CN220012320U - 双模式运行的膜生物反应装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种双模式运行的膜生物反应装置，能够灵活地在MBR模式和浸没式超滤模式之间切换，适应不同的污水处理需求，提高污水处理的能力。双模式运行的膜生物反应装置包括生化池组、膜池和控制模块。生化池组包括多个并联设置的生化池，每个生化池包括相互连接的厌氧池、缺氧池和好氧池，好氧池的出水口设置有下开式可调堰门。所述MBR模式为，所述生化池组中的至少一个所述生化池中的所述下开式可调堰门位于高点，以高液位状态连续运行地向所述膜池供水。所述浸没式超滤模式为，所述生化池组中的每个所述生化池交替地向所述膜池供水，每个生化池以周期性运行，在每个周期中的出水阶段，所述生化池中的下开式可调堰门由高点向低点移动。

Description

双模式运行的膜生物反应装置

技术领域

本申请涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种双模式运行的膜生物反应装置。

背景技术

MBR膜生物反应器和浸没式超滤技术，在污水处理中已有广泛应用。两种技术均采用了超滤或微滤膜及膜池做为核心。但目前使用的MBR膜生物反应器和浸没式超滤技术，因两种膜池可承受污泥浓度不同、运行控制逻辑不同，从而导致两种技术无法实现灵活的互相切换。

实用新型内容

本申请提供了一种双模式运行的膜生物反应装置，能够灵活地在MBR模式和浸没式超滤模式之间切换，适应不同的污水处理需求，提高污水处理的能力。

为实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

本申请提供了一种双模式运行的膜生物反应装置，包括：

生化池组，包括多个并联设置的生化池，每个所述生化池包括相互连接的厌氧池、缺氧池和好氧池，所述好氧池的出水口设置有下开式可调堰门；

膜池，所述膜池的进水口与所述多个并联设置的生化池中的所述好氧池的出水口连接；

控制模块，用于控制每个所述生化池中的所述下开式可调堰门；

所述双模式运行的膜生物反应装置被配置为在MBR模式和浸没式超滤模式之间切换；

所述MBR模式为，所述生化池组中的至少一个所述生化池中的所述下开式可调堰门位于高点，以高液位状态连续运行地向所述膜池供水；

所述浸没式超滤模式为，所述生化池组中的每个所述生化池交替地向所述膜池供水，每个生化池以周期性运行，在每个周期中的出水阶段，所述生化池中的下开式可调堰门由高点向低点移动。

上述方案中，通过设置生化池组(也即，多个并联设置的生化池)，且在每个生化池组的好氧池的出水口设置下开式可调堰门，控制生化池在不同液位下运行，能够根据不同的需求(例如污水中污泥浓度的不同)，选择性地在MBR模式和浸没式超滤模式之间切换，以能够分别以MBR膜生物反应技术以及浸没式超滤技术对污水进行处理，提高污水处理效率。

根据本申请的一些实施例，所述好氧池设置有第一污泥排放泵和第一回流泵；所述第一污泥排放泵的排出口位于所述生化池之外，用于排出剩余污泥；所述第一回流泵的排出口位于所述缺氧池内，用于向所述缺氧池回流活性污泥。

上述方案中，通过第一回流泵能够将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氦的目的。通过第一回流泵使得活性污泥回流至缺氧池，以能够向缺氧池提供好氧池硝化所产生的硝酸盐，同时向缺氧池反硝化提供了充足的碳源有机物，提供污水处理的效率；通过第一污泥排放泵排出好氧池中的剩余污泥，能够使得生化池中总的污泥量保持平衡，保持好氧污泥的活性，保证污水处理的效率。

根据本申请的一些实施例，所述厌氧池内设置有厌氧搅拌器；所述缺氧池内设置于有缺氧搅拌器和第二回流泵，所述第二回流泵的排出口位于所述厌氧池内，用于将厌氧池中的混合液回流至所述厌氧池中；所述好氧池设置有曝气机构。

上述方案中，通过设置厌氧搅拌器、缺氧搅拌器以及曝气机构，对于污水和污泥混合的液体起到充氧和混合的作用，提供生化池污水处理的效率。通过设置第二回流泵，能够将厌氧池中的混合液回流至所述厌氧池中，使得厌氧池能够有效地分解污水中的有机物，降低污泥产生量，提高污水处理的效率。

根据本申请的一些实施例，所述好氧池设置有在线氨氮仪，所述在线氨氮仪用于检测所述好氧池内氨氮浓度，并向所述控制模块传输氨氮浓度值；

所述控制模块被配置为，若所述氨氮浓度值达到预设阈值时，关闭所述厌氧搅拌器、所述缺氧搅拌器、所述第二回流泵以及所述曝气机构。

上述方案中，在浸没式超滤模式中，生化池包括进水-曝气搅拌-沉淀-出水，四个阶段。在曝气搅拌阶段中，厌氧搅拌器、所述缺氧搅拌器、第二回流泵和曝气机构持续运行，以混合均匀生化池中的污水和活性污泥，对污水进行处理。当曝气搅拌阶段进行一定时间后，好氧池内的氨氮浓度达到阈值时，在线氨氮仪触发控制模块关闭厌氧搅拌器、所述缺氧搅拌器、第二回流泵和曝气机构，使得生化池进入沉淀阶段。

根据本申请的一些实施例，所述好氧池设置有第一污泥浓度计，所述第一污泥浓度计用于检测所述好氧池的上层清水浊度，并向所述控制模块传输浊度值；

所述控制模块被配置为，若所述浊度值小于或者等于设定值时，控制所述下开式可调堰门由高点向低点移动。

上述方案中，在浸没式超滤模式中，生化池包括进水-曝气搅拌-沉淀-出水，四个阶段。当沉淀进行一定时间后，好氧池的上层清水浊度低于或等于设定值时，第一污泥浓度计触发控制模块使得所述下开式可调堰门由高点向低点移动，使得生化池进入出水阶段。

根据本申请的一些实施例，所述双模式运行的膜生物反应装置还包括汇流管，所述生化池组中的每一个所述好氧池通过所述汇流管与膜池连接。

上述方案中，通过设置汇流管，能够将每一个生化池中的好氧池与膜池连接，精简了双模式运行的膜生物反应装置的管路布置，降低占地面积。

根据本申请的一些实施例，所述膜池设置有产水泵，用于排出所述膜池的出水侧的清水。

上述方案中，通过设置产水泵，能够有效地将膜池处理后的清水排出，例如，将清水排至清水池。在一些实施例中，还可以通过产水泵向膜池反向供水，以对膜池进行反冲洗。

根据本申请的一些实施例，所述膜池设置有膜池擦洗风机，所述膜池擦洗风机用于向所述膜池中的膜组件提供气流以冲洗所述膜组件。

上述方案中，通过设置膜池擦洗风机，以能够对膜池中的膜组件进行反冲洗，保证膜组件对水的过滤效率。

根据本申请的一些实施例，所述好氧池设置有第一液位计，所述第一液位计用于检测生化池的液位；所述膜池设置有第二液位计，所述第二液位计用于检测膜池的液位；

所述第一液位计用于向所述控制模块传输第一液位值，所述控制模块基于所述第一液位值，控制所述下开式可调堰门；

所述第二液位计用于向所述控制模块传输第二液位值，若所述第二液位值小于保护液位值，所述控制模块关闭所述产水泵，并打开所述膜池擦洗风机。

根据本申请的一些实施例，所述膜池设置有第二污泥排放泵，所述第二污泥排放泵的排出口位于所述膜池之外，用于排出剩余污泥。

本申请一些实施例提供的一种双模式运行的膜生物反应装置，能够灵活地在MBR模式和浸没式超滤模式之间切换，适应不同的污水处理需求，提高污水处理的能力。其中，采用MBR模式进行污水，能够承受更大地污水处理负荷。采用浸没式超滤模式能够实现更低能耗的处理效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一些实施例中双模式运行的膜生物反应装置的示意图；

图2为本申请一些实施例中生化池的示意图；

图3为本申请一些实施例中膜池的示意图。

图标：100-生化池组；200-膜池；10-生化池；11-厌氧池；110-厌氧搅拌器；12-缺氧池；120-缺氧搅拌器；121-第二回流泵；13-好氧池；130-第一污泥排放泵；131-第一回流泵；132-曝气机构；133-在线氨氮仪；134-第一污泥浓度计；135-第一液位计；14-下开式可调堰门；15-汇流管；20-产水泵；21-膜池擦洗风机；22-第二液位计；23-第二污泥排放泵；24-第二污泥浓度计；25-第三回流泵。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参见图1-图3，图1为本申请一些实施例中双模式运行的膜生物反应装置的示意图，图2为本申请一些实施例中生化池的示意图，图3为本申请一些实施例中膜池的示意图。

双模式运行的膜生物反应装置包括生化池组100、膜池200、以及控制模块(图中未示出)。其中，生化池组100包括多个并联设置的生化池10。每个生化池10包括相互连接的厌氧池11、缺氧池12和好氧池13，好氧池13的出水口设置有下开式可调堰门14。膜池200的进水口与多个并联设置的生化池10中的好氧池13的出水口连接。控制模块用于控制每个生化池10中的下开式可调堰门14。

双模式运行的膜生物反应装置被配置为在MBR模式和浸没式超滤模式之间切换。

MBR模式为，生化池组100中的至少一个生化池10中的下开式可调堰门14位于高点，以高液位状态连续运行地向膜池200供水；

浸没式超滤模式为，生化池组100中的每个生化池10交替地向膜池200供水，每个生化池10以周期性运行，在每个周期中的出水阶段，生化池10中的下开式可调堰门14由高点向低点移动。

生化池10为AAO(Anaerobic-Anoxic-Oxic)工艺中的生化池10，用于污水处理中的脱氮除磷。

膜池200中设置有过滤膜组件，用于过滤液体。控制模块能够控制双模式运行的膜生物反应装置中电器元件的工作，例如，下开式可调堰门14的开关以及开度、生化池10中的阀门的开关等。

下开式可调堰门14可以为通过堰门由上方向下方的移动，以逐渐连通生化池10和膜池200。

上述方案中，通过设置生化池组100(也即，多个并联设置的生化池10)，且在每个生化池组100的好氧池13的出水口设置下开式可调堰门14，控制生化池10在不同液位下运行，能够根据不同的需求(例如污水中污泥浓度的不同)，选择性地在MBR模式和浸没式超滤模式之间切换，以能够分别以MBR膜生物反应技术以及浸没式超滤技术对污水进行处理，提高污水处理效率。

根据本申请的一些实施例，请参见图2，好氧池13设置有第一污泥排放泵130和第一回流泵131。第一污泥排放泵130的排出口位于生化池10之外，用于排出剩余污泥；第一回流泵131的排出口位于缺氧池12内，用于向缺氧池12回流活性污泥。

上述方案中，通过第一回流泵131能够将好氧池13流出的一部分混合液回流至缺氧池12前端，以达到硝化脱氦的目的。通过第一回流泵131使得活性污泥回流至缺氧池12，以能够向缺氧池12提供好氧池13硝化所产生的硝酸盐，同时向缺氧池12反硝化提供了充足的碳源有机物，提供污水处理的效率；通过第一污泥排放泵130排出好氧池13中的剩余污泥，能够使得生化池10中总的污泥量保持平衡，保持好氧污泥的活性，保证污水处理的效率。

根据本申请的一些实施例，请参见图2。厌氧池11内设置有厌氧搅拌器110；缺氧池12内设置于有缺氧搅拌器120和第二回流泵121，第二回流泵121的排出口位于厌氧池11内，用于将厌氧池11中的混合液回流至厌氧池11中；好氧池13设置有曝气机构132。

上述方案中，通过设置厌氧搅拌器110、缺氧搅拌器120以及曝气机构132，对于污水和污泥混合的液体起到充氧和混合的作用，提供生化池10污水处理的效率。通过设置第二回流泵121，能够将厌氧池11中的混合液回流至厌氧池11中，使得厌氧池11能够有效地分解污水中的有机物，降低污泥产生量，提高污水处理的效率。

根据本申请的一些实施例，请参见图2。好氧池13设置有在线氨氮仪133，在线氨氮仪133用于检测好氧池13内氨氮浓度，并向控制模块传输氨氮浓度值。

控制模块被配置为，若氨氮浓度值达到预设阈值时，关闭厌氧搅拌器110、缺氧搅拌器120、第二回流泵121以及曝气机构132。

上述方案中，在浸没式超滤模式中，生化池10包括进水-曝气搅拌-沉淀-出水，四个阶段。在曝气搅拌阶段中，厌氧搅拌器110、缺氧搅拌器120、第二回流泵121和曝气机构132持续运行，以混合均匀生化池10中的污水和活性污泥，对污水进行处理。当曝气搅拌阶段进行一定时间后，好氧池13内的氨氮浓度达到阈值时，在线氨氮仪133触发控制模块关闭厌氧搅拌器110、缺氧搅拌器120、第二回流泵121和曝气机构132，使得生化池10进入沉淀阶段。

根据本申请的一些实施例，请参见图2。好氧池13设置有第一污泥浓度计134，第一污泥浓度计134用于检测好氧池13的上层清水浊度，并向控制模块传输浊度值。控制模块被配置为，若浊度值小于或者等于设定值时，控制下开式可调堰门14由高点向低点移动。

上述方案中，在浸没式超滤模式中，生化池10包括进水-曝气搅拌-沉淀-出水，四个阶段。当沉淀进行一定时间后，好氧池13的上层清水浊度低于或等于设定值时，第一污泥浓度计134触发控制模块使得下开式可调堰门14由高点向低点移动，使得生化池10进入出水阶段。

根据本申请的一些实施例，请参见图1，双模式运行的膜生物反应装置还包括汇流管15，生化池组100中的每一个好氧池13通过汇流管15与膜池200连接。

上述方案中，通过设置汇流管15，能够将每一个生化池10中的好氧池13与膜池200连接，精简了双模式运行的膜生物反应装置的管路布置，降低占地面积。

根据本申请的一些实施例，请参见图3，膜池200设置有产水泵20，用于排出膜池200的出水侧的清水。

上述方案中，通过设置产水泵20，能够有效地将膜池200处理后的清水排出，例如，将清水排至清水池。在一些实施例中，还可以通过产水泵20向膜池200反向供水，以对膜池200进行反冲洗。

根据本申请的一些实施例，请参见图3，膜池200设置有膜池擦洗风机21，膜池擦洗风机21用于向膜池200中的膜组件提供气流以冲洗膜组件。

上述方案中，通过设置膜池擦洗风机21，以能够对膜池200中的膜组件进行反冲洗，保证膜组件对水的过滤效率。

根据本申请的一些实施例，请参见图2和图3，好氧池13设置有第一液位计135，第一液位计135用于检测生化池10的液位；膜池200设置有第二液位计22，第二液位计22用于检测膜池200的液位。

第一液位计135用于向控制模块传输第一液位值，控制模块基于第一液位值，控制下开式可调堰门14。

第二液位计22用于向控制模块传输第二液位值，若第二液位值小于保护液位值，控制模块关闭产水泵20，并打开膜池擦洗风机21。

根据本申请的一些实施例，膜池200设置有第二污泥排放泵23，第二污泥排放泵23的排出口位于膜池200之外，用于排出剩余污泥。

在一些实施例中，膜池200还设置有第二污泥浓度计24，用于检测膜池内的污泥浓度。

在一些实施例中，膜池200还设置于有第三回流泵25，第三回流泵25的排出口位于好氧池13内

本申请一些实施例提供的一种双模式运行的膜生物反应装置，能够灵活地在MBR模式和浸没式超滤模式之间切换，适应不同的污水处理需求，提高污水处理的能力。其中，采用MBR模式进行污水，能够承受更大地污水处理负荷。采用浸没式超滤模式能够实现更低能耗的处理效果。

双模式运行的膜生物反应装置的控制方法可以包括以下；

当采用MBR模式处理污水时，可包括以下步骤：

生化池组100中的一个生化池10、多个或者所有的生化池10可以同时运作；

生化池10为连续运行的方式，在控制模块的控制下，下开式可调堰门14位于高点，使生化池10持续保持高液位连续运行。厌氧池11搅拌机、缺氧池12搅拌机、第一回流泵131、第二回流泵121、曝气机构132正常开启，持续地向膜池200供水；

膜池200的产水泵20采用每周期为8～12分钟的间歇运行方式、根据第二液位计22(膜池200液位计)的显示的液位情况，变频调节产水泵20流量。当第二液位计22显示的液位降低至预先设定的保护液位以下时，停止产水泵20产水。停止产水泵20产水期间，膜池擦洗风机21连续开启。剩余污泥通过第二污泥排放泵23排放。

当采用浸没式超滤模式处理污水时，可包括以下步骤：

生化池组100中的每个生化池10交替地向膜池200供水，以保证每个时段均有生化池10出水进入膜池200；

生化池10采用周期性运行方式，每个周期分为进水-曝气搅拌-沉淀-出水，四个阶段。每个周期根据项目实际进水水质、水量的不同，时间约为2～6个小时。四个阶段的运行方式：(1)进水阶段：生化池10的下开式可调堰门14关闭，此时生化池10处于低液位阶段，开始进水后，厌氧池11搅拌机、缺氧池12搅拌机、曝气机构132、第一回流泵131、第二回流泵121开启，当生化池10的液位达到高液位后(可通过第一液位计135判断)，停止进水，进入曝气搅拌阶段。(2)曝气搅拌阶段：厌氧池11搅拌机、缺氧池12搅拌机、曝气机构132、第一回流泵131、第二回流泵121开启并持续一段时间，直到达到系统设定的运行时间或好氧池13末端的在线氨氮仪133检测到的氨氮浓度值达到预设阈值，进入沉淀阶段。(3)沉淀阶段：停止厌氧池11搅拌机、缺氧池12搅拌机、曝气机构132、第一回流泵131、第二回流泵121。生化池10的好氧池13末端开始沉淀，达到系统设定的运行时间或好氧池13末端上层清水区的第一污泥浓度计134检测到的浊度值小于或等于设定值后，进入出水阶段。(4)出水阶段：根据系统定的开启时长，将生化池10出水处的下开式可调堰门14缓慢降低，生化池10末端经过沉淀的上层清水进入膜池200。第一污泥排放泵130同时开启，排放剩余污泥。

膜池200运行周期改为30～60分钟一个周期，每个周期分为产水阶段和反洗阶段。产水泵20在产水阶段连续开启，膜池擦洗风机21仅在反洗阶段开启。两个周期时长比例根据膜污染情况调节，最终实现浸超滤运行。以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双模式运行的膜生物反应装置，其特征在于，包括：

生化池组，包括多个并联设置的生化池，每个所述生化池包括相互连接的厌氧池、缺氧池和好氧池，所述好氧池的出水口设置有下开式可调堰门；

膜池，所述膜池的进水口与所述多个并联设置的生化池中的所述好氧池的出水口连接；

控制模块，用于控制每个所述生化池中的所述下开式可调堰门；

所述双模式运行的膜生物反应装置被配置为在MBR模式和浸没式超滤模式之间切换；

所述MBR模式为，所述生化池组中的至少一个所述生化池中的所述下开式可调堰门位于高点，以高液位状态连续运行地向所述膜池供水；

所述浸没式超滤模式为，所述生化池组中的每个所述生化池交替地向所述膜池供水，每个生化池以周期性运行，在每个周期中的出水阶段，所述生化池中的下开式可调堰门由高点向低点移动。

2.根据权利要求1所述的双模式运行的膜生物反应装置，其特征在于，

所述好氧池设置有第一污泥排放泵和第一回流泵；所述第一污泥排放泵的排出口位于所述生化池之外，用于排出剩余污泥；所述第一回流泵的排出口位于所述缺氧池内，用于向所述缺氧池回流活性污泥。

3.根据权利要求1所述的双模式运行的膜生物反应装置，其特征在于，

所述厌氧池内设置有厌氧搅拌器；所述缺氧池内设置于有缺氧搅拌器和第二回流泵，所述第二回流泵的排出口位于所述厌氧池内，用于将厌氧池中的混合液回流至所述厌氧池中；所述好氧池设置有曝气机构。

4.根据权利要求3所述的双模式运行的膜生物反应装置，其特征在于，

所述好氧池设置有在线氨氮仪，所述在线氨氮仪用于检测所述好氧池内氨氮浓度，并向所述控制模块传输氨氮浓度值；

所述控制模块被配置为，若所述氨氮浓度值达到预设阈值时，关闭所述厌氧搅拌器、所述缺氧搅拌器、所述第二回流泵以及所述曝气机构。

5.根据权利要求4所述的双模式运行的膜生物反应装置，其特征在于，

所述好氧池设置有第一污泥浓度计，所述第一污泥浓度计用于检测所述好氧池的上层清水浊度，并向所述控制模块传输浊度值；

所述控制模块被配置为，若所述浊度值小于或者等于设定值时，控制所述下开式可调堰门由高点向低点移动。

6.根据权利要求1所述的双模式运行的膜生物反应装置，其特征在于，

所述双模式运行的膜生物反应装置还包括汇流管，所述生化池组中的每一个所述好氧池通过所述汇流管与膜池连接。

7.根据权利要求1所述的双模式运行的膜生物反应装置，其特征在于，

所述膜池设置有产水泵，用于排出所述膜池的出水侧的清水。

8.根据权利要求7所述的膜生物反应装置，其特征在于，

所述膜池设置有膜池擦洗风机，所述膜池擦洗风机用于向所述膜池中的膜组件提供气流以冲洗所述膜组件。

9.根据权利要求8所述的膜生物反应装置，其特征在于，

所述好氧池设置有第一液位计，所述第一液位计用于检测生化池的液位；所述膜池设置有第二液位计，所述第二液位计用于检测膜池的液位；

所述第一液位计用于向所述控制模块传输第一液位值，所述控制模块基于所述第一液位值，控制所述下开式可调堰门；

所述第二液位计用于向所述控制模块传输第二液位值，若所述第二液位值小于保护液位值，所述控制模块关闭所述产水泵，并打开所述膜池擦洗风机。

10.根据权利要求1所述的膜生物反应装置，其特征在于，

所述膜池设置有第二污泥排放泵，所述第二污泥排放泵的排出口位于所述膜池之外，用于排出剩余污泥。