恒温增效透氧膜生物反应器(HMABR)系统及其应用方法技术方案

本发明专利技术涉及一种恒温增效透氧膜生物反应器(HMABR,Heated Membrane Aerated Biofilm Reactor)系统及其全天候废水处理技术领域，尤其是涉及一种HMABR系统及其全天候处理低温污水的方法，对通入微生物载体透氧膜组件中的气体进行控温调控，通过调节输送气体的温度，使微生物载体透氧膜组件表界面的温度为15

【技术实现步骤摘要】
恒温增效透氧膜生物反应器(HMABR)系统及其应用方法


[0001]本专利技术涉及恒温增效透氧膜生物反应器废水处理
，尤其是涉及一种恒温增效透氧膜生物反应器(HMABR)系统及其全天候处理低温污水的方法。

技术介绍

[0002]透氧膜生物反应器(Membrane Aeration Bioreactor，MABR)是一种新型的膜
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生物处理组合工艺，在MABR中，透氧膜既提供氧气又兼做生物膜生长的载体。气相(透氧膜内腔)中的氧是通过透氧膜/生物膜的界面扩散进入生物膜内，将氧气传给生长在膜上的微生物，而液相(废水)中的底物是从生物膜/液相界面上进入生物膜，氧和废水中的底物的扩散方向相反，最终实现污染物的去除。MABR技术是当今最为先进的污水处理节能技术，能够以极低的能耗去除水中的污染物，减少增氧能耗、降低占地面积、减少污泥产量、提高系统的自动化运行水平，在污水厂提标改造，减碳降耗方面，具有显著优势，尤其在双碳要求的背景下，MABR工艺在污水处理领域的减碳功效巨大。
[0003]根据实际水质特点，设计将MABR膜组件安装到缺氧池之后，充分利用水中的有机物进行同步硝化反硝化，使得出水能够满足标准，同时以最为简单、快速、可靠的方式完成升级改造。对于需要扩容或者提标的水处理系统，MABR既能有效的去除氨氮、总氮和水中的可生化有机物，无需扩建新的池体，也无需停用现有活性污泥处理系统进行升级改造，可以直接将MABR膜组件以模块形式安装到现有系统中，显著提高现有系统的处理能力和出水水质。
[0004]MABR膜是作为微生物膜生长的载体，依靠MABR膜载体上的微生物对有机物进行同步硝化反硝化除氨氮、总氮和水中的可生化有机物。但是，当环境温度或者待处理的水体温度低于15℃，与传统生化污水处理技术类似，微生物菌群将休眠停止生化反应。因此，目前的MABR技术严重受到全天候特别是低温环境的季节性、地域性影响，在部分地区环境温度低于15℃的冬季、甚至春季秋季，MABR技术的生化降解性能大打折扣。
[0005]在冬季，为了保障MABR膜载体上的微生物能发挥高效的生化降解功能，对待处理的污水进行加热处理，虽然能提高微生物生化降解效率。但是，通常污水处理规模大，对大规模污水整体加热，能耗极高，大大降低了MABR技术节能优势。此外，对于开放性的流域水体，如河道、湖泊、池塘、湿地等流域进行生态治理，对水体加热更不具有可行性。
[0006]鉴于此，本专利技术提出了一种恒温增效透氧膜生物反应器(HMABR)系统及其全天候处理低温污水的方法，以保证MABR膜载体上的微生物在全区域、全天候、超低能耗条件下能够发挥高效的生化降解功能。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种恒温增效透氧膜生物反应器(HMABR)系统，该系统在全天候特别是低温环境下，有效保障了透氧膜载体表面微生物维持高效的硝化、反硝化微生物协同污染物降解过程，显著提高了污水治理效率，大幅降低了污水处理能耗。
[0008]本专利技术所提供的一种恒温增效透氧膜生物反应器(HMABR)系统全天候处理废水的方法，对通入微生物载体透氧膜组件中的气体进行控温调控，通过调节输送气体的温度，使微生物载体透氧膜组件表界面的温度为15
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45℃
[0009]作为本技术方案优选地，所述微生物载体透氧膜组件包括中空纤维均质膜组件和中空纤维复合膜组件，且所述微生物载体透氧膜组件中中空纤维膜的孔径为0.1
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100nm。
[0010]作为本技术方案优选地，所述微生物载体透氧膜组件的材质包括聚四甲基戊烯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚有机硅树脂、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、尼龙和玻璃纤维中的任意一种或者多种的组合。
[0011]本专利技术对于控温部件的加热形式不作严格限定，包括水浴、蒸汽、电热、电磁、压缩机和红外线中的任意一种或多种组合。
[0012]此外，在本专利技术的处理方法中，可通过控制气体通入微生物载体透氧膜组件的流量，确保中空纤维膜能够缓慢曝气，进而提高微生物对气体的利用率。
[0013]针对现有技术中污水处理规模大，对大规模污水整体加热，能耗极高，大大降低了MABR技术节能优势的问题。本专利技术提出了向微生物载体透氧膜组件的中空部分输送热气体的方法，以提高微生物载体透氧膜表界面的温度，进而有效保证透氧膜载体表面微生物维持高效的硝化、反硝化微生物协同污染物降解的活性。
[0014]研究表明，生物载体透氧膜表界面温度每提高5℃，低压工作条件下氧气渗透扩散效率可提高20％以上，因此，针对低于15℃的污水，通过对输送气体加热的方式，使微生物载体透氧膜组件表界面的温度维持在15
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45℃，可显著提高气体在透氧膜中的渗透扩散、维持透氧膜高效的低压氧气渗透扩散效率，进而提高微生物载体透氧膜表界面的温度，以有效保证透氧膜载体表面微生物维持高效的硝化化、反硝化微生物协同污染物降解的活性。
[0015]而实践表明，针对温度低于15℃的污水，通过向微生物载体透氧膜组件的中空部分输送热气体的方法对污水进行降解处理，与对于污水进行整体加热，使用普通MABR技术处理相比，对于COD、氨氮、总氮、总磷的效果基本相同，完全可达到相应的废水水质处理要求。而该处理方法，相比于整体加热的方式，不仅提高了处理过程的灵活性，而且显著降低了处理能耗，不仅可应用于市政生活污水、餐厨污水、高速公路服务区污水、工业生产污水、农村生活污水等COD、氨氮、总氮、总磷超标污染治理，而且对于黑臭河道、湿地、池塘、湖泊等自然水体具有特别显著的效果，解决了其整体加热操作复杂、能耗高的问题。
[0016]针对高于45℃的污水，通过对输送气体降温的方式，使微生物载体透氧膜组件表界面的温度维持在15
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45℃，可显著降低微生物载体透氧膜表界面的温度，以有效保证透氧膜载体表面微生物维持高效的硝化化、反硝化微生物协同污染物降解的活性。
[0017]因此，本专利技术恒温增效透氧膜生物反应器(HMABR)系统全天候处理低温污水的方法在全天候、全地域、超低能耗的硝化、反硝化微生物降解过程协同进行污水处理领域具有广阔的应用前景。
[0018]作为本技术方案优选地，所述污水包括市政生活污水、餐厨污水、高速公路服务区污水、工业生产污水、农村生活污水、黑臭河道、湿地、池塘和湖泊，且所述污水的全天候特别是污水的温度小于15℃环境。因此，本专利技术的恒温增效透氧膜生物反应器(HMABR)系统可应用于市政生活污水、餐厨污水、高速公路服务区污水、工业生产污水、农村生活污水等COD、氨氮、总氮、总磷超标污染治理，也可以应用于黑臭河道、湿地、池塘、湖泊等水体中的
COD、氨氮、总氮、总磷超标污染治理生态修复，在全天候、全地域、超低能耗的硝化、反硝化微生物降解过程协同进行污水处理领域具有广阔的应用前景。
[0019]本专利技术还提供一种恒温增效透氧膜生物反应器(HMABR)系统，包括供气机构、输气管道、控温机构和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种恒温增效透氧膜生物反应器(HMABR)系统全天候处理废水的方法，其特征在于，对通入微生物载体透氧膜组件中的气体进行控温调控，通过调节透过膜材料气体的温度，使微生物载体透氧膜材料表界面维持在微生物高活性温度范围15
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45℃。2.根据权利要求1所述的全天候处理废水的方法，其特征在于，所述微生物载体透氧膜组件包括中空纤维均质膜组件和中空纤维复合膜组件，且所述微生物载体透氧膜组件中中空纤维膜的孔径为0.1
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100nm。3.根据权利要求1所述的全天候处理废水的方法，其特征在于，所述微生物载体透氧膜组件的材质包括聚四甲基戊烯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚有机硅树脂、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、尼龙和玻璃纤维中的任意一种或者多种的组合。4.根据权利要求1所述的全天候处理废水的方法，其特征在于，气体的控温调控形式包括水浴、蒸汽、电热、电磁、压缩机和红外线中的任意一种或多种组合。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄凌霄，张清程，
申请(专利权)人：江苏巨澜纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：