[發(fā)明專利]一體化A2/O-MBR反應器

無效

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• 申請日: 2013-03-12
• 公開（公告）號: CN103159323A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 樊耀波;趙曙光;張晴;徐榮樂
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術領域

一體化A2/O-MBR反應器，涉及一種優(yōu)化構(gòu)型的MBR反應器，充分利用曝氣能量，既用于對膜表面沖刷又用于厭氧區(qū)、缺氧區(qū)及耗氧區(qū)的水力循環(huán)，使其具有高效脫氮除磷功能、占地小及低能耗的特點。本發(fā)明屬于污水處理技術領域，特別涉及一體化膜生物反應器。

背景技術

膜生物反應器技術是一種將膜分離技術與傳統(tǒng)的生物處理單元相組合的污水處理工藝。該工藝采用膜分離替代傳統(tǒng)活性污泥工藝中的二沉池進行泥水分離，與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，具有如占地面積小、出水水質(zhì)優(yōu)良，抗沖擊負荷能力強，高的容積負荷等優(yōu)越性；但因其能耗高，膜污染，脫氮除磷效率低、投資較高等缺點嚴重阻礙了它的推廣應用。上述缺點主要是由于反應器結(jié)構(gòu)不合理、能量利用率不高所致。

目前應用較多的MBR主要為一體浸沒式MBR與分體式的MBR。一體浸沒式MBR是指將帶有曝氣裝置的膜組件直接置于好氧反應池中，為維持MBR正常運行，提高膜面沖刷錯流速度延緩膜污染，采用了穿孔曝氣管曝氣方式。曝氣量必須保證膜面最低的錯流速度要求和曝氣池生化正常反應所需要的氧量，曝氣量是傳統(tǒng)活性污泥工藝的3倍以上。此種曝氣方式的氧氣轉(zhuǎn)移效率低，不到17％，并且膜面沖刷的曝氣能耗的有效利用率不到30％，因此曝氣能耗巨大，而且利用率不高；不僅如此，MBR池內(nèi)由于曝氣量巨大造成反應池內(nèi)嚴格好氧，未能形成脫氮除磷必須的厭氧/缺氧及好氧水力循環(huán)條件，導致脫氮除磷效率非常低，總氮去除率一般在為15-20％，有時幾乎無去除效果。目前還是采用泵回流污泥至前面設置的的厭氧池、缺氧池形成水力循環(huán)來提高其脫氮除磷的效果，不僅增加了反應器的占地面積，更加大了MBR對能耗的需求。此類脫氮除磷MBR組合反應器只是在傳統(tǒng)的A2/O上增加了膜分離過程，取代了二次沉淀池，僅僅提高了污泥濃度減少了占地面積，使但運行過程中的曝氣能耗產(chǎn)生的高運行成本與清洗藥劑消耗、高價膜材料、膜組件更換所產(chǎn)生的高投資及高的維護成本，已經(jīng)抵消了它的優(yōu)越性，嚴重阻礙了MBR技術的推廣應用。盡管已經(jīng)在萬噸級以上的工程應用實例，但上述問題依然存在，沒有得到根本的解決。

分體式MBR是指膜過濾池(或膜組件單元)與生物反應池單獨分開布設，它們之間的混合液的交換采用循環(huán)泵或H循環(huán)管來完成。采用循環(huán)泵的氣升循環(huán)分體式的MBR是指帶曝氣裝置的膜組件置于生物反應池之外，它優(yōu)勢在于成套化與設備化，清洗維護比較方便，但為獲得合適的膜面錯流速度，必然增大泵功率而增大能耗，且能耗一般都遠大于上述一體浸沒式MBR。同時此種分體式MBR不涉及脫氮除磷方面，脫氮除磷效果與生物反應池內(nèi)的效果有關，與膜池無關。

采用H循環(huán)管的氣升分體式MBR是指膜過濾池與生物反應池用隔墻予以分開，利用氣升循環(huán)原理，由于膜過濾池與生物反應池曝氣量不同形成的密度差異產(chǎn)生推動力，使兩池的混合液不斷地通過H循環(huán)管進行交換。氣升循環(huán)原理及H循環(huán)管的應用可替代泵回流污泥，大大減少了能耗；但生物反應池與膜過濾池分開設置，結(jié)構(gòu)上形不成脫氮除磷所需要的環(huán)境條件，脫氮除磷也只能通過前置的厭氧池、缺氧池來解決，能耗問題得到一定程度緩解，但依然沒有在很大的程度上予以解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種一體化A2/O-MBR反應器，通過構(gòu)型優(yōu)化，使MBR反應器具有高效脫氮除磷能力、低能耗與占地小的特點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一體化A2/O-MBR反應器，主要由導流板、曝氣裝置、膜組件、穿孔布水板、填料及反應池池體組成；其中：

反應池池體中心對稱布置兩塊導流板，兩塊導流板之間所夾區(qū)域的垂直截面呈上小下大的倒置漏斗形狀，兩塊導流板的上部豎直區(qū)域為膜單元區(qū)，兩塊導流板的下部斜面之間的區(qū)域為曝氣區(qū)，該曝氣區(qū)內(nèi)安裝有曝氣裝置，導流板外側(cè)與兩側(cè)反應池的池壁之間區(qū)域為填料單元區(qū)；

若干組膜組件安裝在膜單元區(qū)內(nèi)；膜組件通過集水管與集水總管連接；膜組件是由若干膜片及其框架組成的可單獨操作的膜過濾單元；進水管道連接填料單元區(qū)上部與中部。

所述的一體化A2/O-MBR反應器，其中，膜單元區(qū)與曝氣區(qū)底部寬度比為1∶3-6，高度比為1∶1.25-2；導流板的底部高于反應池底40-60cm，與反應池兩側(cè)池壁之間有20-50cm的空隙，導流板頂部以上15-40cm為反應池運行時的水液位面。

所述的一體化A2/O-MBR反應器，其中，膜組件中的膜片為中空纖維膜和平板膜，其框架外圍不封閉。

所述的一體化A2/O-MBR反應器，其中，填料單元區(qū)安裝有填料，填料采用蜂窩填料、多孔懸浮填料與成串的軟性填料。