[发明专利]一种往复旋转式膜生物反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理及应用技术，特别涉及一种采用生物技术处理污水的膜生物反应器，属于水资源再利用的环境工程技术领域。

背景技术

膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)是由膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用膜分离设备截留水中的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥(MLSS)浓度可提升至8000～10,000mg/L，甚至更高；污泥龄(SRT)可延长至30天以上。膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。

然而，在传统的膜生物反应器运行过程中，极易产生以下问题：

(1)由于膜表面浓差极化和污染引起的膜通量下降；

(2)膜清洗过程复杂，操作繁琐；

(3)曝气量太大，能耗高。

针对以上膜生物反应器在运行过程中存在的技术问题，研究者进行了众多的研究以克服以上缺陷，主要的研究如下：

江苏金山环保工程集团有限公司的钱盘生等曾发明了一种振动式膜生物反应器(授权公告号：CN101565232 B)，该反应器包括预处理装置、膜生物反应器、生物除臭装置、振动装置和清水箱单元，预处理装置为设备本体中的生化区，膜生物反应器安装在设置本体中的膜滤区，膜生物反应器上安装有振动装置，生物除臭装置安装在设备本体的顶部，其底部的排放水口与设备本体内部相连通，清水箱单元为设备本体内的清水区。该振动式膜生物反应器可以以膜压差20Kpa作为膜污染控制指标，自动进行膜组件的振动，加速膜污染物的脱落，延长清洗周期；使原来6个月进行一次离线清洗延长到8-9个月清洗一次，从而节约化学药剂30-50％，使膜通量更加稳定，使MBR反应器运行周期更长并延长了膜的使用寿命。北京碧水源膜科技有限公司的实用新型专利----采用机械振动除垢的MBR膜组器(授权公告号：202415243 U)包括垂直并排设置的膜组件，膜组件包括膜丝，膜丝的上、下端封胶固定在膜盒内，每两个膜组件之间的间隙内设置有两道格网，其中右侧格网两端用连杆固定，连杆的末端连接在设置在膜组器外部一侧的动格网上，外部动格网的外侧用立柱固定，立柱连接有提供动力源的动力装置；左侧格网两端用连杆固定，连杆的末端连接在设置在膜组器外部另一侧的静格网上，外部静格网的外侧用立柱固定；右侧格网的宽度大于左侧格网的宽度，该MBR膜组器采用对对膜丝的挤压加振动去除膜丝表面的污垢，完善MBR膜生物反应器技术，虽然上述两项技术均试图解决传统膜生物反应器易结垢、堵塞引起的膜通量下降问题，但是上述两项发明均不能解决膜生物反应器清洗过程复杂、操作繁琐以及膜生物反应器曝气量太大、能耗高等问题。

申请号为201320005827.2的实用新型专利公开了一种往复旋转管式陶瓷膜生物反应器，包括污水处理池、陶瓷膜组件、驱动陶瓷膜组件往复旋转的动力装置、真空泵以及曝气装置，该陶瓷膜组件安置于污水处理池中，该电机和真空泵安装于污水处理池外，该陶瓷膜组件通过出水管与真空泵连接。该曝气装置包括有曝气管以及空气压缩机，该曝气管安装于污水处理池底部且位于陶瓷膜组件下方，该空气压缩机安装于污水处理池外。虽然该陶瓷膜生物反应器的陶瓷膜具有坚硬、承受力强、不易阻塞等优点，其对具有化学侵害性和高温清洁液有更强的抵抗能力，而且陶瓷膜组件随电机往复旋转并结合曝气装置的气体搅动有效防止了膜面粘污积留堵塞，显著减轻了膜面污染，保持高的膜通量，减少了频繁清洗的问题，但是陶瓷膜是无机膜，价格昂贵，一般应用于石化领域。同时，无机膜在生物系统中，不利于微生物生长，抑制微生物对污染物质的降解行为。

申请号为201010128979.2的发明专利申请公开了一种旋转管式无纺布动态膜生物反应器及其污水处理方法，该反应器是应用无纺布包裹管壁开孔的中空管制作管式过滤组件，并由电动机带动固定于圆盘上的管式过滤组件旋转，在抽吸泵作用下，处理水进入管式过滤组件中空的内部，通过圆盘上径向集水管汇集至总集水管后排出。该动态膜生物反应器以无纺布制作过滤组件，成本低廉，无纺布表面动态膜提高过滤精度，转速根据操作压力的变化进行调控，有效保持动态膜的适当厚度，保障反应器的持久稳定运行，但是该反应器需要采用高氧利用率的微孔曝气器，能耗大，运行费用高。同时，无纺布属于微滤材料，过滤精度较粗，泥水分离效果有限。