建设与投资指南》中针对农村污水分散处理项目推荐的处理工艺：小型人工湿地、土地处理、稳定塘、净化沼气池、一体化污水处理装置。

我国污水处理主要存在的问题有:管网配套相对滞后、重水轻泥现象普遍、升级改造十分迫切、污水再生利用程度低、污水处理厂的建设运营管理仍需加强和污水处理工作还未大范围开展。

随着我国人口迅速增加，需水量急剧递增。为适应我国国情污水处理规模从大规模集中式向中小型分散式发展，形成“以大型为主，中小型互补”的局面。这为一体化水处理设备的应用和发展提供了新的契机。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种既可以单独使用也可与其他污水处理装置自由组合配置的使用的膜生物反应池。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：膜生物反应池，包括反应池本体和设置在所述反应池内的过滤装置，所述反应池本体相对的池壁上分别设有进水口和出水口；所述过滤装置包括固定设置在反应池内部的膜架和固定设置在膜架上的膜组件，污水通过所述进水口进入反应池内经所述过滤装置过滤后由所述出水口流出。

所述膜生物反应池还包括曝气盘和通气管，所述曝气盘设置在反应池内部所述膜组件的正下方，所述曝气盘通过所述通气管与外界气源相连通。

所述膜生物反应池还包括紫外消毒设备和自吸泵，所述过滤装置、所述自吸泵、所述紫外消毒设备和所述出水口依次相连通。

所述的过滤装置中的膜组件为超滤膜或微滤膜。

所述膜生物反应池还包括曝气装置，所述曝气装置设置在反应池内部所述膜组件的正下方。

所述曝气装置为罗茨风机或潜水曝气机。

所述膜生物反应池横截面为椭圆形或椭圆形。

所述反应池本体采用耐酸碱性材料制成。

所述反应池本体顶部设有观察口。

本实用新型采用以上技术方案，在反应池内设有过滤装置，污水通过所述进水口进入反应池内经所述过滤装置过滤后由所述出水口流出。本实用新型提供的膜生物反应池密封性好，对各种地基情况适应能力强；耐酸碱、耐氧化；高低温无变形，使用寿命长。

本实用新型还具有如下优点：

1)、该污水膜生物反应池体积小，节约占地空间，搬运灵活，节省建设费用，设备运行时噪声小，可采用地埋式布置，极少占用地表面积，设备覆土后可以绿化或种植农作物，不影响土地资源的再次利用，达到设备与周围人居环境完美结合的效果；

2)、该污水膜生物反应池外形采用圆柱形设计，抗压，抗变形效果好；截面设计为椭圆形可以大大改善污水的流态，减少污水处理过程中的短流和死角区，有效提高污水的净化效果。

3)、该污水膜生物反应池采用工业化模块化生产方式，实现批量化、规模化、标准化生产。设备生产周期短、能有效控制产品质量。设备现场安装施工能实现标准化作业周期短，可以很快投入使用；前期一次性投资少，运营成本低。

4)、该污水膜生物反应池的容积负荷高，经膜处理的污水水质好且稳定，经过消毒，最后形成水质和生物安全性高的优质再生水，可作为新水源，实现了污水资源化。

5)、该污水膜生物反应池采用以PLC可编程控制器为核心的智能化控制,实现对膜生物反应系统产水与反向冲洗间的自动切换运行。根据水质实际情况通过编程设置最适宜的产水时间和反向清洗频率和清洗时间。以实现对污水膜反应池系统的专业化、科学化运行管理，提高膜生物反应池的耐用性和可靠性。

6)、该污水膜生物反应池采用紫外杀菌消毒技术，具有高效、广谱、廉价、长寿、无需添加任何物质，不产生二次污染的优点。

附图说明

图1是本实用新型膜生物反应池结构示意图。

图中：1、进水口；2、出水口；3、膜架；4、膜组件；5、曝气盘；6、通气管；7、紫外消毒设备；8、自吸泵；9、观察口。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供了一种膜生物反应池，包括反应池本体和设置在所述反应池内的过滤装置，所述反应池本体相对的池壁上分别设有进水口1和出水口2；所述过滤装置包括固定设置在反应池内部的膜架3和固定设置在膜架上的膜组件4，污水通过所述进水口1进入反应池内经所述过滤装置过滤后由所述出水口2流出。

所述膜生物反应池还包括曝气装置，所述曝气装置设置在反应池内部所述膜组件的正下方。所述曝气装置为罗茨风机或潜水曝气机。

所述膜生物反应池还包括曝气盘5和通气管6，所述曝气盘5设置在反应池内部所述膜组件4的正下方，所述曝气盘5通过所述通气管6与外界气源相连通。

所述膜生物反应池还包括紫外消毒设备7和自吸泵8，所述过滤装置、所述自吸泵8、所述紫外消毒设备7和所述出水口2依次相连通。

所述的过滤装置中的膜组件4为超滤膜或微滤膜。

所述膜生物反应池横截面为圆形或椭圆形。

所述反应池本体采用耐酸碱性材料制成。

所述反应池本体顶部设有观察口9。

下面对本实用新型做进一步说明：

本实施例中以膜组件4取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处理技术相比，本实用新型具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。80年代以来，该技术愈来愈受到重视，成为研究的热点之一。目前膜生物反应器己应用于美国、德国、法国和埃及等十多个国家，规模从6m³/d至13000m³/d不等。我国对MBR的研究进展十分迅速，广泛应用于污水处理及中水回用等领域。

本实施例中提供的膜生物反应池与传统的相比，可节省50％占地面积,该系统可维持较高的MLSS值和容积负荷，且降解效率高；对于不同水质的进水，处理效果稳定、良好，剩余污泥产生量少，节省了污泥处理费用，耗能低，简便，耐用，运行费用低。

进一步的讲，采用一体式MBR膜反应器,包括生化部分和膜分离部分，生化部分采用好氧活性污泥去除有机物质，膜分离部分采用浸没式MBR膜。对于浸没式MBR，既可用超滤膜，也可使用微滤膜。由于膜表面的凝胶层也起到了过滤作用，在处理生活污水时，微滤膜与超滤膜的出水水质有明显差别，微滤膜孔径为0.1—0.4μm，超滤膜孔径为0.005—0.1μm。由于两种膜的适用范围不同，实际工程中可根据具体水质及出水要求选择适宜的膜。

当曝气强度足够大时，MLSS由10g/L变化到35g/L时，MLSS与膜通量没有明显的相关性；但如果降低曝气强度，MLSS对膜通量可能产生一定的影响。

污泥浓度是MBR系统的重要参数，不仅影响有机物的去除能力，还对膜通量产生影响。一定条件下污泥浓度越高，膜通量愈低。污泥浓度对膜通量的影响程度与曝气强度，膜面循环流速，水力学条件等密切相关。对一体式MBR中不同污泥浓度均存在一个污泥在膜表面大量沉积的临界膜通量，当膜通量小于临界膜通量，膜污染主要由溶解性有机物在膜面的沉积引起；当膜通量大于临界膜通量，膜污染主要由悬浮污泥在膜面的沉积引起；在污泥浓度较低时，曝气强度对膜的污染影响不大，在中、高污泥浓度条件下，增加曝气强度有利于减缓膜污染；

在厌氧MBR中，污泥浓度升高缓慢，污泥负荷与容积负荷几乎呈正相关关系，因此厌氧MBR出水水质易受容积负荷的影响。而在好氧MBR中，污泥浓度随容积负荷的增加迅速升高，有机物去除速率加快，污泥负荷基本保持不变，从而抑制出水水质的恶化。

在保证出水水质的前提下，膜通量应尽可能大，这样可减少膜的使用面积，降低基建费用与运行费用，因此控制膜污染，保持较高的膜通量，是MBR的研究的重要内容。现有膜材料可分为有机膜和无机膜两种。由于较高的投资成本限制了无机膜在我国的广泛应用，国内MBR曾遍采用有机膜，常用的膜材料为聚乙烯、聚丙烯等。一体式MBR膜反应器实质上是一种循环错流过滤方式。设计合理的流道结构，提高膜间液体上升流速，使较大的曝气量起到了冲刷膜表面的错流过滤效果对于浸没式MBR显得尤为重要。

能耗是污水处理工艺的一个重要的评价指标，直接关系到处理方法的可行性。目前，常规分离式MBR运行能耗为3—4kw·h/m³，淹没式MBR运行能耗为2kw·h/m³，远高于活性污泥法0.3-0.4kwh/m³，较高的运行费用是MBR推广应用中遇到主要问题。许多研究结果表明：能耗是造成MBR运行费用高的主要原因。

MBR膜一生物反应器作为一种处理效果好，运行稳定的先进的膜处理技术近几年已经普遍用于污水处理和中水回用领域中。目前主要应用于饮用水和污水处理中的除浊滤菌以及可生化性较差的工业有机废水的高浓度有机废水处理和作为RO反渗透脱盐处理的预处理。

由自吸泵抽取MBR膜生物反应池处理过的污水输送至紫外消毒装置，紫外杀菌处理后排出池外。

本实施例中消毒工艺采用紫外杀菌消毒，紫外消毒工艺主要有紫外线消毒渠、紫外线灯架、紫外线灯管、清洗装置、配电装置和控制设备。具有灭菌范围广、效果好、无须投加化学药剂、使用简便、无二次污染的优点。紫外消毒工艺设备简单节约空间。运行中污水经紫外消毒后可达到国家规定排放。

紫外线消毒中具有杀毒作用的主要位于C波段的紫外线UVC，其杀菌能力主要是因为紫外线对微生物的核酸可以产生光化学损伤。

紫外线消毒的优点有：对致病性微生物具有广谱消毒效果，消毒效率高；对隐孢子虫卵囊有特效消毒作用；不产生有毒、有害副产物；能降低臭、异味以及降解微量有机污染物；占地面积小、消毒效果受水温、pH值影响小。

紫外消毒系统主要组成部分为紫外灯、放置紫外灯的石英套管、系统支撑结构、为紫外灯提供稳定电源的镇流器。

紫外消毒计量的大小与出水水质、水中所含物质种类、灯管的结垢系数等多种因素有关，可根据试验资料或类似运行经验确定；消毒器中水流流速最好不小于0.3m/s，以减少套管结垢，可采用串联运行，以保证所需接触时间。

被消毒的水体流经由金属筒体和带石英套管的紫外线灯包裹的空间，接受紫外线照射，从而达到消毒目的。为了提高对紫外线的反射能力和增强辐射强度，其内壁多做抛光处理，筒内安装带有石英套管的紫外灯，根据处理水量的大小调整紫外灯的数量。有的紫外线消毒器在筒体内壁加装了螺旋形叶片，其优点主要有：可以改变水流的运动状态，从而避免出现死水区域，并且其所生产的紊流以及叶片的边缘会打碎悬浮固体，使附着在其表面的微生物暴露于紫外线的辐射下，从而提高了消毒效率。

本实施例中采用罗茨风机或潜水曝气机。罗茨风机经济耐用，无需润滑，使用寿命长，动力平衡性好。运转一周有六次吸排气过程，容积效率高。

潜水曝气机潜水曝气机噪声较小，除进气口外设备都设置在水中，不用特意设置设备空间。利用压缩气体对污水污泥的混合液进行充氧及混合，以及为好养细菌进行生化处理反应提供氧气体。

优点：

1)、设备结构紧凑、占地面积小、安装方便；

2)、除设备观察口外，其余部分潜入水中运行、噪声小；

3)、曝气系统，产生气泡多而细，溶气率高；

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.膜生物反应池，其特征在于：包括反应池本体和设置在所述反应池内的过滤装置，所述反应池本体相对的池壁上分别设有进水口和出水口；所述过滤装置包括固定设置在反应池内部的膜架和固定设置在膜架上的膜组件，污水通过所述进水口进入反应池内经所述过滤装置过滤后由所述出水口流出。

2.根据权利要求1所述的膜生物反应池，其特征在于：所述膜生物反应池还包括曝气盘和通气管，所述曝气盘设置在反应池内部所述膜组件的正下方，所述曝气盘通过所述通气管与外界气源相连通。

3.根据权利要求1所述的膜生物反应池，其特征在于：所述膜生物反应池还包括紫外消毒设备和自吸泵，所述过滤装置、所述自吸泵、所述紫外消毒设备和所述出水口依次相连通。

4.根据权利要求1所述的膜生物反应池，其特征在于：所述的过滤装置中的膜组件为超滤膜或微滤膜。

5.根据权利要求1所述的膜生物反应池，其特征在于：所述膜生物反应池还包括曝气装置，所述曝气装置设置在反应池内部所述膜组件的正下方。

6.根据权利要求5所述的膜生物反应池，其特征在于：所述曝气装置为罗茨风机或潜水曝气机。

7.根据权利要求1至6任一项所述的膜生物反应池，其特征在于：所述膜生物反应池横截面为圆形或椭圆形。

8.根据权利要求1至6任一项所述的膜生物反应池，其特征在于：所述反应池本体采用耐酸碱性材料制成。

9.根据权利要求1至6任一项所述的膜生物反应池，其特征在于：所述反应池本体顶部设有观察口。