[發明專利]外置式雙級膜生物反應器

有效

• 申請號: 201310338049.3
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103466876A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 黃曉峰;雷環宇
• 申請（專利權）人: 常州友達環保科技有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于環境保護的污水處理技術和膜分離技術領域，特別涉及一種外置式膜生物反應器，以及使用該膜生物反應器凈化處理污水的方法。

背景技術

膜生物反應器(Membrane?Bio-Reactor，MBR)是將膜分離技術與生物處理技術有機結合的新型廢水處理系統，以膜組件作為泥水分離單元取代傳統生物處理技術中的二次沉淀池，具有占地面積小、出水水質好、運行管理簡單等優點。膜生物反應器利用膜分離設備將活性污泥與大分子有機物截留在生物反應器內，實現反應器水力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離，在生物反應器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機負荷，從而減少污水處理設施占地面積，并通過保持低污泥負荷減少剩余污泥量。

工程實踐中廣泛應用的膜生物反應器分為內置式和外置式兩種基本類型。外置式MBR通常采用管式膜組件，把膜組件與生物反應器分離設置，污水經循環泵輸送至膜組件的過濾端，經過膜分離得到的清液，而較大尺寸的污染物被膜截留隨濃縮液回流到生物反應器。外置式MBR系統運行穩定可靠，易于獨立控制和操作管理，膜組件易于拆卸、清洗和更換；但外置式MBR系統中污染物在膜表面的沉積和污染嚴重，需要較大的循環流量以產生較高的表面錯流流速，因此動力費用很高，而且水泵高速旋轉產生的剪切力會破壞某些微生物菌體的活性。

活性污泥混合液對膜組件的污染復雜而又嚴重，廢水中的固體顆粒、有機大分子、溶解性物質和微生物菌群及其代謝物形成絮凝體沉積并吸附在膜表面，形成黏附性很強的凝膠層，并不斷累積而形成堵塞。膜污染不僅增大過濾阻力、降低了膜通量，從而降低了產水量；進一步地，為了控制膜污染而需要增加的氣體和水力沖洗裝置，造成設備能耗很大，操作和維護費用高，成為制約膜生物反應器技術商業化應用發展的主要障礙。

研究表明，傳統活性污泥處理工藝與膜生物反應器中污泥的絮凝體的尺寸分布不同，傳統活性污泥處理工藝中污泥絮凝體的平均顆粒尺寸約160微米，而膜生物反應器中污泥絮凝體的平均顆粒尺寸約為240微米(Cabassud?et.al，Submerged?membrane?bioreactors：Interactions?between?membrane?filtration?and?biological?activity，Proceedings?of?Water?Environment-Membrane?Technology?Conference，Seoul，Korea，2004)。進一步地，膜生物反應器中污泥絮凝體的粒徑分布，在5～20微米和240微米附件存在雙峰現象。更多的研究則表明，膜生物反應器中污泥絮凝體的尺寸分布于10～40微米范圍內，平均粒徑約為25微米(Bae?et.al，Interpretation?of?fouling?characteristics?of?ultrafiltration?membrane?during?the?filtration?of?membrane?bioreactor?mixed?liquor，J.Membrane?Sci.，2005，Vol.264)。

因此，對現有的膜生物反應器工藝，如果在膜分離之前增加初級過濾系統，將較大粒徑的污泥絮凝體和顆粒物阻截下來，使其不能進入膜分離組件，就可以大大減少對膜組件的污染。這一方法對于外置式膜生物反應器特別重要，不僅可以提高污水處理品質和產水量，延緩膜的污染速率，而且可以將循環流量和系統能耗大幅降低，降低了操作和維護成本，使外置式膜生物反應器的技術路線能揚長避短。

發明內容

本發明要解決的問題是克服現有技術中膜生物反應器的膜組件易污染，從而導致膜生物反應器產水量降低、清洗過程復雜、膜組件壽命短的問題，提供一種新型的外置式雙級膜生物反應器的技術方案，通過初級過濾器將較大粒徑的污泥絮凝體和顆粒物阻截下來，以減少對膜組件的污染。

為解決以上技術問題，本發明采取的技術方案是：一種外置式雙級膜生物反應器，包括生物反應池、初級過濾器和膜分離器件，其特征在于：(1)所述初級過濾器置于生物反應池的內部，設有至少一個出水口；(2)所述膜分離器件置于生物反應池的外部，設有至少一個污水入口和一個清液出口；(3)污水在生物反應池由微生物分解處理后，在水泵抽力的作用下，經過初級過濾器過濾后，從初級過濾器的出水口進入膜分離器件，經過膜分離器件分離后的清液從清液出口排出。