[发明专利]一种泥膜共生复合式膜生物反应器及其污水处理和回用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及污废水处理装置及其污水处理和回用的方法，特别涉及生活污水、微污染水源水、工业废水以及高氨氮有机工业废水的处理和回用。

背景技术

我国淡水资源极度短缺，人均淡水资源仅为世界平均值的1/3。中国660多个城市中，缺水城市约400个，严重缺水的城市约108个。中国每年工业、生活污水排放量达600多亿m³，90%的城市水域受到不同程度的污染。如何高效低耗的处理污废水，使其回收再利用或达标排放是污废水处理领域的重要课题。目前，常用的污废水处理有活性污泥法、生物膜法、膜生物反应器等工艺。

活性污泥法是微生物悬浮生长系统，生物膜法是微生物附着生长系统，两种工艺各有优缺点。活性污泥法生物除磷要求污泥龄较短，而氨氮的硝化又要求污泥龄较长，二者往往不能兼顾。生物膜法工艺中的填料有利于硝化菌生长，但不利于聚磷菌生长，生物除磷效果较差。复合生物反应器是由悬浮生长微生物和附着生长微生物共同作用的生物反应器。复合生物反应器内附着生长的微生物污泥龄较长，有利于硝化菌生物生长；悬浮生长的微生物可以控制在较短的污泥龄状态，且反复处于厌氧、缺氧、好氧环境，有利于生物除磷。复合生物反应器可以较好地兼顾生物脱氮和生物除磷的要求，但是仍然存在悬浮生长的微生物较难培养及脱落的生物膜较难沉淀等问题。

膜生物反应器（MBR）工艺是污水生物处理技术与膜分离技术的有机结合。污水在反应器中经生物处理完成对有机污染物质的分解与转化后，利用微滤膜（MF）或超滤膜（UF）的高效分离完成污水的固液分离，从而达到净化效果。设置于反应器中的膜组件可完全取代传统工艺中的二沉池和常规过滤、吸附单元，使水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）完全分离，并获得稳定、优质的出水水质。虽然MBR具有出水水质优良、占地面积小、剩余污泥量少等优点，但仍存在两大方面问题：                                               膜材料本身的问题，包括易膜污染、膜材料造价高/通量低、膜断丝等问题；膜的工艺优化及应用问题，包括能耗高、工艺流程形式及应用领域需不断研究等问题。

最接近的现有技术是：专利201120242413.2的发明公开了一种以微污染水体为水源的再生水处理装置，包括常规水处理单元，在常规水处理单元的前部分增设生物预处理单元，并在常规水处理单元的后部分增设深度处理膜单元；所述生物预处理单元由厌氧池、缺氧水解酸化池、生物接触氧化池依次连接组成；所述深度处理膜单元为膜生物反应器。该装置具有一定的优势，但该装置主要是针对微污染水的处理，未涉及到生活污水、工业废水以及高氨氮有机工业废水的处理和回用；该装置内微生物主要以生物膜形式附着在载体上，未提及泥膜共生系统，该装置容积负荷相对低，且能耗较高。

发明内容

本发明的目的是为了解决膜生物反应器易膜污染、活性污泥法中脱氮与除磷所要求的污泥龄冲突、生物膜法工艺生物除磷效果较差等问题，旨在于提供一种出水水质优良并可回用，同步脱氮除磷效果好，抗膜污染，能耗低，容积负荷高，运行稳定，占地少的泥膜共生复合式膜生物反应器及其污水处理和回用方法(简称HBR-MBR工艺)。

为解决上述问题，本发明技术方案是：

技术方案之一：

一种泥膜共生复合式膜生物反应器，包括厌氧折流单元、缺氧单元、接触氧化单元和膜生物反应单元； 

所述厌氧折流单元的一侧壁顶部设有进水管；厌氧折流单元通过第Ⅰ过水孔与缺氧单元连通，其中第Ⅰ过水孔设置在厌氧折流单元与缺氧单元共用的侧壁上；

所述缺氧单元内有悬浮填料Ⅰ，中部浮动安装有液下曝气搅拌两用机；缺氧单元通过第Ⅱ过水孔与接触氧化单元连通，其中第Ⅱ过水孔设置在缺氧单元与接触氧化单元共用的侧壁上；缺氧单元侧壁靠近第Ⅱ过水孔处设置有混合液回流管和安装在混合液回流管上的混合液回流泵，该混合液回流管与厌氧折流单元的进水端连通；

所述接触氧化单元内有悬浮填料Ⅱ，底部设有微孔曝气器；接触氧化单元通过第Ⅲ过水孔与膜生物反应单元连通，其中第Ⅲ过水孔设置在接触氧化单元与膜生物反应单元共用的侧壁上；

所述膜生物反应单元内部设置有至少一组膜组器，膜组器顶部设有出水管，该出水管上设置有抽吸泵；膜组器底部设有穿孔曝气器，每组或多组膜组器底部的穿孔曝气器连接风管Ⅱ，风管Ⅱ设有脉冲阀；膜生物反应单元池底设有排泥管，该排泥管与排泥泵连接；膜生物反应单元通过穿墙回流泵与缺氧单元连通，其中穿墙回流泵设置在膜生物反应单元与缺氧单元共用的侧壁下部。