申請(qǐng)日2013.10.21

　　公開(kāi)(公告)日2015.08.12

　　IPC分類(lèi)號(hào)C02F3/30; C02F3/02

　　摘要

　　本發(fā)明提供了一種使用好氧顆粒污泥的自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，其特征在于：包括反應(yīng)器，反應(yīng)器頂部通過(guò)計(jì)量泵與進(jìn)水箱連接，兩塊折流板平行設(shè)于反應(yīng)器內(nèi)，兩塊折流板之間下部設(shè)有多孔托板;曝氣管一端設(shè)于兩塊折流板之間，曝氣管另一端與風(fēng)機(jī)連接;兩塊折流板外側(cè)設(shè)有膜組件，膜組件與出水管連接;反應(yīng)器底部設(shè)有污泥沉淀池，反應(yīng)器上部設(shè)有溢流管。本發(fā)明提供的裝置克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，結(jié)合了自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器和好氧顆粒污泥技術(shù)，具有易操作、能承受高有機(jī)負(fù)荷、處理效果好且穩(wěn)定的特點(diǎn)，并極大地減少了自生動(dòng)態(tài)膜的污染狀況。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種使用好氧顆粒污泥的自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，其特征在于：包括反應(yīng)器， 反應(yīng)器頂部通過(guò)計(jì)量泵(2)與進(jìn)水箱(1)連接，兩塊折流板(8)平行設(shè)于反 應(yīng)器內(nèi)，將整個(gè)反應(yīng)器分成三個(gè)隔室，兩塊折流板(8)之間的中間隔室下部設(shè) 有多孔托板(9)，用于承托好氧顆粒污泥;曝氣管(5)一端設(shè)于兩塊折流板(8) 之間，曝氣管(5)另一端與風(fēng)機(jī)(7)連接;兩塊折流板(8)外側(cè)設(shè)有膜組件 (10)，膜組件(10)與出水管(12)連接;反應(yīng)器底部設(shè)有污泥沉淀池(11)， 反應(yīng)器上部設(shè)有溢流管(14);

　　所述膜組件(10)為自生動(dòng)態(tài)膜。

　　2.如權(quán)利要求1所述的一種使用好氧顆粒污泥的自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，其特 征在于：所述反應(yīng)器與計(jì)量泵(2)連接的管路上設(shè)有閥門(mén)(3)。

　　3.如權(quán)利要求1所述的一種使用好氧顆粒污泥的自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，其特 征在于：所述曝氣管(5)另一端與所述風(fēng)機(jī)(7)連接的管路上設(shè)有氣體流量計(jì) (6)。

　　4.如權(quán)利要求1所述的一種使用好氧顆粒污泥的自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，其特 征在于：所述膜組件(10)與出水管(12)連接的管路上設(shè)有液位控制器(4)。

　　5.如權(quán)利要求1所述的一種使用好氧顆粒污泥的自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，其特 征在于：所述污泥沉淀池(11)底部連接排泥管(13)。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種使用好氧顆粒污泥的自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種使用好氧顆粒污泥的自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，屬于污水處理 技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　目前，好氧顆粒污泥(Aerobic Granular Sludge，AGS)是微生物在特定的環(huán) 境條件下通過(guò)自凝聚作用形成的顆粒狀活性污泥，其中包含的微生物均為常見(jiàn)的 物種，它們由于生理上的相互依賴(lài)作用而構(gòu)成了一種穩(wěn)定密實(shí)的結(jié)構(gòu)。眾所周知， 在污水處理中好氧生物處理工藝遠(yuǎn)比厭氧生物處理工藝應(yīng)用普遍，但對(duì)好氧顆粒 污泥的研究卻明顯滯后于厭氧顆粒污泥。厭氧顆粒污泥的優(yōu)良性引發(fā)了研究者對(duì) 在好氧條件下培養(yǎng)顆粒污泥的興趣，人們對(duì)好氧顆粒污泥的研究是建立在厭氧顆 粒污泥的基礎(chǔ)之上。

　　在1991年Mishima和Nakamure在好氧上流式污泥床(AUSB，Aerobic Upflow Sludge Blanket)中首次發(fā)現(xiàn)具有良好沉淀性能、粒徑在2～8mm之間的 好氧顆粒污泥，就引起了全世界的廣泛關(guān)注。

　　好氧顆粒污泥相比于傳統(tǒng)的絮狀污泥和厭氧顆粒污泥具有如下特點(diǎn)：

　　(1)好氧顆粒污泥具有良好的沉降性能，出水不需要設(shè)置沉淀池，大大減 少了處理設(shè)施的工程投資和造價(jià)。

　　(2)好氧顆粒污泥顆粒機(jī)械強(qiáng)度高，不易因水流剪切力和內(nèi)部產(chǎn)氣等原因 破碎而造成污泥流失。

　　(3)好氧顆粒污泥的結(jié)構(gòu)密實(shí)，單位體積污泥所含的生物量大，不僅可以 保護(hù)到對(duì)環(huán)境較為敏感的細(xì)菌(如硝化菌)，使其被有毒物質(zhì)的影響減弱，還可 以耐受較強(qiáng)的沖擊負(fù)荷，從而可以提高系統(tǒng)處理效率和穩(wěn)定性;

　　(4)好氧顆粒污泥啟動(dòng)周期比厭氧顆粒污泥短，同時(shí)可以在常溫下培養(yǎng);

　　(5)好氧顆粒污泥在處理低濃度有機(jī)廢水(如城市生活污水)時(shí)相比厭氧 顆粒污泥有較大優(yōu)勢(shì)，而且在處理高濃度有機(jī)廢水時(shí)去除率較高不需要后續(xù)處 理：

　　(6)好氧顆粒污泥具有較強(qiáng)的脫氮除磷能力。在好氧顆粒污泥內(nèi)由于傳質(zhì) 的關(guān)系同時(shí)存在多種氧環(huán)境，為不同性質(zhì)的微生物提供了各自適宜的生存環(huán)境。 因此可以單獨(dú)或同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫氮除磷。

　　膜生物反應(yīng)器(Membrane Bio-Reactor，MBR)為膜分離技術(shù)與生物處理技 術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型態(tài)污水處理系統(tǒng)。它以膜組件取代傳統(tǒng)生物處理技術(shù)末端的二 沉池，在生物反應(yīng)器中保持較高的污泥濃度，提高生物處理的有機(jī)負(fù)荷，從而減 少污水處理設(shè)施的占地面積。其主要利用沉浸于好氧生物池之內(nèi)的膜分離設(shè)備截 留活性污泥與大分子有機(jī)物。膜生物反應(yīng)器因其有效的截留作用，可保留世代周 期較長(zhǎng)的微生物，可實(shí)現(xiàn)對(duì)污水深度凈化。

　　膜生物反應(yīng)器由膜組件和生物反應(yīng)器兩部分組成，根據(jù)這兩部分的結(jié)合方式 劃分，可分為外置式和浸沒(méi)式兩大類(lèi)。外置式膜生物反應(yīng)器指生物反應(yīng)器的混合 液經(jīng)泵增壓后進(jìn)入膜組件，在壓力的作用下混合液中的液體透過(guò)膜，成為系統(tǒng)處 理水;固體和大分子物質(zhì)等則被膜截留，隨濃縮液回流到生物反應(yīng)器內(nèi)。浸沒(méi)式 膜生物反應(yīng)器指將膜組件置于反應(yīng)器內(nèi)，通過(guò)真空泵或其它類(lèi)型泵抽吸，得到過(guò) 濾液。

　　膜生物反應(yīng)器與傳統(tǒng)生物處理技術(shù)相比，有以下主要特點(diǎn)：處理效率高、出 水水質(zhì)好、設(shè)備緊湊、占地面積小、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。要使得 MBR真正推廣應(yīng)用，最重要的是要克服膜污染，增加膜通量，延長(zhǎng)膜壽命。

　　動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器是傳統(tǒng)的MBR技術(shù)與膜技術(shù)相結(jié)合的新工藝，是在MBR 的基礎(chǔ)上提出來(lái)的，根據(jù)動(dòng)態(tài)膜的形成原理的不同，將動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器分為“自 生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器”和“預(yù)涂動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器”。預(yù)涂動(dòng)態(tài)膜通常先用多孔 支撐體過(guò)濾含有成膜物質(zhì)的溶液，待動(dòng)態(tài)膜在其表面形成后，再用它來(lái)過(guò)濾被處 理溶液。自生動(dòng)態(tài)膜則是在過(guò)濾被處理溶液時(shí)由溶液中的物質(zhì)在多孔支撐體表面 形成。自生動(dòng)態(tài)膜的成膜物質(zhì)是活性污泥，而預(yù)涂動(dòng)態(tài)膜的成膜物質(zhì)是MnO2、 活性炭粉末等物質(zhì)。動(dòng)態(tài)膜的膜基材通常為工業(yè)濾布、尼龍篩絹、無(wú)紡布、不銹 鋼絲網(wǎng)、陶瓷、燒結(jié)玻璃、燒結(jié)金屬等。

　　動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器是選擇廉價(jià)的微網(wǎng)材料來(lái)替代微濾或超濾膜膜材料加工 成過(guò)濾組件并建立生物反應(yīng)器，與傳統(tǒng)的MBR相比，動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器除了具 有傳統(tǒng)MBR的主要優(yōu)點(diǎn)以外，還具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：

　　(1)基建和維護(hù)費(fèi)用低：微網(wǎng)材料的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于昂貴的超濾、微濾膜材 料;

　　(2)膜通量大：動(dòng)態(tài)膜采用較大孔徑的微網(wǎng)材料，基膜阻力小。

　　(3)運(yùn)行費(fèi)用低：微網(wǎng)材料的過(guò)濾阻力小，不需要在泵的作用下抽水，依 靠反應(yīng)器較小的水位差下就可以自流出水，能耗低;

　　(4)膜污染較容易清除：動(dòng)態(tài)膜較容易從膜材料表面分離，清洗時(shí)連同所 吸附的污染物質(zhì)及微生物代謝產(chǎn)物一同被洗脫，使得膜通量得到有效的恢復(fù)。

　　盡管如此，動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器還是存在詬病，即膜污染。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種易操作、能承受高有機(jī)負(fù)荷、處理效果 好且穩(wěn)定，并極大地減少了自生動(dòng)態(tài)膜的污染的使用好氧顆粒污泥的自生動(dòng)態(tài)膜 生物反應(yīng)器。

　　為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種使用好氧顆粒污泥的 自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，其特征在于：包括反應(yīng)器，反應(yīng)器頂部通過(guò)計(jì)量泵與進(jìn) 水箱連接，兩塊折流板平行設(shè)于反應(yīng)器內(nèi)，兩塊折流板之間下部設(shè)有多孔托板; 曝氣管一端設(shè)于兩塊折流板之間，曝氣管另一端與風(fēng)機(jī)連接;兩塊折流板外側(cè)設(shè) 有膜組件，膜組件與出水管連接;反應(yīng)器底部設(shè)有污泥沉淀池，反應(yīng)器上部設(shè)有 溢流管。

　　優(yōu)選地，所述反應(yīng)器與計(jì)量泵連接的管路上設(shè)有閥門(mén)。

　　優(yōu)選地，所述曝氣管另一端與所述風(fēng)機(jī)連接的管路上設(shè)有氣體流量計(jì)。

　　優(yōu)選地，所述膜組件與出水管連接的管路上設(shè)有液位控制器。

　　優(yōu)選地，所述污泥沉淀池底部連接排泥管。

　　優(yōu)選地，所述膜組件為自生動(dòng)態(tài)膜。

　　本發(fā)明提供的使用好氧顆粒污泥的自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，將整個(gè)反應(yīng)器分 成三個(gè)隔室，反應(yīng)器中的三個(gè)隔室中，中間的隔室為好氧狀態(tài)，微生物在其中實(shí) 現(xiàn)對(duì)大部分污染物的降解，兩側(cè)的隔室中只有少量的懸浮微生物，因此也大大減 輕了對(duì)膜的污染，同時(shí)通過(guò)內(nèi)循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)膜表面的沖刷作用，亦可以減輕膜 的污染。而且由于兩側(cè)隔室中并不曝氣，為較低的溶解氧狀態(tài)，反應(yīng)器中低溶解 氧和高溶解氧的交替狀態(tài)，有利于污染物的去除;同時(shí)在好氧、厭氧交替改變的 環(huán)境下，微生物的表觀產(chǎn)率系數(shù)減少，從而可以達(dá)到降低污泥產(chǎn)量的目的。

　　本發(fā)明提供的裝置克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，結(jié)合了自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器和 好氧顆粒污泥技術(shù)，具有易操作、能承受高有機(jī)負(fù)荷、處理效果好且穩(wěn)定的特點(diǎn)， 并極大地減少了自生動(dòng)態(tài)膜的污染狀況。