利用侧流式膜生物反应器装置及利用其的污水处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种侧流式膜生物反应器装置及利用该装置的污水处理方法，该装置依次包括：调节池（１０－２）、至少一个第一生物反应器（２０－０），超滤系统（４０－０），其中，所述第一生物反应器（２０－０）包括第一好氧池（２０－２）、第一缺氧池（２０－４）、第一厌氧池（２０－６），其中超滤系统（４０－０）还包括膜超滤装置（４０－０－０）、超滤反冲水罐（４０－１０－４），在膜筒（４０－８－６４）中心设置有气体反冲管（４０－８－３０），在膜筒（４０－８－６４）的下方设有滤过水收集仓（４０－８－４８），所述膜筒（４０－８－６４）与滤过水收集仓（４０－８－４８）之间具有不透性隔板，多个Ｕ型中空纤维膜（４０－８－１０）被紧密排列在中空的膜筒（４０－８－６４）的内壁与气体反冲管（４０－８－３０）的外壁之间并开口向下地封装于膜筒（４０－８－６４）中，并与中空的膜筒形成储污仓（４０－８－４０）。本发明专利技术还提供一种利用至少一个侧流式生物反应器装置和包括气体反冲洗、气水联合反冲洗及化学膜清洗系统的侧流式膜超滤装置的组合污水处理方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种污水处理装置及方法，更具体地说，涉及一种利用侧流式膜生物 反应器(MBR)装置以及利用该装置处理污水的方法。
技术介绍
中国是一个缺水国家，污水处理及其回用是开发利用水资源的有效措施。中水 回用是将城市污水通过膜生物反应器等设备的处理之后，将其用于绿化、冲洗、补充观赏水 体、工业循环水的补充水等非饮用目的；而将进一步深度处理的清洁水可用于饮用等高水 质要求的用途。城市污水就近可得，免去了长距离输水，其在被处理之后污染物被大幅度去 除，这样不仅节约了水资源，也减少了环境污染。中水回用已经在世界上许多缺水的地区 广泛采用，被认为具有显著的社会、环境和经济效益。 膜处理技术，是基于膜分离材料的水处理新技术。膜分离技术的工程应用开始于 20世纪60年代的海水淡化。以后，随着各种新型膜的不断问世，膜技术也逐步扩展到城市 生活饮用水净化和城市污水处理，以及医药、食品、生物工程等领域。在全球水资源紧缺、受 污染日益严重的今天，膜技术作为一种新型的再生水回用技术，得到越来越广泛的应用。 膜技术在城市污水处理中的最初应用是利用超滤膜取代传统污水处理的二沉池， 取得了极好的水质效果。但当时膜技术处于发展初期，膜价格昂贵，寿命短，能耗高，难以得 到广泛的推广应用。 20世纪80年代，随着膜技术的发展和完善，膜生物反应器(MBR)开始引入城市污 水及垃圾填埋渗滤液的处理。这种集成式组合新工艺是把活性污泥生物反应器的生物降 解作用和膜的高效分离技术融于一体，具有出水水质好且稳定、处理负荷高、装置占地面积 小、产泥量小、操作管理简单等特点。 膜技术在90年代后期发展迅速，特别是进入21世纪后，随着膜材料生产的规模 化、膜组件及其处理产品的设备化和集成化，膜设备生产技术的普及化和价格大众化，使膜 技术的发展已经从实验室的潜在技术迅速发展成为工程实用技术。已经在许多大型工程应 用中应用，并且可以与传统技术相竞争。 从20世纪90年代末到现在，MBR已从单纯好氧型向着与各种新的污泥工艺更紧 密结合的方向发展。已经出现的新工艺包括AO型MBR、A^型MBR、序批式MBR等。这些新 型膜生物反应器的出现使得降解高浓度污水、以及控制大水量排水中的氨氮、总磷、总氮成 为可能。 随着工业的迅猛发展及城市规模的不断扩大，将有越来越多的城市污水需要进行 处理，城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制约许多城市可持续发展的主要 原因，因而污水的有效处理方法已经成为人们亟待解决的难题。 膜-生物反应器(Membrane-Bioreactor，简称MBR)工艺是一种将膜分离技术与传 统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与深度处理回用工艺，其起源是用膜分 离技术取代活性污泥法中的二沉池进行固液分离，近年来在国际水处理
日益得到广泛关注，在中国国内再生水处理工程中也得到了较大的推广和应用。通过与生物处理工 艺的整合，使得MBR工艺具有很好的脱氮和除磷功能 1. MBR工艺具有很好的脱氮功能膜的高效截流作用，使微生物完全截流并全反 馈到反应器内，实现了反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离，有利于增殖 缓慢的硝化细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率高，同时由于膜的高效截流作用，反应 器内可维持较高的污泥浓度，使得系统的碳化效率、反硝化效率很高。 2.M服工艺具有很好的除磷功能由于膜对悬浮固体(SS)近100%的截留，膜系统 的出水几乎不含SS，这就把颗粒中的磷很好地截留在系统内。另外，由于MBR的完全截留作 用和通过厌氧、好氧环境的交替，聚磷菌将更容易得到富集，聚磷菌在厌氧环境中将聚磷酸 盐(Poly-p)中的磷分解释放出来，提供必需的能量，吸收易降解的有机物并将以聚P-羟 基丁酸(PHB)贮存在细胞中；在好氧过程中，聚磷菌利用体内的聚P-羟基丁酸(pHB)，过 量地吸收在数量上远远超过其细胞合成所需的磷量，将磷以聚磷酸盐的形式贮藏在菌体内 而形成高磷污泥，通常MBR系统的剩余污泥含磷量比传统除磷工艺高1. 2 1. 5倍，这样， 即使MBR有更长的SRT，也能取得相当好的除磷效果。 从20世纪90年代末到现在，MBR已从单纯好氧型向着与各种新的污泥工艺更紧 密结合的方向发展。这些新型膜生物反应器的出现使得降解高浓度污水、以及控制大水量 排水中的氨氮、总磷、总氮成为可能。 在其工作方式上，也已从单纯完成污泥截留的浸没式向着更能合理的利用活性污 泥和更适于工程改造改建的侧流式方向发展。由于膜设备是MBR的重要组成部分，而很多 新型MBR的发展和所谓的死端膜组件技术的发展密切相关。 此前，通常使用利用比重大于水(水的比重为1. 0)的单一滤料的下流式生物膜过 滤装置，因而固体物质的去除只能发生在过滤池表面，因为截流在表面的固体物质急速发 生落差损失导致过滤持续时间縮短，并且为了除去溢流的固体物质需要频繁进行反冲洗， 所以导致操作经常被中断，同时出现反冲洗水量增加的问题。 为了解决上述问题，人们开发出一种下流式多层生物膜过滤装置。该下流式多层 生物膜过滤装置具有过滤层厚度增高、过滤持续的时间延长的优点。 近年来，开始将生物膜过滤装置作为脱氮的装置来使用。因为下流式脱氮过滤装置的脱氮速度快且固体物质的去除效果好，所以得到了广泛使用。然而，这种下流式脱氮生物膜过滤装置，脱氮时产生的氮气(按照下列化学反应式进行反应)的排出方向与水流的方向相反，氮气被截流在滤料层内，出现与固体物质相同的效果，使得落差损失急剧增加(参见图2，图2是在下流式脱氮过滤中氮气的截流状态示意图)。因此，在下流式生物膜过滤装置条件下，为了去除截流在滤料内的氮气，需要经常进行脱气操作，从而无法完成连续运转，并且存在反冲洗的空气量及水量增加的缺点。 <formula>formula see original document page 6</formula>(化学反应式) 为了解决上述问题，美国专利第6，605，216 Bl号还披露了一种上流式多层生物膜 过滤装置，但是由于使用了比重比水大的滤料，因此设置了用于防止因采用上流式而引起 的滤料膨胀的装置和用于防止反冲洗引起的滤料膨胀的机械装置，从而使运转工艺变得复 杂，而且该装置只能作为单纯的过滤装置，无法实现通过硝化及脱氮去除氮气的效果。 为此，中国专利申请公开CN 1834033A公开了一种利用上流式多层生物膜过滤和浮游式生长组合工艺，用于除去氮、磷、难降解的有机物、以及降低色度。该组合工艺适用于 污水的深度处理，特别是可对净化水进行过滤，从而保证了出水的品质。 图1是CN 1834033A的污水深度处理工艺流程图； 该污水深度处理装置包括厌氧池201、第一缺氧池202、第二缺氧池203、好氧池 204、沉淀池205、接触池206、以及生物膜过滤装置207，其中在好氧池204内设置固定式滤 料204a以强化硝化作用，并且生物膜过滤装置207为上流式生物膜过滤装置。 其中，固定式滤料204a由聚乙烯制成，设置在好氧池204的底部，装填量为好氧池 204总体积的30X，其中固定式滤料204a呈纤毛状，规格为宽是200mm、长是750mm，比重是 1. 2g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种侧流式膜生物反应器装置，依次包括：调节池（１０－２），至少一个第一生物反应器（２０－０），超滤系统（４０－０），其中，所述第一生物反应器（２０－０）包括第一好氧池（２０－２）、第一缺氧池（２０－４）、第一厌氧池（２０－６），其特征在于：所述超滤系统（４０－０）进一步包括膜超滤装置（４０－０－０）、超滤反冲水罐（４０－１０－４），所述膜超滤装置（４０－０－０）具有中空的膜筒（４０－８－６４），在所述膜筒（４０－８－６４）中心设置有气体反冲管（４０－８－３０），在所述膜筒（４０－８－６４）的下方设有滤过水收集仓（４０－８－４８），所述膜筒（４０－８－６４）与所述滤过水收集仓（４０－８－４８）之间具有不透性隔板，多个Ｕ型中空纤维膜（４０－８－１０）被紧密排列在所述中空的膜筒（４０－８－６４）的内壁与所述气体反冲管（４０－８－３０）的外壁之间并开口向下地封装于所述膜筒（４０－８－６４）中，所述多个Ｕ型中空纤维膜（４０－８－１０）的Ｕ型开口被不透性隔板封闭在所述滤过水收集仓（４０－８－４８）内，所述多个Ｕ型中空纤维膜（４０－８－１０）的开口向下的Ｕ型上部顶端与所述中空的膜筒（４０－８－６４）之间的空间形成储污仓（４０－８－４０），在所述膜筒（４０－８－６４）的上方设有进水口（４０－８－８０）和／或反冲混合液出口（４０－８－９０），在所述膜筒（４０－８－６４）的下方设有出水口（４０－８－５０）和／或反冲混合液进口（４０－８－６０）；所述第一生物反应器（２０－０）中还具有由所述第一好氧池（２０－２）向所述第一缺氧池（２０－４）流动过程中形成部分水体回流（２０－１４）的装置，在所述第一好氧池（２０－２）与所述第一缺氧池（２０－４）、以及所述第一缺氧池（２０－４）与所述第一厌氧池（２０－６）之间的隔板上方形成溢流，由所述第一厌氧池（２０－６）流出的液体经超滤给水泵（４０－２）流入所述超滤系统（４０－０）的膜超滤装置（４０－０－０），经所述反冲混合液出口（４０－８－９０）流出的反冲混合液返流回到所述第一生物反应器（２０－０）的所述第一好氧池（２０－２），所述第一好氧池（２０－２）进一步包括带有第一气体分布器（２０－２０）的第一进气管（２０－８）。...

【技术特征摘要】
一种侧流式膜生物反应器装置，依次包括调节池(10-2)，至少一个第一生物反应器(20-0)，超滤系统(40-0)，其中，所述第一生物反应器(20-0)包括第一好氧池(20-2)、第一缺氧池(20-4)、第一厌氧池(20-6)，其特征在于所述超滤系统(40-0)进一步包括膜超滤装置(40-0-0)、超滤反冲水罐(40-10-4)，所述膜超滤装置(40-0-0)具有中空的膜筒(40-8-64)，在所述膜筒(40-8-64)中心设置有气体反冲管(40-8-30)，在所述膜筒(40-8-64)的下方设有滤过水收集仓(40-8-48)，所述膜筒(40-8-64)与所述滤过水收集仓(40-8-48)之间具有不透性隔板，多个U型中空纤维膜(40-8-10)被紧密排列在所述中空的膜筒(40-8-64)的内壁与所述气体反冲管(40-8-30)的外壁之间并开口向下地封装于所述膜筒(40-8-64)中，所述多个U型中空纤维膜(40-8-10)的U型开口被不透性隔板封闭在所述滤过水收集仓(40-8-48)内，所述多个U型中空纤维膜(40-8-10)的开口向下的U型上部顶端与所述中空的膜筒(40-8-64)之间的空间形成储污仓(40-8-40)，在所述膜筒(40-8-64)的上方设有进水口(40-8-80)和/或反冲混合液出口(40-8-90)，在所述膜筒(40-8-64)的下方设有出水口(40-8-50)和/或反冲混合液进口(40-8-60)；所述第一生物反应器(20-0)中还具有由所述第一好氧池(20-2)向所述第一缺氧池(20-4)流动过程中形成部分水体回流(20-14)的装置，在所述第一好氧池(20-2)与所述第一缺氧池(20-4)、以及所述第一缺氧池(20-4)与所述第一厌氧池(20-6)之间的隔板上方形成溢流，由所述第一厌氧池(20-6)流出的液体经超滤给水泵(40-2)流入所述超滤系统(40-0)的膜超滤装置(40-0-0)，经所述反冲混合液出口(40-8-90)流出的反冲混合液返流回到所述第一生物反应器(20-0)的所述第一好氧池(20-2)，所述第一好氧池(20-2)进一步包括带有第一气体分布器(20-20)的第一进气管(20-8)。2. 根据权利要求1所述的侧流式膜生物反应器装置，其特征在于，所述装置进一步包 括第二生物反应器(30-0)，所述第二生物反应器(30-0)可选包括第二好氧池(30-2)、第 二缺氧池(30-4)、第二厌氧池(30-6)，其中所述第二生物反应器(30-0)中还具有由所述 第二好氧池(30-2)向所述第二缺氧池(30-4)或所述第二厌氧池(30-6)流动过程中形成 部分水体回流(30-14)的装置，所述膜超滤装置(40-0)的所述反冲混合液进口 (40-8-60) 与超滤反冲水罐(40-10)相连，其中所述气体反冲管(40-8-30)连接有鼓风机(40-24)，所 述调节池(10-2)兼具有厌氧池的功能，所述第二好氧池(20-2)进一步包括带有第二气体 分布器(30-20)的第二进气管(30-8)，所述第一气体分布器(20-20)和第二气体分布器 (30-20)将压縮空气在所述第一进气管(20-8)和可选的所述第二进气管(30-8)的出口处 排入所述第一和第二好氧池进行曝气，经超滤给水泵(40-2)流入所述超滤系统(40-0)的 所述膜超滤装置(40-0-0)的污水来自由所述第二厌氧池(30-6)流出的液体，经所述反冲 混合液出口 (40-8-90)流出的反冲混合液返流回到所述第一好氧池(20-2)或可选的所述 第二好氧池(30-2)，所述第一气体分布器(20-20)远离所述第一缺氧池(20-4)而可选的第 二气体分布器(30-20)远离可选的所述第二缺氧池(30-4)。3. 根据权利要求2所述的侧流式膜生物反应器装置，其特征在于，所述装置进一步包 括第三生物反应器，所述第三生物反应器可选包括第三好氧池、第三缺氧池、第三厌氧池， 其中所述第三生物反应器中还具有由所述第三好氧池向所述第三缺氧池或第三厌氧池流 动过程中形成部分水体回流的装置；以及可选包括第四生物反应器，所述第四生物反应器 可选包括第四好氧池、第四缺氧池、第四厌氧池，其中所述第四生物反...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建冬，王凯民，刘晓雷，
申请(专利权)人：北京渭黄天安环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]