CN216038828U - 一种减缓膜污染的mbr污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种减缓膜污染的MBR污水处理装置，属于膜生物反应器领域。MBR处理装置包括反应区和膜组件，所述反应机构内设置有菌丝球，所述反应机构沿膜组件周向设置并覆盖膜组件外表面，所述反应机构与膜组件相连通。对MBR处理装置进行了改进，加入了含有菌丝球的的反应区，促进了好氧颗粒污泥的形成，并有效控制膜污染。

Description

一种减缓膜污染的MBR污水处理装置

技术领域

本发明属于膜生物反应器领域，具体涉及一种减缓膜污染的MBR污水处理装置。

背景技术

膜生物反应器(MBR)处理市政废水和工业废水时对污水的去除效果显著，出水悬浮固体浓度低，并且集剩余污泥产量低和占地面积小的优点于一体，在污水处理行业已经得到了广泛且成熟的应用。但是膜污染问题是急需解决的瓶颈，它严重限制了MBR在水处理中的发展。目前研究都集在对膜生物反应器处理水和废水时进行污染控制中的发展。在膜过滤的操作中，水分子和细小物质不断透过膜，同时一些物质被膜截留而堵塞膜孔或在膜表面沉积，从而造成膜污染。活性污泥混合液体系中存在的营养基质、菌胶团、微生物细胞、细胞碎片、微生物代谢产物例如胞外聚合物以及各种有机、无机溶解性物质等都是膜污染的主要来源。为解决膜污染的问题，专家学者们采取了各种解决措施，如化学药剂控制、纳米材料、细胞包埋、曝气清洗等方法，但效果并不理想，还会影响反应器中的微生物与膜组件的耐久性，并没有为膜污染问题提供一个可持续的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了减少膜生物反应器中污染物在膜表面沉积或堵塞膜孔，解决了膜生物反应器中膜污染的技术问题。

本实用新型提供了一种用于污水处理的MBR污水处理装置，所述MBR污水处理装置包括反应区12和膜组件1，所述反应机构12内设置有菌丝球，所述反应机构12沿膜组件1 周向设置并覆盖膜组件1外表面，所述反应机构12与膜组件1相连通进一步地限定，所述反应机构12还含有活性污泥。

进一步地限定，所述膜组件1包含中空纤维膜2，所述反应机构12与中空纤维膜2相连通，所述反应机构12与中空纤维膜2的连通面完全重合。

进一步地限定，所述反应膜组件1为中空纤维柱状浸入式膜组件、中空纤维帘状浸入式膜组件、平板型帘状浸入式膜组件或板式膜组件。

所述中空纤维帘状浸入式膜组件由数根中空纤维膜2组成。

进一步地限定，所述反应机构12和膜组件1外部为反应器11。

进一步地限定，所述反应器11内部的底部设置微孔曝气管3。

进一步地限定，所述反应器11顶部设置有进水管5。

进一步地限定，所述膜组件1上端与出水管4相连。

进一步地限定，所述菌丝球和活性污泥的添加量的关系为：菌丝球的添加量＝菌丝球干重/(1-菌丝球含水率)，菌丝球干重＝活性污泥干重×质量比，活性污泥干重＝活性污泥初始浓度×反应器有效容积V_有效，V_有效为在反应器中浸没中空纤维膜组件的有效水深所得的体积。

进一步地限定，所述菌丝球的来源为真菌。

进一步地限定，所述真菌为黑曲霉。

有益效果：本实用新型利用菌丝球作为生物质载体，作为MBR处理装置，组成部分，促进了好氧颗粒污泥的形成，成功实现了AG-MBR(好氧颗粒污泥—膜生物反应器)系统的启动，并有效控制膜污染。

AG-MBR系统启动期减缓膜污染的过程分为两个阶段：如图2所示，一是菌丝球作为附着载体，二是菌丝球作为内核促进颗粒形成阶段。本发明AG-MBR系统内形成的好氧颗粒污泥主要分为以下三个主要阶段：(1)将菌丝球投入反应器后，其疏松多孔的结构与触手状的菌丝开始大量吸附反应器内各类细菌及微生物。(2)菌丝球逐渐破碎成碎片，各类细菌以微小碎片和菌丝球碳骨架为内核不断粘附、聚集、生长、繁殖。(3)系统丝状菌大量繁殖，EPS与丝状菌粘附在周围，组成中间为褐色污泥团外层为乳白色的小颗粒的结构(乳白色外层较为松散，有孔隙结构和通道，粘性大)，继续富集其他细菌及EPS等黏性物质，形成黄褐色或褐色的颗粒污泥。在整个运行过程中，菌丝球作为有利于微生物聚集的生物质载体，促进了颗粒的形成，降低了污泥污染物与膜表面之间的相互作用能，从而降低污染物在膜表面的粘附，减少了EPS(胞外聚合物)产生菌在中空纤维膜表面的附着生长，最终减缓膜污染。

附图说明

图1为本实用新型MBR污水处理反应器的结构示意图；其中，1是膜组件，2是中空纤维膜，3是微孔曝气管，4是出水管，5是进水管，11的反应器，12是反应机构；

图2为好氧颗粒污泥的形成流程图；其中，6是菌丝球碳骨架，7是丝状菌，8是球菌，9是杆菌，10是EPS(胞外聚合物)；

图3为本实用新型所述的反应器(R2)和传统AG-MBR反应器对COD的去除效能；

图4为本实用新型所述的反应器(R2)和传统AG-MBR反应器的跨膜压力变化。

具体实施方式

具体实施例

菌丝球生长培养基：葡萄糖：20g/L、KH₂PO₄：1g/L、NH₄Cl：1g/L、MgSO₄·7H₂O： 0.5g/L。

污水是来自于污水处理厂得的原水。

活性污泥来自于哈尔滨文昌污水处理厂曝气池的活性污泥。

COD的去除效能计算的方法：COD去除率＝(C1-C2)×100％/C1，C1—进水COD浓度，C2—出水COD浓度。

跨膜压力变化的计算方法：当数显电子真空压力表的安装位置与反应器液位在同一水平面上时，可直接在真空表上读数，跨膜压力值近似等于真空表读数的绝对值，每天读数四次。

实施例1.

图1所示，一种减缓膜污染的MBR污水处理装置，所述MBR处理装置包括反应区12和膜组件1，所述反应机构12内设置有菌丝球，所述反应机构12沿膜组件1周向设置并覆盖膜组件1外表面，所述反应机构12与膜组件1相连通进一步地限定，所述反应机构12还含有活性污泥。所述反应机构12与中空纤维膜2相连通，所述反应机构12与中空纤维膜2 的连通面完全重合。所述反应膜组件1为中空纤维柱状浸入式膜组件、中空纤维帘状浸入式膜组件、平板型帘状浸入式膜组件或板式膜组件。所述反应机构12和膜组件1外部为反应器11。所述反应器11内部的底部设置微孔曝气管3，所述反应器11顶部设置有进水管5。所述膜组件1上端与出水管4相连。所述膜组件1由数根中空纤维膜2组成。

根据图1所示的结构，使用本实用新型的反应器是使用方法参照以下步骤：

1.制备菌丝球：将真菌孢子接种于菌丝球生长的液体培养基中，并在30℃转速170r/min 的条件下震荡3天，即可得到制备好的菌丝球。

2.驯化活性污泥：选用污水处理厂曝气池的活性污泥作为反应器的种泥，将种泥闷曝3 天，完成活性污泥的前期驯化。

3.将步骤1获得的菌丝球与步骤2获得的活性污泥进行混合放入反应机构12中，所述菌丝球和活性污泥的添加量的关系为：菌丝球的添加量＝菌丝球干重/(1-菌丝球含水率)，菌丝球干重＝活性污泥干重×质量比，活性污泥干重＝活性污泥初始浓度×反应器有效容积V_有效， V_有效为在反应器中浸没中空纤维膜组件的有效水深所得的体积。

4.反应器的启动方法与菌丝球的投加方式：反应器11以连续流的方式运行，设在反应器 11底部的微孔曝气管3以6L/min的曝气量对整个反应器11持续进行曝气，接种种泥的同时投加制备好的菌丝球到反应机构12中，并在之后的运行过程中定期投加相同质量比的菌丝球，从进水口5进入的污水经过反应机构12进行反应，再经过膜组件1后，从出水口4抽出处理后的水，膜组件1与反应机构12均是单向的进水，污水从反应器11中进入到反应机构12内再向膜组件1中，再从出水口4流出处理后的水。

污泥干重90g，菌丝球干重9g，质量比10％，将菌丝球在放到烘箱里烘干(烘箱温度105℃，时间120分钟)，计算菌丝球含水率为95％，反应器体积20L，有效容积15L，活性污泥的初始浓度为6000mg/L，计算得到菌丝球湿重为180g。

结果：本实施例中利用菌丝球和MBR系统构建形成的AG-MBR工艺的COD去除率如图3所示，其中R2为本实用新型运行的过程，在80天的运行过程中，R2的出水浓度稳定在10mg/L，去除率稳定在98.2％。AG-MBR系统改良工艺的跨膜压力变化如图4所示，改良工艺R2进行了两次清洗，且每次清洗后跨膜压力的上升速率均比较缓慢，有效延长了运行周期，减少了清洗次数。该反应器采用传统的AG-MBR工艺，在反应器的运行过程中只添加活性污泥，不添加菌丝球。传统AG-MBR工艺处理后的COD去除率如图3所示，其中 R1为传统AG-MBR反应器运行的过程，在80天的运行过程中，R1的出水浓度稳定在 10mg/L，去除率稳定在97.3％。

Claims (8)

1.一种减缓膜污染的MBR污水处理装置，其特征在于，所述MBR处理装置包括反应机构(12)和膜组件(1)，所述反应机构(12)内设置有菌丝球，所述反应机构(12)沿膜组件(1)周向设置并覆盖膜组件(1)外表面，所述反应机构(12)与膜组件(1)相连通。

2.根据权利要求1所述的MBR污水处理装置，其特征在于，所述反应机构(12)还含有活性污泥。

3.根据权利要求1所述的MBR污水处理装置，其特征在于，所述膜组件(1)包含中空纤维膜(2)，所述反应机构(12)与中空纤维膜(2)相连通，所述反应机构(12)与中空纤维膜(2)的连通面完全重合。

4.根据权利要求1所述的MBR污水处理装置，其特征在于，所述膜组件(1)为中空纤维柱状浸入式膜组件、中空纤维帘状浸入式膜组件、平板型帘状浸入式膜组件或板式膜组件。

5.根据权利要求1所述的MBR污水处理装置，其特征在于，所述反应机构(12)和膜组件(1)外部为反应器(11)。

6.根据权利要求5所述的MBR污水处理装置，其特征在于，所述反应器(11)内部的底部设置微孔曝气管(3)。

7.根据权利要求5所述的MBR污水处理装置，其特征在于，所述反应器(11)顶部设置有进水管(5)。

8.根据权利要求1所述的MBR污水处理装置，其特征在于，所述膜组件(1)上端与出水管(4)相连。

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