[發明專利]基于重力作用的強化分離柱狀一體膜式生物反應器

有效

• 申請號: 201911043390.X
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110862149B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 朱文芳;王小華
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/12
• 代理公司: 浙江杭知橋律師事務所 33256
• 代理人: 施貽華

本發明涉及膜生物反應器，公開了基于重力作用的強化分離柱狀一體膜式生物反應器，其包括反應器殼體(1)，還包括可調控曝氣裝置(2)，可調控曝氣裝置(2)包括曝氣管(21)和輸氣總管(22)，曝氣管(21)沿豎直方向依次插入反應器殼體(1)中并對反應器殼體(1)內不同水平高度進行曝氣，每個曝氣管(21)上均安裝有調節閥(210)。本發明本申請通過對水質進行A/O段、污泥回流和強剪切交錯流段的適應性控制，通過生物降解段充分降解對應組分；基于重力分離+機械分離(生物掛膜)分離污泥和其它組分，創造良好的膜段環境；基于強剪切交錯流的膜組件截留分離；反應器內各模塊均可拆卸維護。

技術領域

本發明涉及膜生物反應器，尤其涉及了一種基于重力作用的強化分離柱狀一體膜式生物反應器。

背景技術

一體式膜生物反應器通過將膜分離技術與生物降解技術進行整合，不僅省去二沉池的建設，同時大大提高了固液分離的效率，并且基于膜分離作用，反應器內活性污泥濃度增加，以及特效菌種的出現(特別是優勢菌群)，提高了生化反應降解的速度。

從技術原理上來分析，膜生物反應器中，由于膜的分離作用，降解時間長的可溶性大分子化合物必然被截留，并返回制生物反應器中進一步降解，即其對應的水力停留時間必然相應延長，可得到充分降解。與之相對應，世代較長的硝化細菌可在生物反應器中得到積累，硝化效果必然得到提升。這種良性的循環體系的結果，必然相較于傳統的活性污泥法，具有出水有機物含量、產泥量、總氮和總磷含量都會明顯下降。另外，膜生物反應器中膜組件的截留，還可以承擔細菌去除的作用。當然，膜生物反應器的截留作用，還可以一定程度上消除污泥膨脹現象。膜生物反應器內微生物濃度的大幅提升，必然可以相應提升生物反應器的容積處理負荷，這又在很大程度上提升了整個膜生物反應器的抗沖擊負荷能力。這些顯著的有點，是一體式膜生物反應器得以發展的根本原因，也是其成為水處理技術重要方法的關鍵所在。

但是，也正是由于一體式膜組件在截留作用中，膜組件在復雜的水質環境條件下，與各種復雜組分的直接接觸，導致膜生物反應器存在運行污染的問題。膜組件需要定期沖洗和更換，導致膜生物反應器的運行能耗和運行費用方面存在一定的局限性。

在一體式膜生物反應器中，柱狀反應器具有結構緊湊，占地面積小的特點。但也正是由于這一特點，會帶來幾個方面的問題：1)柱狀反應器是一個整體，由于曝氣過程的攪拌作用，會導致一體式膜生物反應器中膜組件所處水質環境的惡化，這是導致膜組件污染的根本原因；2)傳統柱狀反應器曝氣從底部推送，氣力誘導和攪拌作用，會破壞厭氧硝化形成的條件，不利于硝化過程的進行。如何克服這兩個問題，是柱狀一體式膜生物反應器必須解決的難點所在。

目前，專利名稱為膜曝氣膜生物反應器，專利號為201580070647.4的發明專利，還存在膜組件污染易被污染和易破壞厭氧硝化形成條件的缺陷。

發明內容

本發明針對現有技術中膜組件污染易被污染和易破壞厭氧硝化形成條件的缺點，提供了一種基于重力作用的強化分離柱狀一體膜式生物反應器。

為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決：

基于重力作用的強化分離柱狀一體膜式生物反應器，包括反應器殼體，反應器殼體的下端設有進水口，反應器殼體的上端設有出水口，反應器殼體為空心柱狀體，還包括可調控曝氣裝置，可調控曝氣裝置包括曝氣管和輸氣總管，輸氣總管與曝氣管連接并向曝氣管供氣，曝氣管有多根，曝氣管沿豎直方向依次插入反應器殼體中并對反應器殼體內不同水平高度進行曝氣，每個曝氣管上均安裝有調節閥。

作為優選，曝氣管包括上曝氣管和下曝氣管，下曝氣管有多個且均勻排列在反應器殼體內，上曝氣管在反應器殼體進行耗氧曝氣，下曝氣管在反應器殼體在不破壞缺氧環境的條件下進行污泥氣力攪拌。通過氣量的控制，在不破壞缺氧環境的前提下進行污泥攪拌，以達成污泥處于蠕動狀態，避免結塊且利于污泥持續均勻回流。