[发明专利]深井曝气膜生物反应器废水处理工艺及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理技术，特别是涉及一种利用膜生物反应器的深井曝气废水处理工艺及其装置。

背景技术

深井曝气(Deep Shaft Process)，也称“超深水曝气”、“超深层曝气”，是一种新型的废水处理工艺，1968年首先由英国帝国化学工业有限公司(ImperialChemical Industries Ltd.)将其应用于废水处理中，1974年在英国的Billingham建成了世界第一个半生产性的深井曝气装置。我国从1978年起开始进行深井工艺的开发研究，在吸取国外最新成果的基础上，推出了多种形式的深井装置。目前国内深井曝气工艺在制药、化工等行业排放的不易生化降解废水及食品、啤酒业等高浓度有机废水处理中均得到了较为成功的应用。

随着经济的发展和人口的增长，水资源短缺已经成为一个全球化的问题，对污水资源化的要求十分迫切。在此前提下各种新型、改良型的高效废水处理技术应运而生，其中膜分离技术在废水处理中的应用格外引人注目。膜与生物反应器结合的膜生物反应器研究迄今已快40年，其商业应用也接近30年。在各种膜生物反应器中，一体式膜生物反应器因其能耗低、占地面积小发展尤为迅速。

深井曝气工艺具有占地面积小、使用寿命长、氧的利用率高、剩余污泥的产出率低、无恶臭产生、不受季节性气温干扰等优点，但也有施工难度大、深井造价高等不足，而且其出水水质仍然不能达到回用水标准。

一般深井曝气系统由深井、顶槽和脱气池三部分组成，深井顶部与顶槽底部相连接，井中设置内井筒，将深井分为同心圆状的内外两部分。废水与回流污泥混合后流入深井内筒，在压缩空气作用下，使混合液在深井内外筒中分别产生下降流和上升流，形成竖向的循环流，并把氧传递到废水中。由于筒体深度大，静水压力高，因而溶解氧浓度高，微生物的活性强，可快速、高效地将废水中的有机物氧化降解。因此，深井曝气废水处理法具有其他生物处理方法难以达到的高溶氧率、高传质效率和极好的有机物去除效果。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种设备占地面积小，活性污泥浓度高，剩余污泥产量低，能耗低，出水水质好的深井曝气膜生物反应器废水处理工艺及其装置。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种深井曝气膜生物反应器废水处理装置，包括深井、顶槽；深井顶部与顶槽底部相连接，深井中设置内筒，使深井分别形成内外两部分的同心圆式的液流升降循环系统，废水与回流污泥混合后流入深井内筒，在压缩空气作用下，使混合液在深井内外筒中分别产生下降流和上升流，形成竖向的循环流；其特征在于，还包括连接顶槽的膜生物反应器，膜生物反应器内上部设连接出水管的膜组件，膜组件的下方设有连接风机的曝气装置，膜生物反应器下(底)部设置污泥斗，污泥斗的底部分别设有连接顶槽底部的污泥回流管和连接去污泥处理装置的排泥管，并分别用阀门控制；利用污泥重力和上升流的抽吸作用使污泥和污水混合，通过循环流对污泥回流管口的吸力将污泥抽吸到深井中与污水混合，无需污泥回流泵，更节省动力消耗。

进一步的，所述的污泥回流管以5‰的坡度坡向深井并伸入外管约5～10cm。

本发明所述的深井曝气废水膜生物反应器处理装置的工艺流程：

1)污水先经格栅去除大的悬浮物后再经沉沙池去除污水中无机颗粒物；

2)然后污水用水泵打入深井曝气井中，并由空压机在深井中压入压缩空气；其特征在于，

3)污水经过深井升降循环系统的曝气循环后溢流到膜生物反应器，通过膜的分离作用，生物固体被留在膜生物反应器中，澄清水排放或回用，留在膜生物反应器中的污泥部分通过污泥回流管回到深井，多余的污泥经排泥管排放。

进一步的，所述的步骤3)中污水溢流到膜生物反应器内，经曝气装置和膜组件的分离后以澄清水排放。

利用本发明提供的深井曝气废水膜生物反应器处理工艺及其装置，由于采用在深井曝气装置中使用膜生物反应器的结构，将膜与深井曝气装置有效结合，可以有效提高氧的传质效率，进一步提高污泥浓度，降低污泥负荷，从而降低能耗，提高出水水质。深井曝气膜生物反应器还易于对旧厂改造升级，在传统工艺基础上改造升级，在保证更高出水标准的前提下，可使原系统实现水量扩容50％以上。对于新建的污水处理厂(万吨以上)，深井曝气膜生物反应器工艺的吨水投资成本为1500元左右，与同水质传统工艺相当，直接运行费用为0.5～0.65元/吨，较传统三级处理工艺低20％。

膜生物反应器的技术优点：

1)固液分离效率高，出水SS接近于零，可直接回用；