[發(fā)明專利]一種用于脫氮的膜生物反應(yīng)器及其污水脫氮方法

有效

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• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101863586A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟凡剛;周忠波;李適宇;陳尊裕
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，涉及一種用于脫氮的膜生物反應(yīng)器及其污水脫氮方法。

背景技術(shù)

隨著人類生產(chǎn)和生活活動的加劇，各種含氮廢水大量排放進入水體，造成了嚴重的環(huán)境污染。我國大部分地表水體都出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象，氮磷污染日趨嚴重，深入系統(tǒng)的研究硝化反硝化理論及其工藝，并將其推廣到實際工程應(yīng)用中，對于降低水體中營養(yǎng)元素的含量和改善我國環(huán)境污染和水資源短缺現(xiàn)狀有重要的現(xiàn)實意義。

膜生物反應(yīng)器(MBR)是將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)活性污泥法有機結(jié)合而形成的新型污水處理工藝，具有出水水質(zhì)好、占地面積小和產(chǎn)泥量低等特點，在污水處理及回用水中發(fā)揮著越來越重要的作用。但是單獨的膜生物反應(yīng)器由于要求大的曝氣量而無法形成缺氧區(qū)，反硝化效果差，總氮的去除率不高，往往要與傳統(tǒng)的生物脫氮工藝相結(jié)合。由此，污水的脫氮技術(shù)已成為膜生物反應(yīng)器的一個重要的研究方向和應(yīng)用領(lǐng)域。

折流式污水處理裝置是一種比較先進的廢水處理設(shè)備，基本的結(jié)構(gòu)一般包括多級處理隔間，每個隔間設(shè)置垂直的折流板，折流板兩端設(shè)有成一定角度的導(dǎo)流板，廢水依次以折流的形式經(jīng)過不同的隔間進行處理。其中混合液在單獨的隔間內(nèi)完全混合，而在整個裝置又呈推流態(tài)流動，底物與微生物充分接觸，具有混合效果好、系統(tǒng)穩(wěn)定、耐沖擊負荷、出水水質(zhì)好等優(yōu)點。

專利“一種折流板反應(yīng)器及其處理污水的方法(專利號200610012070.4)”采用了折流板反應(yīng)器的構(gòu)造來實現(xiàn)污水與污泥停留時間的分離，雖然處理效果好，但正如專利“折流式污水處理裝置(專利號03247124.6)”中所述折流式構(gòu)造在實際應(yīng)用中存在施工要求高、難度大的問題，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

專利“折線流膜生物反應(yīng)器(專利號20071001164.7)”存在好氧區(qū)和膜池設(shè)計尺寸偏大，曝氣能耗高的問題。

專利“強化內(nèi)源反硝化的膜-生物反應(yīng)器脫氮除磷工藝及裝置(專利號200810097427.2)”也采用了厭氧缺氧好氧多個池子串聯(lián)耦合的原理，但該專利采用的是多個獨立分開的反應(yīng)池子，這勢必需要大量管道連通，同時整個工藝也需要多個回流管路和泵輸送來達到反應(yīng)器液體的混合。因此運行能耗可能較高，反應(yīng)器中污泥混合液的流態(tài)不是很好，而且回流管路多而復(fù)雜，不易操作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)備構(gòu)建簡易、能耗低、脫氮效果好的膜生物反應(yīng)器。

本發(fā)明的另一個目的在于提供該膜生物反應(yīng)器脫氮的方法。

本發(fā)明上述目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

本發(fā)明提供了一種用于脫氮的膜生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)池及反應(yīng)池內(nèi)的膜組件，反應(yīng)池的兩側(cè)分別有一個進水口和一個出水口，其特征在于所述的反應(yīng)器內(nèi)通過四塊垂直導(dǎo)流擋板分為五個串聯(lián)的小池，連接進水口的為第一缺氧池；第一缺氧池通過上端的折流出口與好氧池相通，好氧池底部有第一曝氣裝置；好氧池進而通過下端的折流出口與第二缺氧池相通；第二缺氧池再通過上端的折流出口與厭氧池相通；最后厭氧池通過下端的折流出口與膜池相通，膜池底部有第二曝氣裝置，同時膜組件垂直放置于膜池中，并有出水口與膜組件相連。

進水口位于第一缺氧池的底部，出水口位于膜池的頂部。膜池中的膜組件可以是中空纖維式膜或者平板式膜，膜孔徑可為0.01～0.4μm。膜池的底部還設(shè)有污泥排放裝置；膜池的側(cè)面還設(shè)有回流液出口，并通過回流泵連接到第一缺氧池底部的回流液入口。

當(dāng)進行污水處理時，污水通過進水口進入第一缺氧池，然后依次通過好氧池、第二缺氧池、厭氧池和膜池，最后污泥通過回流泵返回到第一缺氧池，被處理的污水通過膜流出。

為了更好地實現(xiàn)發(fā)明目的，以適應(yīng)污水脫氮的要求，使得處理水在各級處理池的綜合處理下具有優(yōu)良的脫氮效果，本發(fā)明需要對各個反應(yīng)池好氧池和膜池中的曝氣裝置進行優(yōu)化。經(jīng)過多次試驗摸索，以下參數(shù)的裝置最有利于污水的脫氮處理：第一缺氧池、好氧池、第二缺氧池、厭氧池和膜池的容積比為1∶1∶1∶1∶1～3，第一曝氣裝置(16)的曝氣量與好氧池(9)容積的比為2-4.5h^-1，第二曝氣裝置(17)的曝氣量與膜池(12)容積的比為3-7h^-1。第一曝氣裝置和第二曝氣裝置的曝氣量分別由轉(zhuǎn)子流量計(22)和空氣壓縮機(3)控制。

為了使得污水在反應(yīng)器中具有平流和全混流相結(jié)合的流動性，以促進反應(yīng)的進行，五個串聯(lián)的小池的高度與直徑的比例設(shè)置為8～13。

為了使處理水在厭氧池和缺氧池中更充分地進行反應(yīng)，反應(yīng)器的第一缺氧池、第二缺氧池和厭氧池中均設(shè)有攪拌混合裝置。