CN210287058U - 一种膜生物反应器的膜污染防控和同步污泥处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种膜生物反应器的膜污染防控和同步污泥处理装置，其特点是该污泥处理装置由反应池与膜生物反应器组成，所述膜生物反应器内设有平板膜，其下设有与曝气泵连接的曝气管。本实用新型与现有技术相比具有膜污染速率明显降较低，在降低膜污染速率的同时，同步去除COD，极大地提高了出水水质，进一步减少处置的负荷，降低了膜的清洗次数与成本，工艺流程简易，药剂价格低廉，为后续的膜‑生物反应器工艺提供了更好的应用空间。

Description

一种膜生物反应器的膜污染防控和同步污泥处理装置

技术领域

本实用新型涉及膜生物反应器及膜分离技术领域，具体地说是一种膜生物反应器原位膜污染防控和同步污泥浓缩处理装置。

背景技术：

随着出水与回用的水质要求提高，膜生物反应器在实际工程使用中越来越普遍。膜-生物反应器(Membrane Bio-Reactor)是膜分离技术与生物处理技术有机结合的废水处理系统，膜生物反应器具有处理效率高、出水水质好，易实现自动控制、运行管理简单。经过二十余年的发展，膜生物反应器已经成为先进废水处理的主要技术之一，然而膜污染问题却严重制约了膜生物反应器的推广和应用。

在污泥污水处理过程中，膜污染主要是由于污泥污水中的污泥微粒以及胶体粒子在膜表面沉淀积累或在膜孔内吸附，造成膜孔径变小，乃至堵塞，从而进一步使膜的透过流量能力与分离特性大幅度下降，因此膜污染将直接导致膜通量的下降继而迫使膜寿命缩短。微生物污染是膜污染中最重要的原因之一，污水中大量的腐殖质、聚糖脂以及微生物代谢产物会附着在膜上，形成一层生物膜，该生物膜可进一步吸附污水中的微生物，加剧生物膜中微生物的繁殖，加速生物膜的成熟和发育。生物膜的形成不仅自身是膜污染的重要组成部分，其导致了膜对混合物粘度的增加，使得污水中的颗粒物质更易吸附在膜表面，从而进一步造成膜污染。对于解决膜污染严重的问题，出现了诸多的方法，如中国专利文献《一种减轻膜生物反应器中膜污染的方法》（公开号 CN 102491505 A，公开日2012年06月13日）公开了一种减轻浸没式膜生物反应器中膜污染的方法，该方法将水溶性铁化合物加入在膜生物反应器前的进水中，加入量以三价铁离子计为10 ~ 150 mg/L，克服了现有技术向混合液中投加水溶性铁化合物，造成实际缓解膜污染效果不理想的缺点，可以明显降低膜污染，透膜压差的平均增长速率可以降低8 ~ 12%，快速降低透膜压差的增速，但药剂投加量较大，处理成本高。

中国专利文献《一种防止MBR膜污染的制剂及其应用》（公开号CN 107899428 A，公开日2018年4月13日）公开了一种防止膜-生物反应器膜污染的制剂及其应用，该制剂包括了信号分子氧化剂50 ~ 60％；过滤助剂20 ~ 30％；絮凝剂10 ~ 20％；表面活性剂10 ~20％，该制剂可减缓膜-生物反应器的膜污染，提高污水处理效率，成本比较低、适用性广，但操作流程复杂，人员投入较高。

中国专利文献《一种臭氧混凝联用预处理防止膜污染的方法》（公开号 CN106587423 A，公开日2017年04月26日）公开了一种膜法水处理方法，该方法投加一定量的臭氧到原水中，停留一段时间后用纯氮气吹脱，然后水样进行混凝搅拌，其上清液用于MF或UF膜过滤，然后将氧化处理后的水过MF或UF膜，保持一定压力过滤，通过测定膜通量来考察膜通量的变化趋势。该方法投加的药剂环保绿色，不增加后续处理负担，但存在着过滤压力需保持不变，能耗较大，处理成本高。

中国专利文献《一种利用Fe3O4/C减缓MBR膜污染的方法》（公开号 CN 106698654A，公开日2017年5月24日）公开了一种利用Fe₃O₄/C减缓膜-生物反应器膜污染的方法，该方法在膜-生物反应器中投加一定量的Fe₃O₄/C，改善活性污泥混合液的特性，能够有效改善膜污染问题，延长了膜清洗周期及膜的使用寿命，其优点在于Fe₃O₄/C因具有磁性，更易于回收再利用，大大降低了运行成本，有效避免了在膜生物反应器系统中产生二次污染，其缺点在于规模较小，较难大规模投入使用。

综上所述，现有技术存在着操作流程复杂，能耗较大，人员成本高，不但药剂投加量较大，而且价格昂贵，难以投入规模化应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而设计的一种膜生物反应器的膜污染防控和同步污泥处理装置，采用膜生物反应器，以及原位膜污染防控和同步污泥浓缩相融合的污泥处理结构，实现泥水的快速分离，以及连续进料和出水，在降低膜污染速率的同时，同步去除COD，极大地提高了出水水质，膜污染速率得到明显较低，透膜压差增速下降29~ 52%，进一步减少处置的负荷，降低了膜的清洗次数与成本，工艺流程简易，药剂价格低廉，为后续的膜-生物反应器

本实用新型的目的是这样实现的：一种膜生物反应器的膜污染防控和同步污泥处理装置，其特点是该污泥处理装置由预处理反应池与膜生物反应器组成，所述膜生物反应器内设有平板膜，其下设有与曝气泵连接的曝气管；所述平板膜为板状的膜过滤器，其上端设有与出水蠕动泵连接的出水管；所述预处理反应池为设有搅拌器的倒置梯形槽，其顶盖上设有污泥进管、反应池出泥管和加药管；所述污泥进管为蓄泥池与预处理反应池的连接管道，其上设有污泥蠕动泵；所述反应池出泥管为膜生物反应器与预处理反应池的连接管道，其上设有反应器蠕动泵。

所述平板膜为垂直设置在膜生物反应器的对称轴线上。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点和技术效果：

1）投加药剂以过硫酸盐以及硫酸亚铁为主，价格低廉、来源广泛，且药剂成分简单，不易产生二次污染，具有较好的经济效益与环境效益。

2）流程工艺简单，且以投加药剂、搅拌以及蠕动泵持续进料为主，反应时间在1 ~2分钟之内，搅拌能耗低，无需吹脱或反冲洗等操作，流程简易，节省大量设备及人力，节约能源，经济效益高。

3）硫酸亚铁和过硫酸盐与污泥水进行反应，激发了硫基自由基的产生，硫基自由基由于其极强的氧化性，将进一步攻击污泥颗粒，包括其中的大分子有机物以及细胞结构。细胞结构遭到破坏，大分子有机物例如蛋白以及多糖被降解为小分子，继而在阳离子（铁、亚铁例子）的正电荷作用下，通过网捕以及吸附架桥作用，将污泥小颗粒重新聚合为大型污泥颗粒，在这一过程中将结合水大量转化为了自由水，后者比例升高。通过预处理后的污泥进入到膜-生物反应器中，污泥颗粒大小在10 ~ 300 微米之间，而平板膜膜孔在0.2 ~0.45微米之间，污泥粒径大小不足以堵塞膜孔，而同时释放了尽可能多的结合水，从而极大地降低了膜污染速率，约为49.3%，效果更为出众。

4）污水处理的反应机理中的硫基自由基产生，凭借其极强的氧化性，在降低膜污染速率的同时，将有机物中肽键打断，同步去除COD，极大地提高了出水水质，减少了进一步处理处置的负荷，降低了膜的清洗次数与成本。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

参阅附图1，本实用新型由预处理反应池8与膜生物反应器6组成，所述膜生物反应器6内设有平板膜7，其下设有与曝气泵10连接的曝气管11；所述平板膜7为板状的膜过滤器，其上端设有与出水蠕动泵23连接的出水管5；所述预处理反应池8为设有搅拌器9的倒置梯形槽，其顶盖上设有污泥进管2、反应池出泥管12和加药管4；所述污泥进管2为蓄泥池1与预处理反应池8的连接管道，其上设有污泥蠕动泵3；所述反应池出泥管12为膜生物反应器6与预处理反应池8的连接管道，其上设有反应器蠕动泵13；所述平板膜7为垂直设置在膜-生物反应器6的对称轴线上。

本实用新型是这样使用的：污泥蠕动泵3将蓄泥池1的泥水通过污水进管2连续加入预处理反应池8中，然后依次加入以硫酸亚铁和过硫酸钾为药剂进行污泥预处理的搅拌反应，反应器蠕动泵13将预处理后的泥水由反应池出泥管12连续加入膜生物反应器6中，通过与曝气泵10连接的曝气管11进行曝气均质处理，曝气后的污泥经平板膜7的泥水快速分离，其清夜由出水蠕动泵23连接的出水管5排出装置。

以上只是对本实用新型做进一步说明，并非用以限制本专利，凡为本实用新型等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。

Claims (2)

1.一种膜生物反应器的膜污染防控和同步污泥处理装置，其特征在于该污泥处理装置由预处理反应池（8）与膜生物反应器（6）组成，所述膜生物反应器（6）内设有平板膜（7），其下设有与曝气泵（10）连接的曝气管（11）；所述平板膜（7）为板状的膜过滤器，其上端设有与出水蠕动泵（23）连接的出水管（5）；所述预处理反应池（8）为设有搅拌器（9）的倒置梯形槽，其顶盖上设有污泥进管（2）、反应池出泥管（12）和加药管（4）；所述污泥进管（2）为蓄泥池（1）与预处理反应池（8）的连接管道，其上设有污泥蠕动泵（3）；所述反应池出泥管（12）为膜生物反应器（6）与预处理反应池（8）的连接管道，其上设有反应器蠕动泵（13）。

2.根据权利要求1所述膜生物反应器的膜污染防控和同步污泥处理装置，其特征在于所述平板膜（7）为垂直设置在膜生物反应器（6）的对称轴线上。

Images