[發明專利]一種新型多格室脫氮型膜生物反應器

無效

• 申請號: 201110007319.3
• 申請日: 2011-01-14
• 公開（公告）號: CN102115296A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 田智勇;宋永會;楊崇臣;涂響;錢鋒;魏健;李斌;辛旺
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于膜生物反應器廢水處理設備，主要針對有機氮含量較高的難降解工業廢水處理，具體為一種新型多格室脫氮型膜生物反應器。

背景技術

水體中氨氮含量過高會迅速消耗水中的溶解氧，并導致藻類的過渡繁殖，從而引起表層水體的富營養化，破壞水生生態系統，甚至造成整個水體的黑臭和功能喪失。在近幾年的我國七大水系和重點湖庫的主要污染指標中，氨氮位居第三，成為水體氮素污染的主要形式。

生物脫氮技術是目前應用最廣泛的廢水脫氮技術，其中較為成熟的工藝主要有：A/O(或A²/O)、氧化溝、生物接觸氧化、曝氣生物濾池等，工藝中的好氧段一般可以兼顧有機物的異養氧化、有機氮的氨化以及氨氮的自養硝化等過程，整體上通過氨化、硝化和反硝化等不同微生物代謝過程的協同作用將廢水中的有機氮和氨氮轉化為氮氣而去除。然而，這些工藝的設計及運行參數所針對的一般都是較易降解的城市污水，對于高有機氮、難降解、有毒有害的工業廢水而言適用性較差，有機物的異養氧化、有機氮的氨化以及氨氮的自養硝化過程無法同時兼顧，甚至互相競爭和影響，出水一般很難滿足排放標準。

本發明在普通浸沒型MBR反應器的基礎上，通過內部結構改進將A/O脫氮、接觸氧化、氧化溝、泳動床等不同工藝與MBR反應器進行了耦合集成，研發了針對難降解工業廢水具有高效除碳、脫氮功能的新型膜生物反應器。該反應器整體上不但具有脫氮功能的獨立缺氧區，而且具有好氧區多格室間推流和單格室內循環完全混合的不同流態特征，增強了反應器的宏觀環境選擇性；另外好氧區多格室內聚丙烯纖維填料的安裝，使得反應器內同時持有活性污泥和生物膜的不同微生物形態，從而增強了反應器對不同生長率及特性的微生物的微環境選擇性。因此，該反應器微觀上充分實現了不同功能微生物的選擇性持留，宏觀上實現了有機物異養氧化、有機氮氨化以及氨氮自養硝化過程的自然分離和功能強化，水力停留時間和污泥停留時間可靈活控制，減小了工藝占地面積，提高了反應器的整體處理效率。

發明內容

本發明的目的是針對高有機氮、難降解、有毒有害工業廢水，提供一種結構緊湊、操作簡便、處理效率高、可實現有機物和營養元素N同步高效去除的一體化污水處理裝置。

本發明為一種新型多格室脫氮型膜生物反應器，其特征在于：反應器進水(1)經水泵(2)首先注入缺氧區(3)，然后依次進入好氧區的5個不同的好氧格室(4、5、6、7、8)和單獨?的膜分離格室(9)，在出水抽吸泵(11)的作用下，經中空纖維膜組件(10)分離后出水(12)排出，缺氧區內設電動機械攪拌裝置(13)，剩余污泥經排放口(22)排出；通過設置前置缺氧區和好氧區，模擬集成A/O工藝，主要用于反硝化脫氮，缺氧區/好氧區體積比為1/5，硝化液和污泥通過回流泵(21)回流至缺氧區；通過將好氧區分為多段格室串聯，模擬集成氧化溝工藝，反應器整體呈推流狀態，混合液通過格室間連通孔(14)依次進入下一格室，單個格室內呈完全混合式流態；通過內循環隔板(16)在1/3處將每個好氧格室隔成上下連通的兩側，1/3側底部設曝氣頭(15)進行充氧曝氣，并使好氧格室形成內循環，風量由1#風機(18)提供，2/3側豎向安裝生物填料(17)，在循環流的水力湍流作用下形成不規則擺動；混合液在膜分離室實現泥水分離，膜組件選用淹沒式的中空纖維簾式膜組件(10)，通過抽吸泵(11)產生負壓抽吸出水(12)；被濃縮后的污泥隨硝化液經回流泵(21)重新回流至缺氧區(3)；膜組件下方設曝氣裝置(20)，由2#風機(19)提供風量，使簾式膜組件膜絲產生擾動，防止產生泥餅，影響膜組件產水率。

上述新型多格室脫氮型膜生物反應器，其特征在于：反應器設置獨立的前置缺氧區，可根據進水的水質條件，靈活掌握和調控反應器總氮去除效果。

上述新型多格室脫氮型膜生物反應器，其特征在于：好氧區分為5個格室，格室間液流呈推流特征，從而使得反應器中的流態滿足難降解有機物梯度降解的特征，并增強了反應器各好氧格室對不同功能性微生物的選擇性。

上述新型多格室脫氮型膜生物反應器，其特征在于：各好氧格室1/3處設立上下連通的隔板，1/3側曝氣，在單側曝氣提升的作用下，單格室內液流呈順時針內循環的完全混合特征，從而將單個格室分為升流區和回落區，升流區和回落區體積比1：2，有效增強了底質與微生物的接觸和傳質效果。

上述新型多格室脫氮型膜生物反應器，其特征在于：好氧區5個格室內的回落區靠隔板側豎向安裝有懸掛型的聚丙烯纖維生物填料，安裝面積為回落區的1/2，在內循環水力湍流的作用下形成不規則擺動。