[發(fā)明專利]一種生物膜-膜生物耦合污水處理裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711486266.1
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN107986436A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張瀟源;魏卡佳;黃霞;曹效鑫;梁鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F3/34;C02F3/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 趙天月

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，具體地，涉及一種生物膜-膜生物耦合污水處理裝置，更具體地，涉及污水處理系統(tǒng)以及污水處理方法。

背景技術(shù)

隨著人口規(guī)模的不斷擴(kuò)大和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，城市生活污水以及工業(yè)污水的排放量也隨之增長，污水處理負(fù)荷持續(xù)加重，這對污水處理水平的要求也越來越高。近年來，通過生物反應(yīng)器對污水作進(jìn)一步處理，成為主要趨勢。微生物可以去除污水中溶解性和膠體狀態(tài)的可生化有機(jī)物以及磷素、氮素等，具有高效率、低能耗、低成本、操作簡單以及反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)。

然而，目前的污水處理系統(tǒng)以及污水處理方法仍有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，目前利用微生物處理污水的方法，均存在一些缺陷。例如，生物膜法雖然具有耐沖擊負(fù)荷、占地面積小、污泥膨脹率低等優(yōu)點(diǎn)，反應(yīng)器內(nèi)游離微生物也較少，然而在實(shí)際運(yùn)行中，微生物群容易從生物載體填料表面脫落，使得出水澄清度降低，出水水質(zhì)不穩(wěn)定。另一方面，膜生物反應(yīng)器(MBR)作為一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，具有出水優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定、剩余污泥量少、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，然而傳統(tǒng)的MBR中污泥濃度較高，游離微生物的存在容易形成膜污染，導(dǎo)致出水壓力與運(yùn)行成本的增加。

有鑒于此，在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種污水處理系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)包括：殼體，所述殼體中設(shè)置有隔板，所述隔板在所述殼體中限定出生物反應(yīng)空間以及膜過濾空間，所述隔板的底部具有第一水流通孔，所述殼體靠近所述生物反應(yīng)空間的一側(cè)設(shè)置有進(jìn)水口，所述殼體靠近所述膜過濾空間一側(cè)的頂部設(shè)置有出水口；生物載體填料，所述生物載體填料設(shè)置在所述生物反應(yīng)空間中，且所述生物反應(yīng)空間的底部，設(shè)置有曝氣口；膜組件，所述膜組件垂直設(shè)置在所述膜過濾空間中，且所述膜過濾空間的底部，設(shè)置有膜過濾曝氣口。由此，該污水處理系統(tǒng)不僅耐沖擊負(fù)荷，構(gòu)造簡單緊湊，占地面積小，污泥膨脹率低，并且出水更加優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定，還能進(jìn)一步減小膜污染，降低能耗和運(yùn)行成本。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述生物反應(yīng)空間中具有第一隔板，所述第一隔板垂直設(shè)置在所述生物反應(yīng)空間中，所述第一隔板的頂部與所述殼體之間或者所述第一隔板的底部與所述殼體之間均預(yù)留有水流通路，所述殼體、所述第一隔板以及所述隔板之間，限定出依次排列的升流區(qū)以及降流區(qū)。由此，污水可在所述生物反應(yīng)空間內(nèi)折流式流動(dòng)，增大了污水與生物載體填料的接觸面積，從而提高了污水處理效率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)包括多個(gè)平行排列的所述第一隔板。由此，所述生物反應(yīng)空間內(nèi)包括多個(gè)依次排列的升流區(qū)以及降流區(qū)，污水可在所述多個(gè)依次排列的升流區(qū)以及降流區(qū)內(nèi)折流式流動(dòng)，進(jìn)一步增大了污水與生物載體填料的接觸面積，進(jìn)一步提高了污水處理效率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述升流區(qū)的體積小于所述降流區(qū)的體積。由此，污水在所述降流區(qū)的流動(dòng)速度比較慢，有利于在降流區(qū)形成缺氧或厭氧環(huán)境，以便微生物對污水進(jìn)行缺氧或厭氧處理，進(jìn)一步提高了污水處理效率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括：多個(gè)曝氣口，所述多個(gè)曝氣口位于所述升流區(qū)以及所述降流區(qū)至少之一的底部。具體的，所述曝氣口可以設(shè)置在每個(gè)升流區(qū)以及降流區(qū)的底部，由此，通過控制所述多個(gè)曝氣口的打開和關(guān)閉，可以簡便地調(diào)節(jié)所述升流區(qū)以及降流區(qū)中的溶解氧含量，有利于根據(jù)需要在所述升流區(qū)和/或降流區(qū)中形成好氧、厭氧或缺氧環(huán)境，以便微生物對污水進(jìn)行好氧、厭氧或缺氧處理，進(jìn)一步提高了出水水質(zhì)，并且曝氣產(chǎn)生的氣水升力還有助于升流區(qū)中的污水向上流動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述隔板的頂部設(shè)置有第二水流通孔。由此，經(jīng)過所述膜過濾空間的污水可以翻越所述隔板，并從所述第二水流通孔流至所述生物反應(yīng)空間中，再通過所述隔板底部的所述第一水流通孔回流至所述膜過濾空間中，形成內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。該過程中，污水從膜過濾空間底部向上流動(dòng)，可以沖刷清洗膜組件表面，減小膜污染，并且，該內(nèi)循環(huán)流動(dòng)能將從生物載體填料表面脫落，并通過第一水流通孔進(jìn)入膜過濾空間中的游離微生物，回流至所述生物反應(yīng)空間中并重新固定，由此，減少了膜過濾空間中的游離微生物，進(jìn)一步減小了膜污染，降低了出水壓力和運(yùn)行成本。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括：吸附劑入口，所述吸附劑入口設(shè)置在所述殼體靠近所述生物反應(yīng)空間的一側(cè)。由此，可以通過所述吸附劑入口向所述生物反應(yīng)空間中加入具有生物/有機(jī)質(zhì)吸附能力的粉末，由此，可以進(jìn)一步提升出水水質(zhì)。