[發明專利]膜生物反應器內好氧活性污泥快速顆粒化的裝置及方法

在審

• 申請號: 201210123428.6
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102674538A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 張遠洋;王乾龍;王艷輝
• 申請（專利權）人: 王艷輝
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及污水處理領域，特別涉及一種膜生物反應器內好氧活性污泥快速顆粒化的裝置及方法。

背景技術

生物反應器是利用生物催化劑為細胞培養、酶反應、污水處理提供良好的反應環境的設備，生物反應器是生物反應過程中的關鍵設備，它的結構、操作方式和操作條件對生物技術產品的質量和轉化率以及生物反應器的能耗有很大影響。膜生物反應器，是把膜技術與生化反應技術相結合起來的一門新興污水處理技術，是目前最有前途的污水處理技術之一。在運行過程中，膜生物反應器通過維持較高的生物量，可實現污水中的有機物迅速降解，同時由于膜具有高效的分離特性，與采用重力沉降分離為主的傳統活性污泥法污水處理工藝相比，膜生物反應器具有出水水質好、結構緊湊、剩余污泥產量少、容積負荷高、操作運行簡單等突出優點，因此近十年來膜生物反應器在污水處理領域的應用范圍在不斷擴大；而且由于膜生物反應器規模的增加又可顯著降低其操作費用，因而提高了膜生物反應器在污水處理領域的競爭能力，使其具有良好的發展前景。

傳統的膜生物反應器使用活性污泥，由于膜生物反應器在運行過程中，必須保持一定的膜驅動壓力，這時體系中存在的大量微粒、微細膠體粒子，尤其是大量的污泥絮體，會在膜表面或膜孔內吸附、沉積，逐漸造成膜孔徑變小或堵塞，導致膜通量與分離特性大幅度降低。為了使膜生物反應器在運行中獲得穩定的膜通量，傳統的膜生物反應器在運行過程中一般采用提高曝氣強度的方式來改善這一狀況，這種方法使得膜生物反應器的能耗比傳統生物處理工藝明顯偏高，大量實驗研究結果表明曝氣能耗占膜生物反應器運行總能耗的80～90%，因此如何降低膜生物反應器運行過程中的曝氣量，同時又能有效控制膜生物反應器的膜污染，是膜生物反應器的重要研究課題。

為了解決膜生物反應器的曝氣導致的高能耗問題，中國專利CN1884130考慮膜生物反應器間歇出水的操作情況，提出在抽吸和停吸階段分別提供不同的曝氣強度，這種方法可相對有效地減小膜生物反應器的能耗，并可在較低的能耗條件下獲得相對穩定的膜通量，但此方法不能從根本上解決活性污泥膜生物反應器的膜污染問題。

好氧顆粒污泥自20世紀90年代末被報道以來，目前正得到越來越多的環境工程學者的關注。由于好氧顆粒污泥具有活性污泥所不具備的一些獨特優點，如很強的抗負荷沖擊能力、污泥的沉淀效果好，泥水分離簡單等，因此使用顆粒污泥工藝能大大的減少污泥沉降時間，縮小污水處理廠的占地面積，降低工程造價，減少剩余污泥量；而且好氧顆粒污泥具有比較好的脫氮除磷性能，解決了傳統活性污泥工藝脫氮除磷效率低的問題。中國專利CN201065361公開了在膜生物反應器內采用活性顆粒污泥來降低膜污染提高膜性能的方法，揭示了在膜生物反應器內采用活性污泥顆粒能有效抑制膜污染提高膜性能，但此專利中使用的活性污泥顆粒需在單獨的反應體系中培養，處理程序繁瑣復雜。中國專利CN1974439公開了在膜生物反應器內培養活性污泥顆粒提高膜生物反應器性能的方法，但其采用傳統的膜生物反應器操作方式形成活性污泥顆粒，污泥顆粒化過程漫長，同時難以維持膜生物反應器的高性能。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明的第一目的是提供一種膜生物反應器內好氧活性污泥快速顆粒化的裝置，以解決現有裝置中污泥顆粒化過程漫長且難以維持膜生物反應器高性能的缺陷。

本發明的第二目的是提供一種膜生物反應器內好氧活性污泥快速顆粒化的方法，以解決現有方法污泥顆粒化過程漫長且難以維持膜生物反應器的高性能的缺陷。

本發明的技術方案如下：

一種膜生物反應器內好氧活性污泥快速顆粒化的裝置，包括序批式管式反應器SBR和膜生物反應器，所述序批式管式反應器SBR和膜生物反應器通過連接管道直接連通。

一種使用上述裝置制備好氧活性污泥顆粒的方法，包括如下步驟：

（1）將好氧活性污泥在序批式管式反應器SBR內預馴化2～15天，之后將預馴化好的好氧活性污泥直接通過所述連接管道快速轉移至膜生物反應器中；

（2）使化學需氧量濃度為250～600?mg/L、氨氮濃度18～73?為mg/L、pH為6.86～7.4的污水連續進入所述膜生物反應器，并分別對膜過濾出水、曝氣和上清液排出進行間歇式操作；

（3）所述膜生物反應器運行7～14天后，其內部的好氧活性污泥顆粒化，生成了好氧活性污泥顆粒，所述膜生物反應器即成為顆粒化好氧活性污泥內循環式膜生物反應器。