專利名稱：反應(yīng)/分離－分區(qū)式膜生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種污水處理裝置——膜生物反應(yīng)器，特別是涉及一種將生化處理與膜分離技術(shù)相結(jié)合的膜生物反應(yīng)器，可實(shí)現(xiàn)對污水的深度處理，處理出水水質(zhì)優(yōu)良可回用。
背景技術(shù)：
由于膜分離技術(shù)具有分離精度高、占地少等眾多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于污水處理。其中，將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)生化技術(shù)相互鑲嵌而發(fā)展起來的膜生物反應(yīng)器就是其在污水處理中的一個(gè)重要應(yīng)用，已逐漸得到推廣。眾所周知，目前工業(yè)應(yīng)用的膜生物反應(yīng)器主要有浸沒式和外置式兩種形式。對于外置式膜生物反應(yīng)器，膜分離單元設(shè)置于生化單元(活性污泥曝氣池)之外，一般采用大功率泵實(shí)現(xiàn)活性污泥在生化單元與膜分離單元間的循環(huán)，并要在膜表面形成足夠大的壓力和速度，以實(shí)現(xiàn)錯(cuò)流過濾，動(dòng)力消耗通常很大(2-10Kw.h/m3)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于浸沒式膜生物反應(yīng)器的能耗。對浸沒式膜生物反應(yīng)器，直接將膜組件浸入生化單元中，不需要采用大功率泵對水與活性污泥輸送，直接在生化單元中利用膜組件實(shí)現(xiàn)水與污泥的分離，由于污泥會(huì)在膜表面沉積造成膜污染，必須保證膜表面有一定的速度梯度以減緩膜污染，而膜表面速度梯度通常采用提高曝氣量來實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致浸沒式膜生物反應(yīng)器中曝氣能耗占總能耗的80～100％，較常規(guī)活性污泥法曝氣能耗多得多。此外浸沒式膜生物反應(yīng)器中活性污泥的濃度還是影響膜污染的一個(gè)重要因素，解決高活性污泥濃度引起的膜污染、降低曝氣能耗對于浸沒式膜生物反應(yīng)器尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有浸沒式膜生物反應(yīng)器曝氣能耗高以及高活性污泥濃度加重膜污染、影響膜通量的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種新型反應(yīng)/分離——分區(qū)式膜生物反應(yīng)器。它將生化反應(yīng)區(qū)與膜分離區(qū)相分離，進(jìn)而分別控制，并采用特殊的結(jié)構(gòu)對進(jìn)入膜分離區(qū)的污水進(jìn)行預(yù)處理，截留大部分活性污泥，降低了膜分離區(qū)的活性污泥濃度。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是反應(yīng)/分離——分區(qū)式膜生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器外殼體，在反應(yīng)器外殼體內(nèi)設(shè)置有直立的內(nèi)筒和套筒及倒錐筒，內(nèi)筒下端與反應(yīng)器外殼體的底壁固定連接。套筒套裝在內(nèi)筒上，套筒與內(nèi)筒間有間隙，為活性污泥沉降時(shí)的導(dǎo)流通道。倒錐筒套裝在內(nèi)筒上，其下端口與套筒上端口固定連接。內(nèi)筒、套筒、倒錐筒將反應(yīng)器外殼體的內(nèi)部空間分隔成生化反應(yīng)區(qū)A、沉降區(qū)C和膜分離區(qū)B。內(nèi)筒上端筒壁上有溢流孔，內(nèi)筒下端筒壁上有污泥回流口。在反應(yīng)器殼體內(nèi)的生化反應(yīng)區(qū)設(shè)有進(jìn)水管，進(jìn)水管與反應(yīng)器外殼固定連接，上端置于反應(yīng)器之外，下端與開有許多小孔的布水管固定連接。在生化反應(yīng)區(qū)A的下部裝設(shè)有生化反應(yīng)區(qū)曝氣裝置。在生化反應(yīng)區(qū)A的底部裝設(shè)有排泥管，排泥管與反應(yīng)器外殼固定連接，上端置于反應(yīng)器之外。在膜分離區(qū)B內(nèi)裝設(shè)有膜組件和膜分離區(qū)曝氣裝置。在膜分離區(qū)曝氣裝置的下方依次裝設(shè)有防擾動(dòng)隔板和導(dǎo)流板，防擾動(dòng)隔板和導(dǎo)流板分別與內(nèi)筒的內(nèi)壁固定連接。
工作原理待處理的污水經(jīng)進(jìn)水管、布水管進(jìn)入生化反應(yīng)區(qū)，進(jìn)行生化處理。經(jīng)生化處理后的污水經(jīng)倒錐筒的外緣進(jìn)入沉降區(qū)，首先在沉降區(qū)進(jìn)行沉淀，去除大部分的活性污泥，上清液從內(nèi)筒體上部開設(shè)的溢流孔進(jìn)入膜分離區(qū)，從而降低了膜分離區(qū)的活性污泥濃度，減緩了膜污染，提高了膜通量。生化反應(yīng)區(qū)與膜分離區(qū)采用不同的曝氣系統(tǒng)，根據(jù)各自對流場、溶解氧濃度以及一些其它方面的要求分別設(shè)計(jì)和控制。由于已將膜分離區(qū)與生化反應(yīng)區(qū)相隔離，生化反應(yīng)區(qū)曝氣只考慮生化對曝氣的需求，無需考慮加大曝氣量、減緩膜污染，因此生化反應(yīng)區(qū)的曝氣量低于傳統(tǒng)的浸沒式膜生物反應(yīng)器，從而降低了曝氣能耗。沉降區(qū)下部為套筒與內(nèi)筒間的間隙所構(gòu)成的污泥導(dǎo)流通道。污泥導(dǎo)流通道的末端處于生化反應(yīng)區(qū)的曝氣裝置曝氣時(shí)所形成的負(fù)壓區(qū)內(nèi)，從沉降區(qū)沉淀下來活性污泥在重力和負(fù)壓的作用下沿污泥導(dǎo)流通道返回到生化反應(yīng)區(qū)。內(nèi)筒的下部側(cè)壁上開有活性污泥回流口，下部內(nèi)側(cè)設(shè)有防擾動(dòng)隔板和導(dǎo)流板，在膜分離區(qū)被截流下來的細(xì)小活性污泥、未被降解的大分子等沉降后沿導(dǎo)流板從活性污泥回流孔流入污泥導(dǎo)流通道中，與沉降區(qū)沉降下來的活性污泥一起返回到生化反應(yīng)區(qū)，從而避免生化反應(yīng)區(qū)活性污泥的流失。
本實(shí)用新型的有益效果是，同時(shí)實(shí)現(xiàn)生化反應(yīng)區(qū)高活性污泥濃度、低曝氣量，及膜分離區(qū)低活性污泥濃度、高曝氣量、膜面高剪切速度，減緩膜污染，延長膜的使用壽命，提高膜通量的同時(shí)降低了曝氣能耗。


圖1是反應(yīng)/分離——分區(qū)式膜生物反應(yīng)器原理結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
反應(yīng)/分離——分區(qū)式膜生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器外殼體1，在反應(yīng)器外殼體1內(nèi)豎直設(shè)置有內(nèi)筒體10，內(nèi)筒體10的下端與反應(yīng)器外殼體1底壁固定連接，在內(nèi)筒體10的上、下端分別有溢流孔V和污泥回流孔IV。在內(nèi)筒體上套裝有倒錐筒4和套筒5，倒錐筒4的下端口與套筒5的上端口固定連接。內(nèi)筒體10與套筒5之間的間隙為污泥導(dǎo)流通道11。倒錐筒4、套筒5、內(nèi)筒體10將反應(yīng)器外殼體1的內(nèi)部空間分隔成生化反應(yīng)區(qū)A、沉降區(qū)C和膜分離區(qū)B。在反應(yīng)器外殼體1的生化反應(yīng)區(qū)A內(nèi)設(shè)置有進(jìn)水管2，進(jìn)水管2與反應(yīng)器外殼體1固定連接，進(jìn)水管2上端置于反應(yīng)器之外，下端與開有許多小孔的布水管3固定連接。在生化反應(yīng)區(qū)A的下部裝設(shè)有生化反應(yīng)區(qū)曝氣裝置13。在內(nèi)筒體10內(nèi)依次裝設(shè)有膜組件6、膜分離區(qū)曝氣裝置7、防擾動(dòng)隔板8和導(dǎo)流板9。防擾動(dòng)隔板8、導(dǎo)流板9分別與內(nèi)筒體10的內(nèi)壁固定連接。在反應(yīng)器外殼體1的底壁上設(shè)置有排泥管12，排泥管12的另一端口置于反應(yīng)器之外。
待處理污水經(jīng)過預(yù)處理后從入水口I經(jīng)進(jìn)水管2、布水管3進(jìn)入膜生物反應(yīng)器的生化反應(yīng)區(qū)A中，生化反應(yīng)區(qū)曝氣裝置13適當(dāng)?shù)钠貧馐沟梦鬯c生化反應(yīng)區(qū)中的活性污泥充分接觸，并為活性污泥降解污水中的有機(jī)物提供氧份，實(shí)現(xiàn)對污水的生物處理。經(jīng)過生物降解的污水在反應(yīng)器上部進(jìn)入沉降區(qū)C，沉降區(qū)上清液從直立筒體上部開設(shè)的溢流孔V進(jìn)入膜分離區(qū)B，沉降下來的活性污泥沿污泥導(dǎo)流通道11返回到生化反應(yīng)區(qū)A中，提高生化反應(yīng)區(qū)A中活性污泥濃度的同時(shí)降低了膜分離區(qū)B的活性污泥濃度。膜組件6在負(fù)壓泵抽吸形成的負(fù)壓下，對從溢流孔V進(jìn)入膜分離區(qū)B的沉降區(qū)上清液進(jìn)行分離，截留活性污泥、大分子有機(jī)物等雜質(zhì)。與此同時(shí)，膜分離區(qū)曝氣裝置7連續(xù)或間斷性曝氣，提高膜表面的剪切速度，有效的減緩和控制了膜的污染，提高了膜通量。經(jīng)過膜分離的凈化水從出水口II排出，被膜截流下來的活性污泥、未被降解的大分子有機(jī)物等沉降到污泥導(dǎo)流板9并在重力的作用下從污泥回流口IV進(jìn)入污泥導(dǎo)流通道11，返回到生化反應(yīng)區(qū)A中。當(dāng)運(yùn)行一定時(shí)間后，生化反應(yīng)區(qū)A中的活性污泥濃度過高，或活性污泥活性過低需排放活性污泥時(shí)。啟動(dòng)污泥泵，污泥從排泥口III排出。在上述過程中生化反應(yīng)區(qū)曝氣裝置13與膜分離區(qū)曝氣裝置7相互獨(dú)立，在結(jié)構(gòu)以及操作參數(shù)上可根據(jù)各自所在區(qū)域?qū)α鲌?、曝氣量等要求?dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)，減少了不必要的曝氣能耗，沉降區(qū)C的存在有效的降低了膜分離區(qū)B中活性污泥的濃度，減緩了膜的污染，提高了膜通量，延長了膜的使用壽命。
權(quán)利要求1.反應(yīng)/分離——分區(qū)式膜生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器外殼體(1)，其特征是在外殼體(1)內(nèi)豎直設(shè)置有內(nèi)筒體(10)，內(nèi)筒體(10)的下端與反應(yīng)器外殼體(1)底壁固定連接，在內(nèi)筒體(10)的上、下端分別有溢流孔(V)和污泥回流孔(IV)，在內(nèi)筒體上套裝有倒錐筒(4)和套筒(5)，倒錐筒(4)的下端口與套筒(5)的上端口固定連接，內(nèi)筒體(10)與套筒(5)之間的間隙為污泥導(dǎo)流通道(11)；倒錐筒(4)、套筒(5)、內(nèi)筒體(10)將反應(yīng)器外殼體(1)的內(nèi)部空間分隔成生化反應(yīng)區(qū)(A)、沉降區(qū)(C)和膜分離區(qū)(B)，在反應(yīng)器外殼體(1)的生化反應(yīng)區(qū)(A)內(nèi)設(shè)置有進(jìn)水管(2)，進(jìn)水管(2)與外殼體(1)固定連接，在進(jìn)水管(2)的下端與帶多個(gè)小孔的布水管(3)固定連接，在生化反應(yīng)區(qū)(A)的下部裝設(shè)有生化反應(yīng)區(qū)曝氣裝置(13)，在內(nèi)筒體(10)內(nèi)依次裝設(shè)有膜組件(6)、膜分離區(qū)曝氣裝置(7)、防擾動(dòng)隔板(8)和導(dǎo)流板(9)，防擾動(dòng)隔板(8)、導(dǎo)流板(9)分別與內(nèi)筒體(10)的內(nèi)壁固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)/分離——分區(qū)式膜生物反應(yīng)器，其特征是生化反應(yīng)區(qū)(A)內(nèi)設(shè)置的生化反應(yīng)區(qū)曝氣裝置(13)與膜分離區(qū)(B)內(nèi)設(shè)置的膜分離區(qū)曝氣裝置(7)相互獨(dú)立。
專利摘要一種能夠?qū)ξ鬯M(jìn)行深度處理的反應(yīng)/分離—分區(qū)式膜生物反應(yīng)器。它是對傳統(tǒng)的膜生物反應(yīng)器的一種改進(jìn)，是利用倒錐筒、套筒、內(nèi)筒體將反應(yīng)器外殼體的內(nèi)部空間分隔成生化反應(yīng)區(qū)A、沉降區(qū)C和膜分離區(qū)B。沉降區(qū)C對進(jìn)入膜分離區(qū)B的污水進(jìn)行沉降預(yù)處理。生化反應(yīng)區(qū)A和膜分離區(qū)B分別采獨(dú)立的曝氣裝置，兩曝氣裝置根據(jù)各自所在區(qū)域?qū)ζ貧獾男枨蠓謩e設(shè)計(jì)和參數(shù)控制。生化反應(yīng)區(qū)A高活性污泥濃度、低曝氣量，膜分離區(qū)B低活性污泥濃度、高曝氣量、膜面高剪切速度，減緩膜污染，延長膜的使用壽命，提高膜通量的同時(shí)降低曝氣能耗。
文檔編號(hào)C02F3/02GK2900507SQ20062009049
公開日2007年5月16日 申請日期2006年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月24日
發(fā)明者楊明珍, 趙軍, 郎咸明, 汪國剛, 李宇斌 申請人:遼寧省環(huán)境科學(xué)研究院