[實用新型]一體式雙級膜生物反應器

有效

• 申請號: 201320475374.X
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN203402992U
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 雷環宇;黃曉峰
• 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，特別涉及一種一體式膜生物反應器，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。

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。

Cabassud等的研究表明，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(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。Bae等的研究則表明，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(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，從而增大產水量、延長膜組件的壽命，降低操作和維護成本。

中國專利“雙重過濾的膜過濾器”(201210052668.1)、“水草式雙重過濾的膜過濾器”(201210052670.9)提出雙重過濾的膜過濾器，多根毛細管膜被一根網布過濾套包裹保護，以解決毛細管膜根部脆弱的問題。這兩項專利的主要區別只在于一端是否封閉，在說明書中都指出：網布過濾套的歸圓直徑大于50mm時其內部膜絲間污染物難以通過反洗清除；當網布過濾套和/或毛細管膜表面污堵時可以通過反洗或化學清洗恢復過濾效率。由此可見，雖然該網布過濾套也起到初級過濾的作用，能過濾纖維物質以避免與毛細管膜接觸纏繞；但如將該膜過濾器用于浸沒式膜生物反應器，不僅不能將生物污泥被截留在生物反應池內，反而會在進入網布過濾套內后，由于網布過濾套的阻力而無法被反洗清除，從而增大了對膜表面的污染。

中國專利“一種預防分置式MBR平板膜污染的方法”(201210027325.X)提出一種預防分置式MBR平板膜污染的方法，在膜組件箱中增加底部和頂部篩網，篩網之間加入顆粒填料，使其在膜組件中循環攪動。雖然該方案在膜組件外設有篩網，但篩網孔徑為2mm，因此并不能阻截污泥絮凝體和顆粒物與膜表面的接觸，其目的在于通過顆粒填料的攪動彌補普通曝氣對于膜表面剪切力的不足，提高對于膜表面的清洗作用。

發明內容

本發明要解決的問題是克服現有技術中一體式(也稱浸沒式、淹沒式)膜生物反應器的膜組件易污染，從而導致膜反應器產水量降低、清洗過程復雜、膜組件壽命短的問題，提供一種新型的雙級膜生物反應器的技術方案，通過初級過濾器將生物反應池和膜分離池分隔，以降低生物污泥對膜組件的污染。

為解決以上技術問題，本發明采取的技術方案是：