CN2900507Y - 反应/分离－分区式膜生物反应器 - Google Patents

Abstract

一种能够对污水进行深度处理的反应/分离—分区式膜生物反应器。它是对传统的膜生物反应器的一种改进，是利用倒锥筒、套筒、内筒体将反应器外壳体的内部空间分隔成生化反应区A、沉降区C和膜分离区B。沉降区C对进入膜分离区B的污水进行沉降预处理。生化反应区A和膜分离区B分别采独立的曝气装置，两曝气装置根据各自所在区域对曝气的需求分别设计和参数控制。生化反应区A高活性污泥浓度、低曝气量，膜分离区B低活性污泥浓度、高曝气量、膜面高剪切速度，减缓膜污染，延长膜的使用寿命，提高膜通量的同时降低曝气能耗。

Description

反应/分离-分区式膜生物反应器

(一)技术领域

本实用新型涉及一种污水处理装置——膜生物反应器，特别是涉及一种将生化处理与膜分离技术相结合的膜生物反应器，可实现对污水的深度处理，处理出水水质优良可回用。

(二)背景技术

由于膜分离技术具有分离精度高、占地少等众多优点，被广泛应用于污水处理。其中，将膜分离技术与传统生化技术相互镶嵌而发展起来的膜生物反应器就是其在污水处理中的一个重要应用，已逐渐得到推广。众所周知，目前工业应用的膜生物反应器主要有浸没式和外置式两种形式。对于外置式膜生物反应器，膜分离单元设置于生化单元(活性污泥曝气池)之外，一般采用大功率泵实现活性污泥在生化单元与膜分离单元间的循环，并要在膜表面形成足够大的压力和速度，以实现错流过滤，动力消耗通常很大(2-10Kw.h/m³)，远远大于浸没式膜生物反应器的能耗。对浸没式膜生物反应器，直接将膜组件浸入生化单元中，不需要采用大功率泵对水与活性污泥输送，直接在生化单元中利用膜组件实现水与污泥的分离，由于污泥会在膜表面沉积造成膜污染，必须保证膜表面有一定的速度梯度以减缓膜污染，而膜表面速度梯度通常采用提高曝气量来实现，导致浸没式膜生物反应器中曝气能耗占总能耗的80～100％，较常规活性污泥法曝气能耗多得多。此外浸没式膜生物反应器中活性污泥的浓度还是影响膜污染的一个重要因素，解决高活性污泥浓度引起的膜污染、降低曝气能耗对于浸没式膜生物反应器尤为重要。

(三)发明内容

为了解决现有浸没式膜生物反应器曝气能耗高以及高活性污泥浓度加重膜污染、影响膜通量的缺点，本实用新型提供了一种新型反应/分离——分区式膜生物反应器。它将生化反应区与膜分离区相分离，进而分别控制，并采用特殊的结构对进入膜分离区的污水进行预处理，截留大部分活性污泥，降低了膜分离区的活性污泥浓度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

反应/分离——分区式膜生物反应器，包括反应器外壳体，在反应器外壳体内设置有直立的内筒和套筒及倒锥筒，内筒下端与反应器外壳体的底壁固定连接。套筒套装在内筒上，套筒与内筒间有间隙，为活性污泥沉降时的导流通道。倒锥筒套装在内筒上，其下端口与套筒上端口固定连接。内筒、套筒、倒锥筒将反应器外壳体的内部空间分隔成生化反应区A、沉降区C和膜分离区B。内筒上端筒壁上有溢流孔，内筒下端筒壁上有污泥回流口。在反应器壳体内的生化反应区设有进水管，进水管与反应器外壳固定连接，上端置于反应器之外，下端与开有许多小孔的布水管固定连接。在生化反应区A的下部装设有生化反应区曝气装置。在生化反应区A的底部装设有排泥管，排泥管与反应器外壳固定连接，上端置于反应器之外。在膜分离区B内装设有膜组件和膜分离区曝气装置。在膜分离区曝气装置的下方依次装设有防扰动隔板和导流板，防扰动隔板和导流板分别与内筒的内壁固定连接。

工作原理：

待处理的污水经进水管、布水管进入生化反应区，进行生化处理。经生化处理后的污水经倒锥筒的外缘进入沉降区，首先在沉降区进行沉淀，去除大部分的活性污泥，上清液从内筒体上部开设的溢流孔进入膜分离区，从而降低了膜分离区的活性污泥浓度，减缓了膜污染，提高了膜通量。生化反应区与膜分离区采用不同的曝气系统，根据各自对流场、溶解氧浓度以及一些其它方面的要求分别设计和控制。由于已将膜分离区与生化反应区相隔离，生化反应区曝气只考虑生化对曝气的需求，无需考虑加大曝气量、减缓膜污染，因此生化反应区的曝气量低于传统的浸没式膜生物反应器，从而降低了曝气能耗。沉降区下部为套筒与内筒间的间隙所构成的污泥导流通道。污泥导流通道的末端处于生化反应区的曝气装置曝气时所形成的负压区内，从沉降区沉淀下来活性污泥在重力和负压的作用下沿污泥导流通道返回到生化反应区。内筒的下部侧壁上开有活性污泥回流口，下部内侧设有防扰动隔板和导流板，在膜分离区被截流下来的细小活性污泥、未被降解的大分子等沉降后沿导流板从活性污泥回流孔流入污泥导流通道中，与沉降区沉降下来的活性污泥一起返回到生化反应区，从而避免生化反应区活性污泥的流失。

本实用新型的有益效果是，同时实现生化反应区高活性污泥浓度、低曝气量，及膜分离区低活性污泥浓度、高曝气量、膜面高剪切速度，减缓膜污染，延长膜的使用寿命，提高膜通量的同时降低了曝气能耗。

(四)附图说明

图1是反应/分离——分区式膜生物反应器原理结构示意图。

(五)具体实施方式

反应/分离——分区式膜生物反应器，包括反应器外壳体1，在反应器外壳体1内竖直设置有内筒体10，内筒体10的下端与反应器外壳体1底壁固定连接，在内筒体10的上、下端分别有溢流孔V和污泥回流孔IV。在内筒体上套装有倒锥筒4和套筒5，倒锥筒4的下端口与套筒5的上端口固定连接。内筒体10与套筒5之间的间隙为污泥导流通道11。倒锥筒4、套筒5、内筒体10将反应器外壳体1的内部空间分隔成生化反应区A、沉降区C和膜分离区B。在反应器外壳体1的生化反应区A内设置有进水管2，进水管2与反应器外壳体1固定连接，进水管2上端置于反应器之外，下端与开有许多小孔的布水管3固定连接。在生化反应区A的下部装设有生化反应区曝气装置13。在内筒体10内依次装设有膜组件6、膜分离区曝气装置7、防扰动隔板8和导流板9。防扰动隔板8、导流板9分别与内筒体10的内壁固定连接。在反应器外壳体1的底壁上设置有排泥管12，排泥管12的另一端口置于反应器之外。

待处理污水经过预处理后从入水口I经进水管2、布水管3进入膜生物反应器的生化反应区A中，生化反应区曝气装置13适当的曝气使得污水与生化反应区中的活性污泥充分接触，并为活性污泥降解污水中的有机物提供氧份，实现对污水的生物处理。经过生物降解的污水在反应器上部进入沉降区C，沉降区上清液从直立筒体上部开设的溢流孔V进入膜分离区B，沉降下来的活性污泥沿污泥导流通道11返回到生化反应区A中，提高生化反应区A中活性污泥浓度的同时降低了膜分离区B的活性污泥浓度。膜组件6在负压泵抽吸形成的负压下，对从溢流孔V进入膜分离区B的沉降区上清液进行分离，截留活性污泥、大分子有机物等杂质。与此同时，膜分离区曝气装置7连续或间断性曝气，提高膜表面的剪切速度，有效的减缓和控制了膜的污染，提高了膜通量。经过膜分离的净化水从出水口II排出，被膜截流下来的活性污泥、未被降解的大分子有机物等沉降到污泥导流板9并在重力的作用下从污泥回流口IV进入污泥导流通道11，返回到生化反应区A中。当运行一定时间后，生化反应区A中的活性污泥浓度过高，或活性污泥活性过低需排放活性污泥时。启动污泥泵，污泥从排泥口III排出。在上述过程中生化反应区曝气装置13与膜分离区曝气装置7相互独立，在结构以及操作参数上可根据各自所在区域对流场、曝气量等要求独立进行设计和调节，减少了不必要的曝气能耗，沉降区C的存在有效的降低了膜分离区B中活性污泥的浓度，减缓了膜的污染，提高了膜通量，延长了膜的使用寿命。

Claims (2)

1、反应/分离——分区式膜生物反应器，包括反应器外壳体(1)，其特征是在外壳体(1)内竖直设置有内筒体(10)，内筒体(10)的下端与反应器外壳体(1)底壁固定连接，在内筒体(10)的上、下端分别有溢流孔(V)和污泥回流孔(IV)，在内筒体上套装有倒锥筒(4)和套筒(5)，倒锥筒(4)的下端口与套筒(5)的上端口固定连接，内筒体(10)与套筒(5)之间的间隙为污泥导流通道(11)；倒锥筒(4)、套筒(5)、内筒体(10)将反应器外壳体(1)的内部空间分隔成生化反应区(A)、沉降区(C)和膜分离区(B)，在反应器外壳体(1)的生化反应区(A)内设置有进水管(2)，进水管(2)与外壳体(1)固定连接，在进水管(2)的下端与带多个小孔的布水管(3)固定连接，在生化反应区(A)的下部装设有生化反应区曝气装置(13)，在内筒体(10)内依次装设有膜组件(6)、膜分离区曝气装置(7)、防扰动隔板(8)和导流板(9)，防扰动隔板(8)、导流板(9)分别与内筒体(10)的内壁固定连接。

2、根据权利要求1所述的反应/分离——分区式膜生物反应器，其特征是生化反应区(A)内设置的生化反应区曝气装置(13)与膜分离区(B)内设置的膜分离区曝气装置(7)相互独立。

Images