公布日：2022.05.13
申請日：2021.12.28
分類(lèi)號：C02F3/08(2006.01)I;C02F3/12(2006.01)I
摘要
本發(fā)明提供了一種應用于污水處理的夾膜球的膜生物反應器，包括：圓筒型耐壓容器，填充至所述圓筒型耐壓容器內的若干莢膜球，通過(guò)第一連接管道與所述圓筒型耐壓容器的一端相連通的生物反應器，通過(guò)第二連接管道與第三連接管道分別與所述圓筒型耐壓容器另一端相連通的儲存單元與曝氣單元；所述圓筒型耐壓容器的內部且位于兩端處設有刺激單元，所述圓筒型耐壓容器的兩端向外逐漸收縮并形成與所述第一連接管道相密封接合的第一收縮部以及與所述第二連接管道和第三連接管道相密封接合的第二收縮部，所述第一收縮部和所述第二收縮部與所述圓筒型耐壓容器之間均設有隔離所述莢膜球的阻隔單元。本發(fā)明公開(kāi)的膜生物反應器，抗污染性能優(yōu)越，使用壽命長(cháng)。
權利要求書(shū)
1.一種應用于污水處理的夾膜球的膜生物反應器，其特征在于，包括：圓筒型耐壓容器，填充至所述圓筒型耐壓容器內的若干莢膜球，通過(guò)第一連接管道與所述圓筒型耐壓容器的一端相連通的生物反應器，通過(guò)第二連接管道與第三連接管道分別與所述圓筒型耐壓容器另一端相連通的儲存單元與曝氣單元；所述圓筒型耐壓容器的內部且位于兩端處設有刺激單元，所述圓筒型耐壓容器的兩端向外逐漸收縮并形成與所述第一連接管道相密封接合的第一收縮部以及與所述第二連接管道和第三連接管道相密封接合的第二收縮部，所述第一收縮部和所述第二收縮部與所述圓筒型耐壓容器之間均設有隔離所述莢膜球的阻隔單元，所述阻隔單元與所述圓筒型耐壓容器為可拆卸連接；所述第一連接管道通過(guò)設置的抽取泵能夠對所述生物反應器與所述圓筒型耐壓容器進(jìn)行雙向抽��；所述莢膜球為片狀微球結構，且具有表面微孔與孔隙載體結構，所述莢膜球內部填充有熱敏膨脹顆�；螂娒襞蛎涱w粒，通過(guò)將若干所述莢膜球裝填入所述圓筒型耐壓容器以形成孔隙度范圍在1500-2000m2/g的溝槽式過(guò)濾單元；一種應用于污水處理的夾膜球的膜生物反應器的處理方法，包括以下步驟：S1步驟，生物反應器內的污水通過(guò)抽取泵抽取至圓筒型耐壓容器，并通過(guò)所述過(guò)濾單元過(guò)濾，回收至儲存單元；S2步驟，刺激單元工作，通過(guò)電極形成的電勢差對所述圓筒型耐壓容器內部的莢膜球施加外界刺激，使得所述莢膜球發(fā)生彎曲蠕動(dòng)；S3步驟，曝氣單元工作，向所述圓筒型耐壓容器內部填充由第二收縮部?jì)缺Ａ舻倪^(guò)濾水與曝氣單元提供的氣體相混合形成的氣水混合物，實(shí)現對莢膜球表面的沖刷，抽水泵同時(shí)進(jìn)行反向抽取，將所述圓筒型耐壓容器內的沖刷物重新吸取至所述生物反應器內。
2.根據權利要求1所述的一種應用于污水處理的夾膜球的膜生物反應器，其特征在于，所述莢膜球的間隙度能夠通過(guò)填充數量進(jìn)行調節控制。
3.根據權利要求1所述的一種應用于污水處理的夾膜球的膜生物反應器，其特征在于，所述刺激單元通過(guò)設置于所述圓筒型耐壓容器內部?jì)啥说碾姌O以形成電勢差。
4.根據權利要求1所述的一種應用于污水處理的夾膜球的膜生物反應器，其特征在于，所述刺激單元還包括設置于所述圓筒型耐壓容器內壁的電阻加熱條。
5.根據權利要求1所述的一種應用于污水處理的夾膜球的膜生物反應器，其特征在于，所述阻隔單元為網(wǎng)狀結構，且孔隙內徑小于所述莢膜球外徑尺寸。
6.根據權利要求1所述的一種應用于污水處理的夾膜球的膜生物反應器，其特征在于，所述第一連接管與第二連接管以及第三連接管均設有管道控制閥。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于公開(kāi)一種應用于污水處理的夾膜球的膜生物反應器及其處理方法，適用活性污泥濃度(MLSS)范圍在10000mg/L以上，可以實(shí)現莢膜球之間間隙可控，便于氣液混流對膜面進(jìn)行在線(xiàn)清洗，抗污染性能優(yōu)越，使用壽命長(cháng)。
為實(shí)現上述目的，本發(fā)明提供了一種應用于污水處理的夾膜球的膜生物反應器，包括：圓筒型耐壓容器，填充至所述圓筒型耐壓容器內的若干莢膜球，通過(guò)第一連接管道與所述圓筒型耐壓容器的一端相連通的生物反應器，通過(guò)第二連接管道與第三連接管道分別與所述圓筒型耐壓容器另一端相連通的儲存單元與曝氣單元；
所述圓筒型耐壓容器的內部且位于兩端處設有刺激單元，所述圓筒型耐壓容器的兩端向外逐漸收縮并形成與所述第一連接管道相密封接合的第一收縮部以及與所述第二連接管道和第三連接管道相密封接合的第二收縮部，所述第一收縮部和所述第二收縮部與所述圓筒型耐壓容器之間均設有隔離所述莢膜球的阻隔單元，所述阻隔單元與所述圓筒型耐壓容器為可拆卸連接；
所述第一連接管道通過(guò)設置的抽取泵能夠對所述生物反應器與所述圓筒型耐壓容器進(jìn)行雙向抽取。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述莢膜球為片狀微球結構，且具有表面微孔與孔隙載體結構，所述莢膜球內部填充有熱敏膨脹顆�；螂娒襞蛎涱w粒，通過(guò)將若干所述莢膜球裝填入所述圓筒型耐壓容器以形成溝槽式過(guò)濾單元。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述莢膜球的間隙度能夠通過(guò)填充數量進(jìn)行調節控制。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述溝槽式過(guò)濾單元的孔隙度范圍在1500-2000m2/g。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述刺激單元通過(guò)設置于所述圓筒型耐壓容器內部?jì)啥说碾姌O以形成電勢差。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述刺激單元還包括設置于所述圓筒型耐壓容器內壁的電阻加熱條。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述阻隔單元為網(wǎng)狀結構，且孔隙內徑小于所述莢膜球外徑尺寸。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一連接管與第二連接管以及第三連接管均設有管道控制閥。
本發(fā)明還公開(kāi)了一種應用于污水處理的夾膜球的膜生物反應器的處理方法，包括以下步驟：
S1步驟，生物反應器內的污水通過(guò)抽取泵抽取至圓筒型耐壓容器，并通過(guò)所述過(guò)濾單元過(guò)濾，回收至儲存單元；
S2步驟，刺激單元工作對所述圓筒型耐壓容器內部的莢膜球施加外界刺激，使得所述莢膜球發(fā)生彎曲蠕動(dòng)；
S3步驟，曝氣單元工作，向所述圓筒型耐壓容器內部填充氣水混合物，實(shí)現對莢膜球表面的沖刷，抽水泵同時(shí)進(jìn)行反向抽取，將所述圓筒型耐壓容器內的沖刷物重新吸取至所述生物反應器內。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述S2步驟中的氣水混合物為第二收縮部?jì)缺Ａ粲羞^(guò)濾水與曝氣單元提供的氣體相混合形成。
與現有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
(1)一種應用于污水處理的夾膜球的膜生物反應器，是一種將膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機結合的新型水處理技術(shù)。它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物截留住，省掉二沉池。夾膜球生物反應器工藝通過(guò)夾膜球的分離技術(shù)大大強化了生物反應器的功能，使活性污泥濃度大大提高，其水力停留時(shí)間(HRT)和污泥停留時(shí)間(SRT)可以分別控制。其通過(guò)將分離工程中基于夾膜球的膜分離技術(shù)與傳統廢水生物處理技術(shù)有機結合，不僅省去了二沉池的建設，而且大大提高了固液分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌(特別是優(yōu)勢菌群)的出現，提高了生化反應速率。同時(shí)，通過(guò)降低F/M比減少剩余污泥產(chǎn)生量(甚至為零)，從而基本解決了傳統活性污泥法存在的許多突出問(wèn)題。這方面特點(diǎn)與膜工藝工藝類(lèi)似，又遠超過(guò)膜工藝工藝性能。
(2)出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩定，在膜工藝中，降解時(shí)間較長(cháng)的可溶性大分子化合物可以被膜截留下來(lái)并與污泥一起返回到生物反應器中，使這些化合物在生物反應器中的停留時(shí)間變長(cháng)，從而有利于微生物對這些化合物的降解；同時(shí)較長(cháng)的SRT可以使世代時(shí)間較長(cháng)的硝化細菌能夠在生物反應器中積累，提高了硝化效果。因此出水有機物含量較低，且總氮和總磷的含量也遠遠低于傳統活性污泥法。同時(shí)，由于膜單元采用微濾膜或超濾膜，因而不僅對水中懸浮物截留率高，而且可以去除細菌。
(3)夾膜球采用片狀設計，通過(guò)特殊加工技術(shù)實(shí)現片狀多孔隙度設計和生產(chǎn)，延長(cháng)使用壽命，比MBR使用壽命長(cháng)3倍以上，孔隙度達到頂級級別，達到1500-2000m2/g，大于一般的活性炭比表面積(約1000m2/g)，同時(shí)，其具有良好的機械穩定性、無(wú)斷絲現象。
(4)相比MBR膜生物反應器，本工藝基于夾膜球的膜生物反應器可以在更高的活性污泥濃度下保持高通量(通量即膜的產(chǎn)水量)的穩定運行。在實(shí)際使用的過(guò)程中，盡管預處理設施中會(huì )有格柵，除毛機等設備，但曝氣池中還難免進(jìn)入一些諸如毛發(fā)之類(lèi)的物體。而我們知道在曝氣的狀態(tài)下一般MBR膜始終處于一個(gè)抖動(dòng)或者亂序的狀態(tài)，于是這些毛發(fā)很容易使膜纏繞在一起，當污泥濃度達到一定程度，就會(huì )出現泥坨，使越來(lái)越多的膜纏繞在一起，大大減少了夾膜球的有效膜面積，引起膜通量的急劇下降，而且此類(lèi)問(wèn)題也很難修復，通常只能更換，而夾膜球不存在這個(gè)問(wèn)題，不易被外來(lái)物質(zhì)干擾正常運轉。本工藝膜生物反應器的適用活性污泥濃度(MLSS)范圍在10000mg/L以上，遠遠高于MBR膜生反應器，可以實(shí)現膜片之間間隙可控，便于氣液混流對膜面進(jìn)行在線(xiàn)清洗，抗污染性能優(yōu)越。此外，膜生物反應器可以通過(guò)調節組件底部的曝氣強度，通過(guò)氣水混合物在膜片表面的沖刷作用，很好的清除膜表面的附著(zhù)物，即便是由于某種不可知因素在膜表面產(chǎn)生了淤積的情況，也可以輕松將膜取出，通過(guò)低壓水槍沖洗的方法去除，使得膜能長(cháng)期有效的運行，而MBR膜難以通過(guò)這種方法清洗。
（發(fā)明人：季延濱）
