CN217868525U - 一种可调节回流比的自回流mbr装置及系统 - Google Patents

Abstract

一种可调节回流比的自回流MBR装置及系统，包括壳体，壳体底部设有进水管，进水管上方设有生物填料层，生物填料层上方设有膜组器，膜组器底部连接有曝气管，膜组器连接有集水管，膜组器的一侧设有竖直的分隔板，分隔板的上部连接有上折板，分隔板的下部连接下折板，上折板、下折板与分隔板之间分别形成可调倾角，上折板、分隔板、下折板将壳体内部分隔为缺氧区和好氧区，缺氧区位于膜组器的下方及分隔板的第一侧，好氧区位于分隔板与第一侧相对的第二侧，通过调节上折板和下折板的倾角以调节回流比大小，使得被膜组器拦截的活性污泥混合液回流至缺氧区，实现污水除磷脱氮，且能够避免恶臭尾气产生，无需建设专门废气处理装置进行处理。

Description

一种可调节回流比的自回流MBR装置及系统

技术领域

本实用新型涉及膜生物反应器技术领域，特别是涉及一种可调节回流比的自回流MBR装置及系统。

背景技术

MBR(Membrane Bio-Reactor，膜生物反应器)技术作为近年来兴起的污水处理技术，被广泛应用在污水处理中，包括大型污水厂和分散式污水处理装置，分散式MBR处理装置多为一体化钢结构。传统的MBR一体化装置均需配备回流泵，以将膜池污泥回流至前端厌氧池，以实现污水硝化反硝化脱氮。回流比从100％-300％不等，这就增加了污水处理能耗。同时由于厌氧、缺氧和好氧池为水平布置，废水中的S、N元素在厌氧作用下，形成具有恶臭的硫化氢、氨氮，影响现场环境，在医院等居民密集地段建设污水处理设备时必须配备尾气处理装置。然而医院用地紧张，无多余空间建设尾气处理装置。

中国专利CN207294331U公开了一种垂直自回流生物膜MBR装置，在罐体内部设有挡板，挡板中心设有过水孔，罐体内下部为生化段，内部填充有生物填料，生化段底部安装有潜水搅拌器、曝气头，曝气头和罐体外的曝气风机连接，生化段底部设有进水泵出水管，罐体内上部为膜段，膜段内设有膜架，膜架上设有陶瓷平板膜组件，膜架的上部分别有进气法兰和出水法兰，进气法兰和第二曝气管相连，出水法兰与产水泵吸水管连接，产水泵的进出口分别连接产水泵吸水管和产水泵出水管，在罐体的上部一侧设有混合液回流管，在回流管上安装有回流阀，混合液回流管与罐体下部的生化段连接。该专利通过布管道来实现混合液回流，但在实际应用中，活性污泥将在管道中沉积，混合液回流将受阻失效。同时该专利仍需采用机械搅拌实现厌氧区搅拌，未真正节能。

中国专利CN108046432A公开了一种低能耗自回流型膜生物反应器，在生物反应器壳体内部从左至右依次设置为缺氧区、好氧区和设备间，在缺氧区内设置进水管路，在缺氧区底部设置缺氧区曝气搅拌管路；缺氧区和好氧区相连通，在好氧区底部设置好氧区曝气器，在好氧区末端内架设有膜组器，膜组器的正下方设置有膜组器曝气冲刷管路，通过膜组器曝气冲刷管路，使好氧区内的污水不断向上冲刷膜组器，在膜组器的过滤作用下，对污水进行过滤，过滤后的清水从膜组器的出水口经过出水抽吸泵排出；在膜组器的四周边缘设置有竖直档板，档板围成一汇集区域，用于汇集膜组器内的向上涌的曝气污水，档板围成的区域通过至少一根回流管路与缺氧区内的进水管路相连通。该专利提供的MBR装置缺氧好氧区为水平布置，未能有效避免臭气产生，需要建设尾气处理装置进行除臭。

因此，有必要设计一种更好的MBR装置，以解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种可调节回流比大小，避免恶臭尾气产生，无需废气处理的可调节回流比的自回流MBR装置及系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种可调节回流比的自回流MBR装置，包括壳体，所述壳体底部设有进水管，所述进水管上方设有生物填料层，所述生物填料层上方设有膜组器，所述膜组器底部连接有曝气管，所述膜组器连接有集水管，所述膜组器的一侧设有竖直的分隔板，所述分隔板的上部连接有上折板，所述分隔板的下部连接下折板，所述上折板、所述下折板与所述分隔板之间分别形成可调倾角，所述上折板、所述分隔板、所述下折板将所述壳体内部分隔为缺氧区和好氧区，所述缺氧区位于所述膜组器的下方及所述分隔板的第一侧，所述生物填料层位于所述缺氧区，所述好氧区位于所述分隔板与第一侧相对的第二侧，通过调节所述上折板和所述下折板的倾角，以调节回流比大小。

进一步，所述上折板和所述下折板分别铰接于所述分隔板的上部和下部。

进一步，所述上折板与所述分隔板之间夹角为120°～165°。

进一步，所述下折板与所述分隔板之间夹角为120°～180°。

进一步，所述进水管设有多个向上的穿孔。

一种可调节回流比的自回流MBR系统，包括依次设置的生化反应池、清水池或消毒池及设备间，所述生化反应池内设有上述可调节回流比的自回流MBR装置，所述进水管连接于调节池，以将所述调节池内的污水送入所述生化反应池的自回流MBR装置，所述膜组器通过集水管连接于自吸泵，所述自吸泵连接于所述清水池或消毒池。

进一步，所述清水池或消毒池连接于紫外消毒器，所述消毒池内定期加入单过硫酸氢钾。

进一步，所述膜组器连接于反洗离心泵，所述反洗离心泵连接于所述清水池。

进一步，所述生化反应池内设有进水液位计和产水液位计，所述进水液位计低液位高于所述产水液位计低液位。

进一步，所述产水液位计的低液位高于所述膜组器上部。

本实用新型的有益效果：

缺氧区和好氧区之间通过分隔板、上折板及下折板分隔，通过调节上折板和下折板的倾角控制回流比大小，使得被膜组器拦截的活性污泥混合液回流至缺氧区，回流比例可调节，实现污水除磷脱氮，装置结构紧凑、运行能耗低；且通过缺氧区和好氧区的空间布置，使污水在上升过程中依次经过缺氧区和好氧区进行处理，避免了恶臭尾气产生，无需建设专门废气处理装置进行处理，减少设备占地面积和投资成本。

附图说明

图1为本实用新型可调节回流比的自回流MBR装置第一实施例结构示意图；

图2为图1中缺氧区、好氧区分布示意图；

图3为本实用新型可调节回流比的自回流MBR装置第二实施例结构示意图；

图4为图3中缺氧区、好氧区分布示意图；

图5为本实用新型可调节回流比的自回流MBR系统的结构示意图；

图中，1—壳体、2—分隔板、3—上折板、4—膜组器、5—曝气管、6—集水管、7—第一夹角、8—第二夹角、9—生物填料层、10—进水管、11—下折板、12—第一侧、13—第二侧、14—生化反应池、15—清水池或消毒池、16—设备间、17—紫外消毒器、18—加药箱、19—反洗离心泵、20—进水液位计、21—产水液位计、22—自吸泵、23—风机、24—加药泵、A—缺氧区、B—好氧区。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如图1及图2，在第一实施例中，一种可调节回流比的自回流MBR装置包括壳体1，壳体1底部设有进水管10，在本实施例中，进水管10沿水平方向布置，进水管10上设有多个向上的穿孔，穿孔直径为5mm～20mm，保证污水进入壳体1后呈上升流状态。进水管10上方设有生物填料层9，生物填料层9为悬挂帘式填料，生物填料层9作为厌氧微生物的附着生长场所。生物填料层9上方设有膜组器4，膜组器4底部连接有曝气管5，与曝气管5同一高度的位置还设有曝气盘，增大曝气面积，在曝气作用下一方面对膜组器4表面进行冲刷减少膜污染，另一方面为好氧微生物供氧。膜组器4还连接有集水管6，集水管6用于将膜组器4过滤出水排出。在本实施例中，膜组器4底部距离壳体1底部大于0.6米，曝气管5距离壳体1底部大于0.5米。

膜组器4的一侧设有竖直的分隔板2，分隔板2的上部连接有上折板3，分隔板2的下部连接下折板11，上折板3、下折板11与分隔板2之间分别形成可调倾角。在本实施例中，上折板3和下折板11分别铰接于分隔板2的上部和下部，上折板3与分隔板2之间形成第一夹角7，第一夹角7为120°～165°，下折板11与分隔板2之间形成第二夹角8，第二夹角8为120°～180°，通过调节上折板3或下折板11与分隔板2之间的角度(即调节上折板3或下折板11的倾角)，以调节分隔板2两侧的回流比大小。

上折板3、分隔板2、下折板11将壳体1内部分隔为缺氧区A和好氧区B，缺氧区A位于膜组器4的下方及分隔板2的第一侧12(左侧)，生物填料层9位于缺氧区A内，好氧区B位于分隔板2与第一侧12相对的第二侧13(右侧)。污水由进水管10进入，上升过程中在缺氧区A内，大分子有机物水解酸化分解成小分子，继续上升进入好氧区B内被好氧微生物分解成CO2和水，废水中氨氮被降解成硝态氮，膜组器4处理后的水由集水管6排出，活性污泥和微生物被膜组器4拦截，在曝气管5和曝气盘的曝气作用下，活性污泥混合液翻腾落入分隔板2的第一侧12，污泥沉降回流至缺氧区A，实现自回流。本实用新型可实现活性污泥自回流，不需要回流泵，降低运行成本和一体化设备造价。且通过缺氧区A和好氧区B的空间布置，使污水在上升过程中依次经过缺氧区A和好氧区B进行处理，避免了恶臭尾气产生，无需建设专门废气处理装置进行处理，减少设备占地面积。

第一实施例中，MBR装置外观尺寸为6000*3000*3000mm，对广州市区某医院废水处理，设计处理量为150m³/d综合医疗废水。采用15㎡/片的中空纤维膜，34片膜。跟踪一段时间进出水主要指标，结果如表1所示：

指标	pH	COD(mg/L)	氨氮(mg/L)	悬浮物(mg/L)	大肠杆菌(MPN/L)
						进水平均值	7.3	163	24	98	/
出水平均值	7.2	38	4	6	未检出

表1进出水主要指标

综合能耗(含调节池进水泵)为0.56kW·h/t水，现场无设置尾气处理，经第三方对污水处理站四周废气进行检测，结果为合格。

本实用新型可调节回流比的自回流MBR装置，缺氧区A和好氧区B之间通过分隔板2、上折板3及下折板11分隔，通过调节上折板3和下折板11的倾角控制回流比大小，使得被膜组器4拦截的活性污泥混合液回流至缺氧区A，回流比例可调节，实现污水除磷脱氮，装置结构紧凑、运行能耗低；且通过缺氧区A和好氧区B的空间布置，使污水在上升过程中依次经过缺氧区A和好氧区B进行处理，避免了恶臭尾气产生，无需建设专门废气处理装置进行处理，减少设备占地面积。

如图3及图4，是本实用新型第二实施例，其结构与第一实施例基本相同，区别仅在于壳体1结构不同，第二实施例中，壳体1为卧式圆柱形。

第二实施例装置外观尺寸为8000*3000*3000mm，对广州市某村镇生化污水，处理水量为200m³/d。采用15㎡/片的中空纤维膜，48片膜。跟踪一段时间进出水主要指标，结果如表2所示：

指标	pH	COD(mg/L)	氨氮(mg/L)	悬浮物(mg/L)	总磷(mg/L)
						进水平均值	7.2	143	18	107	3.2
出水平均值	6.9	32	2.6	6	0.83

表2进出水主要指标

综合能耗(含调节池进水泵)为0.52kW·h/t水，现场无设置尾气处理，访谈周边村民，无反映现场存在臭气问题。

如图1及图5，本实用新型还提供一种可调节回流比的自回流MBR系统，包括依次设置的生化反应池14、清水池或消毒池15及设备间16。生化反应池14内设有上述自回流MBR装置，进水管连接于调节池，调节池内设有潜水泵，通过潜水泵将污水由调节池泵入生化反应池14内的自回流MBR装置，污水自进水管10上升，在缺氧区A内，大分子有机物水解酸化分解成小分子，继续上升至好氧区B内被好氧微生物分解成CO2和水，废水中氨氮被降解成硝态氮。膜组器4通过集水管6连接于自吸泵22，自吸泵22连接于清水池或消毒池15，通过自吸泵22抽吸使膜组器4的膜内外侧存在压力差，水透过膜组器4进入集水管6，实现产水，集水管6内的水被自吸泵22泵入清水池或消毒池15。曝气管5连接于风机23，通过风机23为曝气管5和曝气盘提供气体。活性污泥和微生物被膜组器4拦截，在曝气管5和曝气盘的曝气作用下，活性污泥混合液翻腾落入分隔板2的第一侧12，污泥沉降回流至所述缺氧区A，混合液中的硝态氮在缺氧区A完成反硝化反应，被彻底降解成N₂，实现了活性污泥的自回流及再处理。

清水池或消毒池15连接于紫外消毒器17，膜组器4出水经紫外消毒器17消毒后排入清水池或消毒池15，清水池或消毒池15的水溢流排放到市政管网或直排。清水池或消毒池15还连接于加药箱18，通过加药泵24定期将加药箱18内的单过硫酸氢钾药液加入清水池或消毒池15内进行杀菌，避免清水池或消毒池15中细菌滋生影响出水。自吸泵22为周期运行，运行7-10分钟，停2-3分钟，膜组器4连接于反洗离心泵19，反洗离心泵19连接于清水池，用于抽取清水池中的水进行反洗，反洗时可通过加药泵24向反洗管路中加消毒剂，防止膜表面微生物污染。紫外消毒器17、反洗离心泵19、自吸泵22、风机23等设备放置于设备间16内。

生化反应池14内设有进水液位计20和产水液位计21，当生化反应14中进水液位计20处于高液位时潜水泵停止进水，当液位处于低液位时，潜水泵启动进水。进水液位计20低液位高于产水液位计21低液位。当产水液位计21处于高液位时，自吸泵22启动产水，当产水液位计21处于低液位时，自吸泵22停止产水。特别地，产水液位计21的低液位高于膜组器4上部。

本实用新型可调节回流比的自回流MBR系统，通过进水液位计20和产水液位计21进行控制，潜水泵根据进水液位计20的液位自动启停，自吸泵22则根据产水液位计21的液位自动启停，实现了自动化进水和产水，配合膜组器4和可调倾角的分隔板2来实现缺氧区A和好氧区B的分隔回流，活性污泥回流比例可调节，实现污水除磷脱氮，装置具有结构紧凑、运行能耗低、无废气产生等优点，不需要废气处理装置，减少设备占地面积和投资成本。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种可调节回流比的自回流MBR装置，其特征在于，包括：壳体，所述壳体底部设有进水管，所述进水管上方设有生物填料层，所述生物填料层上方设有膜组器，所述膜组器底部连接有曝气管，所述膜组器连接有集水管，所述膜组器的一侧设有竖直的分隔板，所述分隔板的上部连接有上折板，所述分隔板的下部连接下折板，所述上折板、所述下折板与所述分隔板之间分别形成可调倾角，所述上折板、所述分隔板、所述下折板将所述壳体内部分隔为缺氧区和好氧区，所述缺氧区位于所述膜组器的下方及所述分隔板的第一侧，所述生物填料层位于所述缺氧区，所述好氧区位于所述分隔板与第一侧相对的第二侧，通过调节所述上折板和所述下折板的倾角，以调节回流比大小。

2.根据权利要求1所述的可调节回流比的自回流MBR装置，其特征在于：所述上折板和所述下折板分别铰接于所述分隔板的上部和下部。

3.根据权利要求1所述的可调节回流比的自回流MBR装置，其特征在于：所述上折板与所述分隔板之间夹角为120°～165°。

4.根据权利要求3所述的可调节回流比的自回流MBR装置，其特征在于：所述下折板与所述分隔板之间夹角为120°～180°。

5.根据权利要求3所述的可调节回流比的自回流MBR装置，其特征在于：所述进水管设有多个向上的穿孔。

6.一种可调节回流比的自回流MBR系统，其特征在于，包括：依次设置的生化反应池、清水池或消毒池及设备间，所述生化反应池内设有如权利要求1-5任一项所述的可调节回流比的自回流MBR装置，所述进水管连接于调节池，以将所述调节池内的污水送入所述生化反应池的自回流MBR装置，所述膜组器通过集水管连接于自吸泵，所述自吸泵连接于所述清水池或消毒池。

7.根据权利要求6所述的可调节回流比的自回流MBR系统，其特征在于：所述清水池或消毒池连接于紫外消毒器，所述消毒池内定期加入单过硫酸氢钾。

8.根据权利要求6所述的可调节回流比的自回流MBR系统，其特征在于：所述膜组器连接于反洗离心泵，所述反洗离心泵连接于所述清水池。

9.根据权利要求6所述的可调节回流比的自回流MBR系统，其特征在于：所述生化反应池内设有进水液位计和产水液位计，所述进水液位计低液位高于所述产水液位计低液位。

10.根据权利要求9所述的可调节回流比的自回流MBR系统，其特征在于：所述产水液位计的低液位高于所述膜组器上部。

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