[發(fā)明專利]氣升式氧化溝型膜生物反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210450526.0
• 申請(qǐng)日: 2012-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN102951731A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃霞;施漢昌;夏俊林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/12
• 分類號(hào): C02F3/12
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水和廢水處理與凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氣升式氧化溝型膜生物反應(yīng)器。

背景技術(shù)

膜生物反應(yīng)器是一種將膜分離技術(shù)與生物處理單元相組合的新型污水處理與回用工藝。該工藝由于采用高效的膜分離替代傳統(tǒng)活性污泥工藝中的二沉池，通過膜分離可以截留微生物，實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間和污泥齡的分離，固液分離效率高，出水好且穩(wěn)定，可直接回用；反應(yīng)器內(nèi)可保持高濃度的微生物量，處理容積負(fù)荷高，占地面積省；剩余污泥產(chǎn)生量小；操作管理方便，自動(dòng)化程度高等。鑒于膜生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)外已建立了相當(dāng)規(guī)模和數(shù)量的MBR污水處理和資源化工程，已經(jīng)用于城市生活污水處理與回用、高濃度有機(jī)廢水的處理、糞便廢水的處理和垃圾滲濾液廢水的處理等領(lǐng)域。

投資成本和運(yùn)行能耗較高是MBR技術(shù)的主要缺點(diǎn)，近年來隨著膜生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展、膜質(zhì)量的提高和成本的降低，MBR的投資與運(yùn)行費(fèi)用已有較大幅度的下降。但與傳統(tǒng)污水處理工藝相比，運(yùn)行能耗仍然偏高。目前MBR用于城市污水處理的運(yùn)行能耗為0.6-0.8kWh/m³，高出傳統(tǒng)污水處理工藝約一倍。能耗是工程運(yùn)行中的持續(xù)支出，因而是污水處理技術(shù)的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。高運(yùn)行能耗已成為影響MBR技術(shù)推廣應(yīng)用中的限制性因素，是亟待解決的關(guān)鍵問題。

氧化溝是具有完全混合和整體推流水力學(xué)特征的延時(shí)曝氣活性污泥法水處理工藝，它集厭氧-缺氧-好氧多段生物反應(yīng)于一體，使各種生物菌體在不同的反應(yīng)區(qū)具有不同的活性，有效地實(shí)現(xiàn)廢水中各種污染物的去處，從而具備良好的去處COD和脫氮除磷的功能。

氣升式氧化溝將傳統(tǒng)的氧化溝進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，它采用氣升式深水曝氣，使廢水中的溶解氧含量增加，可以有效提高有機(jī)污染物的去除效率，但是需要采用污泥回流設(shè)施進(jìn)行回流處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種氣升式氧化溝型膜生物反應(yīng)器。

本發(fā)明提供的氣升式氧化溝型膜生物反應(yīng)器，包括由外溝壁13圍成的氧化溝，所述氧化溝內(nèi)設(shè)有隔墻（4）；該反應(yīng)器包括至少一個(gè)處理單元，且各個(gè)粗粒單元相互連通。所述處理單元沿水流方向依次形成缺氧區(qū)7、厭氧區(qū)8和好氧區(qū)6；所述好氧區(qū)包括至少一個(gè)曝氣段；曝氣段的數(shù)量由所需要安裝的膜組件數(shù)量和廢水生物處理所需要提供的好氧停留時(shí)間確定；所述曝氣段由所述隔墻的一部分、所述外溝壁的一部分及第一擋板1圍成的第一曝氣區(qū)9和第二曝氣區(qū)5；在所述第一曝氣區(qū)和所述第二曝氣區(qū)之間設(shè)有第三擋板3；第一曝氣區(qū)可與所述厭氧區(qū)相鄰，也可以為第二曝氣區(qū)與所述厭氧區(qū)相鄰。所述第一曝氣區(qū)內(nèi)設(shè)有第二擋板2，所述第二擋板將所述第一曝氣區(qū)沿水流方向依次分為分離區(qū)和曝氣區(qū)；所述第一擋板和所述第三擋板固設(shè)在所述隔墻和所述氧化溝的側(cè)壁的上部，且所述第一擋板和所述第三擋板均與所述氧化溝的底部有間隙；所述第二擋板固設(shè)在所述隔墻和所述氧化溝的側(cè)壁的下部，所述第二擋板與所述氧化溝的頂部有間隙且與所述氧化溝的底部密閉；在所述曝氣段內(nèi)，所述第一擋板、所述第二擋板和所述第三擋板分隔形成迷宮式通道14；所述第一曝氣區(qū)和所述第二曝氣區(qū)分別設(shè)有與外界連通的進(jìn)氣管10；所述第二曝氣區(qū)內(nèi)還設(shè)有與所述第二曝氣區(qū)的進(jìn)氣管連接的第二曝氣裝置，具體為曝氣頭，本發(fā)明采用深水微孔曝氣頭，其作用為在上升氣流的作用下，防治污泥沉淀，并可根據(jù)氧化溝的運(yùn)行情況調(diào)整其曝氣量，補(bǔ)充氧化溝運(yùn)行所需的溶解氧；所述第二曝氣裝置位于所述第三擋板的沿水流方向的末端；在所述缺氧區(qū)設(shè)有與外界連通的進(jìn)水口12；污水從進(jìn)水口12進(jìn)入氧化溝內(nèi)，在曝氣區(qū)內(nèi)空氣從溝底進(jìn)入，從溝底向水面上升；在所述第一曝氣區(qū)的曝氣區(qū)還設(shè)有與外界連通的污泥排放口11；所述分離區(qū)設(shè)有膜組件15；該膜組件為浸沒式膜組件，本發(fā)明采用的膜可以為超濾膜或微濾膜。在所述膜組件的底部設(shè)有與所述第一曝氣區(qū)的進(jìn)氣管連接的第一曝氣裝置，具體為曝氣管，其作用是在給廢水提供氧氣的同時(shí)，利用上升流造成的密度下降，帶動(dòng)整體水流向上流動(dòng)，從而成為整個(gè)氧化溝運(yùn)行的動(dòng)力源，與此同時(shí)水流上升可沖刷膜組件，形成膜的錯(cuò)流過濾，保證膜面清潔，維持膜分離穩(wěn)定運(yùn)行。在所述膜組件頂部設(shè)有與外界連通的出水管16，過濾后的水從該管流出。

上述氣升式氧化溝型膜生物反應(yīng)器采用氧化溝型和浸沒式膜組件結(jié)合，自然解決了污泥回流的問題，無須污泥回流設(shè)施，也大幅度降低了污水處理運(yùn)行能耗；同時(shí)膜組件和第一、二、三擋板分隔成迷宮式通道，共同為氧化溝提供推流動(dòng)力。

本發(fā)明中膜組件的固液分離功能實(shí)現(xiàn)還需配備相關(guān)的設(shè)備，其配置與傳統(tǒng)浸沒式膜生物反應(yīng)器一致，與采用的膜組件形式相關(guān)，不再具體敘述。

本發(fā)明的有益效果如下：