一种膜曝气生物膜反应器(MABR)制造技术

一种处理废液的装置，该装置包含结合膜支撑生物膜反应器(MSBR)(2)的腔室(4)，该类型的反应器包括内腔，该内腔包含气相、液相和在气相和液相之间提供界面的气体渗透膜；以及用于在装置中搅拌废液的机构(6)，其中用于搅拌废液的机构(6)配置用于产生足以确保在膜(20)和待处理的废液之间有接触的搅拌强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及膜曝气生物膜反应器(MABR)。具体地，本专利技术涉及一种膜曝气生物膜反应器的混合方法。
技术介绍
废水处理技术的革新很大程度上是为了满足日益严格的管控标准的需求以及减少处理工艺的资金和运作成本的需要。近年来，这些驱动力已经促使改进的生物膜工艺的出现，比如曝气生物滤池(BAF)和移动床生物膜反应器(MBBR)。基于生物膜的工艺的关键优势之一是由于较高的特定生物质浓度能够获得高容积反应速率。遗憾的是，由于氧气转移到厚厚的生物膜上受到限制，这种优势在大型工艺中很少被利用。废水处理系统中的生物膜通常比氧渗透深度更厚，通常是50μm到150μm，并且在高碳加载率下，该工艺的氧气转移速率受限。这个问题加上控制生物膜厚度的困难导致了生物膜技术主要应用于低速率工艺。解决这个问题的新技术主要是基于增加比表面积(基于生物膜技术的颗粒)的方法，或者基于增加氧化能力和效率的方法，比如膜曝气生物膜反应器(MABR)。MABR一直被用作新颖的废水处理反应器生物膜，包括附着在表面的微生物群落。微生物群落在惰性载体上的自然固定(naturalimmobilization)得到优良的生物质保留和积聚而不需要固体分离装置。在废水处理方面，基于生物膜的工艺将水力停留时间(HRT)与固体停留时间(SRT)完全分开的能力对于生长缓慢的微生物而言是特别有用的，否则这些微生物会被清洗出系统，硝化生物膜就是一个较好的例证。MABR比传统的生物膜技术有一些优势：(1)如果纯氧被充分利用以及如果生物膜厚度控制措施到位，可以实现较高体积的碳氧需求量(COD)去除率。(2)无泡曝气有潜力提供明显更高的氧气利用率并由此实现节能。此外，在挥发性有机化合物的生物处理过程中减少空气吹脱是可能的。(3)由于独特的微生物菌落分层，同步硝化、反硝化和碳氧需求量去除率可以在相对较高的速率下实现。(4)专门的降解微生物，比如氨氧化细菌，倾向于优先位于靠近生物膜-膜界面处，从而通过保护防止生物膜侵蚀而提高它们的停留。可是，由于以上讨论的缺点，并没有出现该技术的商业化开发。直到现在，该技术在超出实验室规模的试验都是非常有限的。在好氧废水处理反应器中通常是不需要额外的搅拌，因为气泡曝气机或者表面曝气机已经有了相应的搅拌。在缺氧或者厌氧反应器中需要外部搅拌。这通常由大型水下搅拌器或者喷射搅拌器来实施，目的是使悬浮微生物或者悬浮微生物载体在整个容器中保持悬浮和移动。使用气泡或者表面曝气机和水下或者喷射搅拌器的缺点是它们只有在不会限制任何流体流动的储罐中才能提供有效的搅拌，并且它们有相对大的能量需求。中国专利文件CN102531153A描述了一种MABR，其带有用于将废液从上顶部空间输送到下顶部空间的外部导管。不过该MABR使用位于容器底部的泵，防止生物质沉淀以及保持生物质在整个容器中悬浮和移动。S.JYou和W.Y.Chen(InternationalBiodeterioration&Biodegradation,vol.62,pp.2-249(2008))描述了一种使用叶轮搅拌并维持生物质悬浮在废液中的序批式膜反应器，因此使它不容易被清除掉。本专利技术的目的是至少解决一个上文所提到的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是减少在膜曝气生物膜反应器(MABR)中搅拌所需要的能量，与此同时保持污染物-降解生物膜和待处理的废水之间进行有效接触，因此提高了废水生物处理系统的性能。在MABR中，生物膜自然固定在透氧膜上。氧气扩散穿过膜，进入生物膜，氧化在生物膜-液体界面处的污染物。氧气供给速率通过膜内氧分压(工艺参数)和膜表面积(设计参数)进行控制。但是，在传统的废水处理工艺中，通过将空气泵入到废水处理储罐的底部来提供氧气。然后空气通过扩散器进入到液体中，形成气泡，在废水中上升，将氧气传递到废水中并且还在处理储罐中形成搅拌。由于MABR没有空气泵入来产生气泡，经过长期试验证明要维持高性能率十分困难。为了确保MABR成为一种有效的废水处理技术，关键是需要确保反应器被充分搅拌以及尽可能多的在膜-附着污染物-降解生物膜和待处理的富含污染物废水之间的有效接触。申请人提供了一种在MABR处理室或处理罐中充分搅拌废液并同时在MABR处理室中保持较低的搅拌液体所需能量的解决方案。这种搅拌会使液体在MABR处理容器中得到足够的搅拌，但是能使尺寸大于0.5mm分离的生物膜颗粒和其它悬浮固体沉降。根据所提供的本专利技术，如附加权利要求中所述的，该类型的膜曝气生物膜反应器(MABR)包括：带有上顶部空间和下顶部空间的腔室；设置在腔室中并从上顶部空间延伸到下顶部空间的膜组，每个膜限定配置用于容纳气相的内腔；输送废液到所述膜组的机构，其中用于输送废液的机构包括设置在腔室中适于在下顶部空间和上顶部空间之间实现流体连通的抽吸管，以及设置抽吸管中的液体输送机构，在抽吸管中液体被从下顶部空间输送到上顶部空间，其中当液体持续在下顶部空间和上顶部空间之间输送时，所述输送机构形成带有力量的液体流，使得已从膜组上分离的生物质和其它固体颗粒沉降。理想情况下，抽吸管包括与腔室底部隔开的废液入口。这防止了通过废液从膜上沉降下来的颗粒物堵住或阻塞入口。在一个实施例中，抽吸管包括带有废液出口的向上延伸部分，该废液出口与包括至少一个废液入口的大体横向部分液体连通。优选地，抽吸管大体上是L型。合适地，所述至少一个废液入口设置在大体横向部分的下面。优选地，所述大体横向部分包括多个废液入口，其理想情况下设置在大体横向部分的下面(比如面对着腔室的底座)。合适地是，抽吸管设置在腔室里面，从而所述大体横向部分设置在下底部空间中。在一个实施例中，所述至少一个入口设置在所述大体横向部分的下面，面对着下顶部空间同时远离上顶部空间。优选地，设置在抽吸管中的液体输送机构选自设置在其中的用于将气体引入到抽吸管的机构、螺旋泵或叶轮，以提供用于将废液从下顶部空间输送到上顶部空间的机构。当使用机械构件(如螺旋泵)或用于将气体引入抽吸管的机构时，利用在抽吸管内的废液和抽吸管外的废液之间产生压差形成废液的流动。这种压差使得废液从下顶部空间进入到抽吸管的底部，并向上流经抽吸管到达上顶部空间。理想情况下，设置在抽吸管中的液体输送机构是设置在抽吸管内的用于将气体引入抽吸管的机构或螺旋泵，由此利用在抽吸管内的废液和抽吸管外的废液之间产生的压差将废液从下顶部空间输送到上顶部空间。优选地，螺旋泵或用于将气体引入抽吸管的机构位于沿着抽吸管向上延伸部分的任一点。当使用螺旋泵时，废液沿着抽吸管向上延伸部分以朝着上顶部空间的向上方向被泵抽。当使用用于将气体引入抽吸管的机构时，通过附接在抽吸管向上延伸部分侧面的供气管(管道)输送气体，气体在抽吸管中朝着上顶部空间向上上升。通常螺旋泵与抽吸管之间通过技术人员所熟知的任何合适的机构机械连接起来。在一个实施例中，当设置在抽吸管中的液体输送机构是用于将气体引入抽吸管中的机构时，利用通过将气体引入抽吸管在抽吸管内的废液和抽吸管外的废液之间产生压差，液体从下顶部空间被输送到上顶部空间。在一个实施例中，抽吸管可以位于腔室的中心以及该组膜环绕抽吸管布置。在一个实施例中，抽吸管可以位于腔室的侧面。在一个实施例中，抽吸管可以位于腔室的角落。在一个实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膜曝气生物膜反应器(MABR)，该类型的膜曝气生物膜反应器包括：带有上顶部空间和下顶部空间的腔室；设置在腔室内且从上顶部空间延伸到下顶部空间的膜组，每个膜限定配置用于容纳气相的内腔；输送废液到所述膜组的机构，其中用于输送废液的机构包括设置在腔室中适于在下顶部空间和上顶部空间之间实现流体连通的抽吸管，以及设置抽吸管中的液体输送机构，在抽吸管中液体被从下顶部空间输送到上顶部空间，其中当液体持续在下顶部空间和上顶部空间之间输送时，所述输送机构形成带有力量的液体流，使得已从膜组上分离的生物质和其它固体颗粒沉降。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.04 EP 14157725.41.一种膜曝气生物膜反应器(MABR)，该类型的膜曝气生物膜反应器包括：带有上顶部空间和下顶部空间的腔室；设置在腔室内且从上顶部空间延伸到下顶部空间的膜组，每个膜限定配置用于容纳气相的内腔；输送废液到所述膜组的机构，其中用于输送废液的机构包括设置在腔室中适于在下顶部空间和上顶部空间之间实现流体连通的抽吸管，以及设置抽吸管中的液体输送机构，在抽吸管中液体被从下顶部空间输送到上顶部空间，其中当液体持续在下顶部空间和上顶部空间之间输送时，所述输送机构形成带有力量的液体流，使得已从膜组上分离的生物质和其它固体颗粒沉降。2.根据权利要求1所述的膜曝气生物膜反应器，其中所述抽吸管包括带有废液出口的向上延伸部分，其与包括至少一个废液入口的大体横向部分流体连通。3.根据权利要求1-2任一项所述的膜曝气生物膜反应器，其中所述至少一个废液入口与所述腔室的底部隔开。4.根据权利要求1-3任一项所述的膜曝气生物膜反应器，其中所述至少一个入口设置在大体横向部分的下侧，面向所述下顶部空间并远离所述上顶部空间。5.根据前述权利要求任一项所述的膜曝气生物膜反应器，其中设置在抽吸管中的液体输送机构选自用于将气体引入抽吸管的机构、螺旋泵或者叶轮。6.根据权利要求5所述的膜曝气生物膜反应器，其中所述用于将气体引入抽吸管的机构或所述螺旋泵位于沿所述抽吸管的向上延伸部分。7.根据权利要求5或6所述的膜曝气生物膜反应器，当设置在抽吸管中的液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·赛伦，W·伯恩，
申请(专利权)人：氧膜有限公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰;IE