[發(fā)明專利]一種用于脫氮的生物膜-活性污泥復(fù)合膜生物反應(yīng)器及其水處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210003550.X
• 申請(qǐng)日: 2012-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN102557255A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟凡剛;王源;李適宇;周忠波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/30
• 分類號(hào): C02F3/30;C02F3/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生物膜膜生物反應(yīng)器，特別涉及一種利用無(wú)紡布作為生物膜載體和過(guò)濾介質(zhì)，并與懸浮污泥進(jìn)行耦合作用的生物膜-活性污泥復(fù)合膜生物反應(yīng)器及其水處理方法。

背景技術(shù)

城市生活污水不同于工業(yè)污水，主要是排泄物和洗滌污水，其產(chǎn)量與生產(chǎn)水平有關(guān)。生活污水中含有大量的有機(jī)物，如纖維素、淀粉、糖類和脂肪蛋白質(zhì)等，主要特點(diǎn)是有機(jī)物、氮、磷含量高，如果不處理直接排入水體中，湖泊中的藻類會(huì)大量繁殖，引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，直接導(dǎo)致水質(zhì)惡化，魚蝦大量死亡，引發(fā)嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。有些藻類還會(huì)釋放藻毒素，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬘盟踩Ｒ虼耍O(shè)計(jì)一種工藝簡(jiǎn)單，成本節(jié)約，又能高效去除有機(jī)物和氮磷的工藝是環(huán)保科技工作者一直追求的目標(biāo)。

生物處理是迄今為止去除污水中有機(jī)物和氮最經(jīng)濟(jì)有效的途徑。其原理是氨氮首先經(jīng)硝化菌在好氧環(huán)境下氧化為NO_X^-，NO_X^-又在缺氧條件下由反硝化菌還原為N₂。在傳統(tǒng)工藝中，硝化和反硝化過(guò)程一般是在兩個(gè)反應(yīng)器中獨(dú)立進(jìn)行或在同一反應(yīng)器中順次進(jìn)行，占地面積比較大。同步硝化反硝化現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使得活性污泥法的脫氮過(guò)程更加簡(jiǎn)化。

污泥顆粒化和生物膜法是實(shí)現(xiàn)同時(shí)硝化反硝化的兩種主要途徑。污泥顆粒化方法效果雖然很好，但是形成的條件比較苛刻，如果應(yīng)用于實(shí)際中，由于進(jìn)水水質(zhì)變化比較大，很容易使污泥顆粒解體，造成工藝運(yùn)行不穩(wěn)定。而生物膜法則相對(duì)簡(jiǎn)單，只要有合適的載體，微生物就會(huì)附著生長(zhǎng)，形成較厚的生物膜，因此，生物膜法是實(shí)現(xiàn)同時(shí)硝化反硝化的主要途徑。

專利“一種實(shí)現(xiàn)同時(shí)硝化反硝化的飲用水生物處理方法(專利號(hào)CN200610040287.6)”采用曝氣生物濾池的工藝，通過(guò)控制曝氣裝置位置和曝氣量的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)同時(shí)硝化反硝化。由于曝氣分布不均勻，陶粒上附著的生物膜很薄，反硝化效果并不理想，只能處理低氨氮的微污染水。

專利“一種可實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化脫氮功能的膜生物反應(yīng)器(專利號(hào)CN200810010377)“采用MBR和固定填料組合工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)同時(shí)硝化反硝化。污泥介質(zhì)主要靠自由擴(kuò)散作用進(jìn)入固定填料上的生物膜內(nèi)，由于生物膜較厚，影響了介質(zhì)的傳質(zhì)作用，影響了脫氮的效果。又由于采用MBR工藝，使得運(yùn)行成本增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于脫氮的生物膜-活性污泥復(fù)合膜生物反應(yīng)器，所述復(fù)合膜生物反應(yīng)器具有傳質(zhì)效率高、過(guò)濾性能好、占地體積小、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的另一目的在于公開一種采用所述復(fù)合膜生物反應(yīng)器處理生活污水的方法。

本發(fā)明的上述目的通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種用于脫氮的生物膜-活性污泥復(fù)合膜生物反應(yīng)器，包括與反應(yīng)池相連通的進(jìn)水管路、出水管路和排泥管路，所述反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有若干膜組件和微孔曝氣管；所述膜組件浸在反應(yīng)池內(nèi)部的懸浮活性污泥中，并垂直固定于反應(yīng)池內(nèi)的卡槽中，所述膜組件由支撐板和無(wú)紡布組成，所述支撐板內(nèi)部為中空且側(cè)面呈孔格狀的板材，無(wú)紡布平鋪并固定在支撐板的側(cè)面，支撐板的內(nèi)部與出水管路直接相連，出水管路設(shè)有出水泵。

無(wú)紡布在膜組件的作用是：

(1)生物膜載體：無(wú)紡布為微生物的附著生長(zhǎng)提供載體；無(wú)紡布的結(jié)構(gòu)為疏松多孔，且具有一定厚度，使懸浮活性污泥中的微生物容易附著在無(wú)紡布上，并繁殖生長(zhǎng)。在污水處理的運(yùn)行過(guò)程中，積聚在無(wú)紡布上的微生物及其分泌的微生物胞外聚合物(EPS)逐漸形成一層生物膜。生物膜的外部具有較高濃度的溶解氧，形成好氧區(qū)；隨著生物膜的增厚，溶解氧的傳質(zhì)阻力逐漸升高，生物膜的內(nèi)部及無(wú)紡布內(nèi)的溶解氧濃度逐漸降低，并最終形成厭氧區(qū)，在這個(gè)過(guò)程中異養(yǎng)厭氧菌逐漸形成優(yōu)勢(shì)菌種；

(2)過(guò)濾介質(zhì)：無(wú)紡布還起到膜過(guò)濾的作用，在無(wú)紡布的外表面形成較厚的生物膜，改善了無(wú)紡布的截留性能，使其具有類似MBR的“膜過(guò)濾”作用。在污水處理的整個(gè)過(guò)程，出水口的SS(懸浮物)為0。

支撐板的內(nèi)部與出水管路的出水泵相連，在出水泵的抽吸作用下，膜組件的內(nèi)部形成真空，從而在無(wú)紡布的外部和內(nèi)部之間形成壓力差，在壓力差的作用下，水經(jīng)無(wú)紡布做跨膜運(yùn)動(dòng)，由出水泵引出，形成出水。

作為一種優(yōu)選方案，所述進(jìn)水管路包括進(jìn)水池、進(jìn)水泵和進(jìn)水閥，并通過(guò)進(jìn)水口與反應(yīng)池相連，反應(yīng)池中含有活性污泥；所述排泥管路包括排泥閥和排泥泵，并通過(guò)排泥口與反應(yīng)池相連。

進(jìn)水閥、排泥閥可以起到調(diào)節(jié)進(jìn)水量和排泥量的作用。