[發明專利]序批式動態膜生物反應器及其運行方法

在審

• 申請號: 201710116060.3
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106830304A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 陳亦力;馮昆鵬;李天玉;李鎖定;李紹偉;王麗
• 申請（專利權）人: 天津碧水源膜材料有限公司
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;B01D65/02
• 代理公司: 北京君智知識產權代理事務所(普通合伙)11305
• 代理人: 吳錦

【技術領域】

本發明涉及水處理領域，特別是一種結合序批式活性污泥系統與動態膜生物反應器的序批式動態膜生物反應器，以及其運行方法。

【背景技術】

膜生物反應器(Membrane bioreactor,MBR)是一種具有處理效率高、出水水質優良、占地省、操作管理方便等技術優勢水處理技術。然而，作為其運氣環節之一，膜生物反應器所需的高曝氣吹掃過程導致其運行費用較高，在一定程度上限制了MBR的工程應用與推廣。

作為MBR技術的一種改進，利用較大孔徑的廉價微網材料(例如無紡布)作為基材替代傳統的膜(例如中空纖維膜)，以其過濾污泥混合液時形成的污泥絮體層來實現近似于微濾膜的過濾效果，該技術稱為動態生物膜，簡稱D-MBR。由于膜材料的改進，動態生物膜形成的污泥絮體層可隨時被清洗更新，但是，其存在的問題是其污泥絮體層形成的過程不易控制，此外，運行過程中污泥絮體層(相當于膜層)逐漸增厚而增加了過濾阻力，且運行中曝氣污泥絮體層易脫落，需要定期曝氣清洗。

序批式活性污泥系統(SBR)具有水力停留時間長(一個周期接近20h)、占地面積大的缺陷，且SBR產水水質受活性污泥系統的影響較大，當活性污泥沉降性能不好時會導致產水水量減少，當大量污泥上浮時則產水水質變差，因此存在產水不穩定的缺陷。此外，當系統中的活性污泥膨脹時還可能進一步導致系統不能產水。另一方面，SBR中潷水器的自動化控制要求較高，因此其系統管理要求較高。

【發明內容】

本發明的目的是克服現有技術，綜合動態膜和序批式活性污泥系統的優勢，提供一種出水品質穩定的序批式動態膜生物反應器。

為了實現上述目的，本發明提供序批式動態膜生物反應器，所述反應器包括進水調節池1、序批式活性污泥系統、動態膜生物反應器3和管路，其特征在于序批式活性污泥系統具有曝氣池2，動態膜生物反應器3設置在曝氣池2內的上部，所述進水調節池1通過進水管路與曝氣池2的上部連接，所述進水管路上設置進水泵7，曝氣池2的中部通過回流管路與進水調節池1連接，所述回流管路設置在線濁度儀4和回流閥5，所述回流管路上設有出水支路，所述出水支路設置流量計8和出水閥6。

在本發明中，動態膜生物反應器3中的膜是尼龍、無紡布或不銹鋼網膜。

在本發明中，所述膜的孔徑是50-1000目。

可選地，所述膜組件形式可以是管式、平板式或中空式膜組件，它們都是市場上能夠購買獲得產品。

序批式動態膜生物反應器的運行方法包括以下步驟：

當曝氣池2中的水處于曝氣狀態時，進水泵7、回流閥5和出水閥6均關閉，通過曝氣池2的曝氣裝置進行曝氣1-4小時，

b回流階段

停止曝氣池2的曝氣，打開回流閥5且關閉出水閥6，通過在線濁度儀4監測流經回流管路中的水的濁度；

c產水階段

當流經回流管路中的水的濁度小于1NTU時，關閉進水泵7和回流閥5，打開出水閥6進行產水；并通過出水支路的流量計8獲取產水階段的初始流量；

d停止產水

通過出水支路的流量計8獲取產水階段的實時流量，當實時流量與初始流量相比衰減10％時，或膜池到達低液位，關閉出水閥6，并啟動進水泵7，重復運行步驟a。

其中，在步驟b中，回流管路的流量可以通過電磁流量計進行調節。通常，步驟b持續時間小于10min。

本發明通過序批式活性污泥系統與膜生物反應器的結合，形成SBR動態膜生物反應器，獲得高效的過濾性能。針對D-MBR成膜不易控制的缺點，本發明通過SBR曝氣結束后在活性污泥完全沉降前迅速大通量產水，通過大通量產水產生的拖曳力使大量污泥粘附在大孔徑微網膜面，迅速形成動態膜過濾層；動態膜與SBR結合，在SBR曝氣結束后活性污泥初始沉降的前10min鐘迅速成膜，待污泥沉降之后開始產水，成膜后實現了在低污泥濃度或者上清液中進行過濾的特點，有效解決了動態膜運行中污泥膜層逐漸增厚導致過濾阻力增加，或者運行中曝氣導致的污泥膜層易脫落等問題；動態膜在SBR沉降后開始產水無需曝氣，并且動態膜的清洗也與SBR工藝的曝氣運行相結合，整體上實現了動態膜運行能耗的節約。動態膜與SBR結合最大的優點就是實現了高品質穩定產水的效果，同時動態膜能夠較高的通量運行縮短產水時間，有效減少SBR的停留時間。