[發明專利]改善活性污泥粒徑分布及微環境的復合式膜生物反應器

無效

• 申請號: 201210597003.9
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103058371A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 王曉昌;金鵬康;陳榮
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

技術領域

本發明涉及污水處理及回用領域的處理工藝，具體涉及一種污水高效處理與再生回用的復合式膜生物反應器。

背景技術

進入“十二五”以來，隨著我國環保事業的發展及對水污染控制與治理項目高度重視，污水處理一級A達標排放已經成為最基本的要求，同時針對水資源匱乏、用水緊張的區域，污水再生回用已經成為緩解水資源不足的有效途徑。傳統二級生物處理出水無法達到直接回用的水質要求，必須結合一定三級處理技術，從而導致其占地面積大、工藝復雜等問題。生物膜反應器(MBR)是膜分離技術與生物處理法的高效結合，由于具有占地面積小、處理效果好、剩余污泥產量極低等特點而被廣泛推廣應用，尤其適用于小水量的污水處理與再生利用。但由于傳統MBR反應器中長期處于曝氣好氧的狀態，因此系統脫氮效率低，出水總氮偏高成為該工藝面臨的主要問題，同時由于污水中EPS等物質導致膜組件污染嚴重，減少了膜組件使用壽命，需定期更換，增加處理成本，膜污染及膜組件的高成本成為限制MBR工藝大規模推廣應用的主要因素。針對以上問題，國內外學者先后提出了氣升一體式膜生物反應器、填料型膜生物反應器、好氧移動床動態膜生物反應器等工藝，通過改變MBR反應器水力狀態、投加各種填料等方式構架系統的缺氧區，實現MBR工藝對硝酸鹽的反硝化作用。其中以好氧移動床動態膜生物反應尤為典型，該工藝將反應器分為好氧床、沉淀區與膜組件三部分，對沉淀區水力流態有嚴格控制，必須實現懸浮填料的沉淀去除，當水力流態稍有波動，可能導致填料進入膜組件區，有磨損膜組件的可能。因此目前就我國膜生物反應器的應用而言，仍存在以下問題：

1)系統脫氮效率低，出水TN濃度偏高。傳統MBR工藝由于無缺氧區的存在無法實現反硝化作用，雖然各種改進型MBR工藝可構建一定的缺氧區，實現一定的脫氮作用，但就整體而言，系統的脫氮效率仍有待提升，系統出水TN仍有一定優化空間。

2)填料投加，難于調控。為實現MBR的反硝化脫氮效果，眾多改進工藝向反應器中投加固定式軟體及懸浮填料，從而增加了系統運行管理難度。

3)懸浮填料投加，磨損膜組件。反應器中投加懸浮填料，由于系統流態復雜性，可能摩擦損傷膜組件，減小膜組件使用壽命。

4)膜污染嚴重，反沖洗頻繁，處理成本高。雖然各種改進型工藝對膜污染有一定的緩解作用，但就目前使用情況而言，膜污染仍很嚴重，反沖洗頻繁，從而引起處理成本的增加，同時膜污染間接影響膜組件的使用壽命，限制了該工藝的大規模推廣應用。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種改善活性污泥粒徑分布及微環境的復合式膜生物反應器，可有效提高MBR工藝脫氮效率、緩解膜污染、降低處理成本。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種改善活性污泥粒徑分布及微環境的復合式膜生物反應器，包括接進水管1的曝氣池5和接出水管12的膜池10，曝氣池5與膜池10之間以帶有布水圓孔25的隔板9隔開，曝氣池5中有無法通過布水圓孔25的懸浮載體6，膜池10中有膜組件11，曝氣池5和膜池10的底部均設置有曝氣頭24，在曝氣池5通過曝氣作用，使曝氣池5內混合液形成上下循環的紊流流態，在膜池10內通過曝氣作用產生氣泡擾動膜絲并沖刷膜絲表面的濾餅層以控制膜污染。

所述布水圓孔25在隔板9上等間隔均勻分布。

所述布水圓孔25在隔板9上自上而下分布密度逐漸增大。

所述膜池10通過反沖洗管16接有反沖洗水箱19，反沖洗管16上設置閥門17和反沖洗泵18。

所述懸浮載體6為Kaldnes?K₃型生物填料，該填料按流體力學設計幾何構型、強化表面附著能力，同時其填料比表面積大，附著生物量多。

所述膜組件11為中空纖維膜，過水斷面大、占地面積小，易于清洗。

所述進水管1中設置進水泵2、進水閥門3和進水流量計4；所述出水管12上設置壓力表13、出水泵14和出水流量計15。

所述曝氣池5中設有溶解氧測定儀7和pH計8。

所述膜池10底部設置剩余污泥管21，剩余污泥管21有閥門20控制。

所述曝氣頭24由曝氣泵22向曝氣池5和膜池10中曝氣，曝氣頭24前設置有曝氣流量計23。

與現有技術相比，本發明的有益技術效果是：

1)穿孔隔板將MBR反應器分隔為兩個相互獨立的曝氣池與膜池，兩個池體間流態與曝氣互補干擾，可達到各自要求，調控方面。