自吸式射流喷头曝气外置式膜生物反应器制造技术

本发明专利技术提供一种利用生化技术和膜分离技术处理废水的设备，特别涉及一种自吸式射流喷头曝气外置式膜生物反应器废水处理设备。该设备由集成生物反应器、自吸式射流喷头曝气单元和外置式膜分离单元组成。本发明专利技术集成深层曝气、生物流化床、射流曝气、膜分离及SBR脱氮除磷工艺等多种水处理技术的优点，氧转移利用效率高，不需鼓风曝气设备，剩余污泥少，可实现低能耗下长时间稳定运行。该设备出水水质好，工艺紧凑，占地面积小，设备投资少，便于检修维护，易于实现自动控制，在废水处理及回用领域有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于利用生化技术和膜分离技术处理废水的设备，特别涉及一种自吸式射流曝气外置式膜生物反应器废水处理设备。
技术介绍
膜生物反应器为传统活性污泥法与膜分离技术的结合。活性污泥中微生物对原水中有机物进行生物降解，达到去除有机物的目的。膜分离单元代替了传统工艺中的二沉池，可以截留原水中的固体悬浮物、胶体物质等，保证优质而稳定的出水水质。膜生物反应器与传统水处理工艺相比有以下优势占地面积小，仅为传统工艺的1/3 1/2 ;出水水质好，可 回用；浊度明显低于传统工艺，对于大肠菌、噬菌体和有毒的微污染物的去除很明显；生物处理单元中污泥浓度高，泥龄长，对有机物去除率高；对于氮磷污染物有较高的去除效果；与传统工艺相比，膜生物反应器产生的剩余污泥量少，降低了对剩余污泥处置的费用。膜生物反应器工艺简单、体积小、运行管理方便、易于实现自动控制。按照膜组件和生物反应器的相对位置，膜生物反应器分为淹没式膜生物反应器和外置式膜生物反应器。外置式膜生物反应器把生物反应器与膜组件分开放置，生物反应器的混合液经增压后进入膜组件，在压力作用下透过膜得到系统出水，活性污泥则被截留，并随浓缩液回流到生物反应器内(图5)。外置式膜生物反应器特点是运行稳定可靠，易于膜的清洗、更换及增设，而且膜通量普遍较大。但是，公知的外置式膜生物反应器多采用鼓风曝气为活性污泥提供新陈代谢所需要的空气，并起搅拌混合作用。为生物反应池配置鼓风曝气系统需要昂贵的投资，与高造价的膜分离设备一起造成了膜生物反应器系统固定投资过高。鼓风曝气过程需消耗大量能量，也不易进行脱氮工艺操作。一般条件下，为减少污染物在膜表面的沉积，延长膜的清洗周期，外置的膜分离单元需要循环泵提供较高的膜面错流流速，水流循环量大、动力费用高，据报道，现有公知的外置式膜生物反应器单位能耗很高，一般在3 5kWh/m3，约是普通活性污泥法的10 15倍。膜生物反应器利用膜分离的浓缩特性提高生物反应池的污泥浓度，从而增加生物反应池的去除能力，但污泥浓度过高易于形成膜污染，在一定条件下，污泥浓度越高，膜通量越低；有研究认为，膜面错流速度并非越高越好，膜面流速的增加使得膜表面污染层变薄，有可能会造成不可逆的污染，并且泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物菌体产生失活现象。因此，应设法对现有外置式膜生物反应器废水处理技术进行改进，解决目前公知外置式膜生物反应器投资高、运行费用高等问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服公知的外置式膜生物反应器投资高、运行费用高等缺陷，提供一种易于操作和维护、投资运行费用较低的自吸式射流喷头曝气外置式膜生物反应器。本专利技术所述设备由集成生物反应器、外置式膜分离单元和自吸式射流喷头曝气单元组成。所述的集成生物反应器由位于下部的深层曝气生化反应池和上部的脱气池组成。在生化反应池中设置有中心导流内筒，导流内筒为降流管，池壁与内筒间的环形通道为升流管，循环加压泵吸水口布置在脱气池中，自吸式射流喷头(3)出水口向下，安装在内筒上部中心位置，原水进水口安装在自吸式射流喷头(3)下方。所述的外置式膜分离单元由膜组件、循环加压泵、膜组件清洗装置、管道、阀门、仪表及电气控制等组成；所述膜组件采用外置式过滤形式，过滤孔径在O. I O. 4 μ m间(微滤)和O. 05 O. I μ m间(超滤)；膜组件配置必要的膜组件清洗装置，根据需要该装置可以跟膜生物反应器结合成一整套设备，也可以设计成移动式设备，实现一套清洗装置服务多个膜生物反应器装置。本专利技术自吸式射流喷头曝气外置式膜生物反应器处理废水工艺流程为待处理的废水首先由原水进水口(11)进入深层曝气生化反应池中心导流筒上部自吸式射流喷头(3)下方；循环加压泵产生的经膜组件浓缩的高压循环液经自吸式射流喷头(3)曝气后射入反应池中心导流筒，使射流喷头下方形成高速紊流剪切区，射流喷头利用高压循环液经过喷头产生负压吸入空气并使其分散成微小气泡，夹带射流喷头下方的进水形成富含氧气和活性污泥的混合液沿着中心导流筒向下流动，同时进行高效好氧生化反应，到达反应器底部后，又经环形升流管向上返流到达环形升流管顶部，此时混合液中大部分氧气被生化反应消耗，其中一部分混合液再经剪切向下射流，如此循环往复运行，于是，污水被反复充氧，气泡和微生物菌胶团被不断剪切细化，形成致密细小的絮凝体，在往复循环过程中进行高效生化反应，废水中的有机污染物质得到降解；以上为生化反应循环过程。另一部分混合液进入脱气池，脱去混合液中的大气泡，以利于进入膜分离循环系统进行射流曝气；同时，混合液中的污泥会有部分沉到脱气池底，经脱气池带坡度的池底污泥回流槽滑落到生化反应池中心导流筒，继续参与生化循环过程，此过程可降低进入膜分离单元的循环液污泥浓度，有利于减轻膜污染；脱气和泥水分离后的混合液经循环加压泵增压后进入膜组件进行过滤分离，过滤后的浓缩液经射流喷头曝气后进入生化池中心导流筒继续生化循环过程，膜分离系统透过液即为系统出水；以上为膜分离循环过程。以上两个过程连续运行，循环往复，即可实现连续进出水并使废水中有机物被好氧氧化而得以净化。本专利技术的有益效果在于I.在外置式膜分离单元循环液出口设置自吸式射流喷头曝气代替鼓风曝气，节省曝气系统设备投资，自吸式射流喷头结构简单、造价低、维护检修便捷。2.利用循环加压泵富余能量和射流喷头进行曝气，省去鼓风曝气过程消耗的大量能量，生化反应池集成了生物流化床和深层曝气两种水处理工艺的优点，反应器内污泥呈悬浮流化状态，使混合液泥水气三相混合更均匀，氧的传递效率更高，提高生化反应效率，所以反应器总能耗较低，降低了吨水处理运行成本。3.大部分生化循环混合液从升流管进入脱气池脱去大气泡，同时进行简单沉淀，以降低进入膜分离单元的污泥浓度，经循环加压泵增压后进入膜组件进行过滤；高压混合液易达到湍流状态，可使膜分离在较低的膜表面错流速度下长时间运行而不易膜污染，延长膜清洗周期和使用寿命，降低能耗，降低膜清洗、维护和更换费用。附图说明图I为自吸式射流喷头曝气外置式膜生物反应器工艺流程2为自吸式射流喷头曝气单元(b)示意3为外置式膜组件单元(C)示意4为集成生物反应器(a)示意5为现有外置式膜生物反应器示意中a_集成生物反应器，b-自吸式射流喷头曝气单元，C-外置式膜分离单元，I-深层曝气生化反应池，2-脱气池，3-自吸式射流喷头，4-空气流量计，5-循环加压泵，6-压力表，7-外置式膜组件，8-清水出水口，9-膜组件清洗装置，10-清水池，11-原水进水口，12-循环加压泵吸水口。·具体实施例方式下面结合附图对本专利技术所述工艺过程作进一步的说明。如图I所示，原水进水口(11)位于深层曝气生化反应池(I)中心导流筒上部的自吸式射流喷头(3)下方，循环加压泵吸水口(12)位于脱气池(2)中；循环加压泵通过吸水口吸入已脱气和简单沉淀后混合液后经外置式膜组件(7)过滤分离，过滤后的高速流浓缩液经自吸式射流喷头(3)曝气后射入生化池中心导流筒，可在喷头下方形成高速紊流剪切区，把射流器吸入的气体进一步分散成细小的气泡，并夹带喷头下方的原水进水，形成富含氧气和活性污泥的混合污水沿导流筒向下流动，同时进行高效好氧生化反应；污水混合液到达反应器底部后，又经环形升流管向上返流到达升流管顶部，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自吸式射流喷头曝气外置式膜生物反应器废水处理设备，其特征是该设备由集成生物反应器(a)、自吸式射流喷头曝气单元(b)和外置式膜分离单元(c)组成。所述的集成生物反应器(a)由两部分组成：一是位于下部的深层曝气生化反应池(1)，二是位于上部的脱气池(2)；在深层曝气生化反应池中设置中心导流内筒，导流内筒为降流管，生化反应池外筒与内筒间的环形通道为升流管。所述的自吸式射流曝气单元(b)由自吸式射流喷头(3)及流量计(4)等组成。所述的外置式膜分离单元(c)由外置式膜组件(7)、循环加压泵(5)、膜组件清洗装置(9)、管道、阀门、仪表(6)及电气控制等组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李小利，赵继红，马安然，张玉洁，李国仓，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：