專利名稱：一種抗膜污染的膜生物反應器應用工藝的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種抗膜污染的膜生物反應器應用工藝，該工藝主要是針對膜生物反 應器中膜污染嚴重的問題，而開發(fā)的一種有效防治膜污染的應用工藝，屬于環(huán)境保護領域。
背景技術(shù)：
膜生物反應器(MBR)是近年新開發(fā)的污水處理與回用技術(shù)。是將膜分離技術(shù)與傳 統(tǒng)污水生物處理技術(shù)有機結(jié)合而產(chǎn)生的廢水處理新技術(shù)，具有出水質(zhì)量高、占地面積小、結(jié) 構(gòu)緊湊、剩余污泥量小以及易于自動控制等優(yōu)點。目前，MBR已成功應用于污水回用和難降 解工業(yè)廢水的處理，隨著更加嚴格的污水排放標準和污水回用戰(zhàn)略的實施，MBR技術(shù)必將具 有更加廣闊的應用前景。高能耗是阻礙MBR工藝發(fā)展的瓶頸，研究表明膜污染是導致MBR高能耗的關鍵所 在。膜生物反應器存在以下缺點(1)膜組件直接放入生化反應器中，較高的污泥濃度以及 污泥濃度的變化造成了嚴重的膜污染，膜通量小，廢水處理能量降低。(2)因膜污染嚴重，對 膜組件的清洗較頻率高，膜組件的使用年限降低。(3)污泥排放只能以排放混合液的方式進 行，排放的體積大，費用高?？傊?，膜污染降低了 MBR的處理能力、縮短了膜的使用壽命、增 加了操作成本、制約了 MBR工藝的進一步發(fā)展和廣泛應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種抗膜污染的膜生物反應器應用工藝，它提供了一種能有效減輕膜 污染且運行能耗低、結(jié)構(gòu)緊湊、處理效果穩(wěn)定的抗膜污染的膜生物反應器應用工藝。本發(fā)明 的主要目的在于減少膜污染，增加膜通量，延長膜的使用壽命，降低運行費用，推進膜生物 反應器的進一步發(fā)展和廣泛應用。本發(fā)明的特征在于抗膜污染的膜生物反應器應用工藝的生化反應區(qū)、沉淀區(qū)和 澄清過濾區(qū)為一體式構(gòu)造；將生化降解反應與膜過濾分離；將膜組件置于反應器的澄清過 濾區(qū)，在膜組件下方設置大氣泡曝氣裝置，對膜表面進行連續(xù)或間斷的氣泡擦洗；膜組件在 澄清過濾區(qū)，污泥濃度很低，加之大氣泡擦洗，有效減少了膜污染的發(fā)生，大幅度的提高了 膜通量，膜通量提高30% 200%。污泥通過沉淀區(qū)自動回流至生化反應區(qū)；剩余污泥在沉 淀區(qū)依靠靜壓自動排除。整個體系無混合液及污泥回流管道，消除了膜組件對生物反應區(qū) 流態(tài)的影響。


圖1 方形、長方形的抗膜污染的膜生物反應器應用工藝圖。1.進水 2.風 機3.負壓出水泵4.曝氣管5.生化反應區(qū)6.溢流板7.混合液溢流8.沉淀區(qū) 9.污泥回流10.擋流板11.膜組件12.大氣泡曝氣管13.澄清過濾區(qū)圖2:圓形的抗膜污染的膜生物反應器應用工藝圖。1.進水2.污泥回流3.沉 降區(qū)4.排泥管5.膜組件6.澄清過濾區(qū)7.導流區(qū)8.曝氣裝置9.生化反應區(qū)
具體實施例方式實施例1 請參照圖1，采用長方形的抗膜污染的膜生物反應器應用工藝處理一個規(guī)模為 500m3/d的小區(qū)生活污水，和另一個處理規(guī)模相同的膜生物反應器進行了能耗、膜污染、膜 通量及運行費用等的對比。膜生物反應器的尺寸為長、寬、高分別為12m、4m、3m，中空纖維膜組件高度為1 米，在膜組件下單獨設有曝氣管，氣水比為25 1，即總曝氣量為500m3/h。而采用本發(fā)明的抗膜污染的膜生物反應器應用工藝的反應器尺寸為，長、寬、高分 別為11米、4米、3米，形狀見圖1，其中生化反應區(qū)的尺寸為8mX4mX3m，即96m3，沉淀區(qū) 的體積為12m3，澄清過濾區(qū)為24m3，膜組件高度為1米，放置在澄清過濾區(qū)。生化反應區(qū)的 氣水比為8 1，氣泡擦洗膜組件的曝氣量為20m3/d，兩者合計的曝氣量為140m3/d。在膜通量檢測方面，膜生物反應器正常運行時的膜通量為20L/m2.h，需要膜組件 的面積約是1000m2，本發(fā)明的抗膜污染的膜生物反應器應用工藝正常運行時的膜通量為 45L/m2. h，需要膜組件的面積約是470m2，兩者相比節(jié)約膜組件面積530m2在膜的清洗頻率方面，在相同的停抽比和水力反洗條件下，膜生物反應器每兩個 月需進行一次化學清洗，而本發(fā)明的抗膜污染的膜生物反應器應用工藝一直運行了半年未 出現(xiàn)通量衰減現(xiàn)象。在污泥排放方面，由于膜組件和反應器的分離，反應器污泥的濃度可以保持較高 的濃度，污泥排放量小，且排放的是沉淀濃縮污泥，污泥的處理費用很低。而傳統(tǒng)的膜生物 反應器每天需排除IOm3混合液進行處理。采用本發(fā)明的抗膜污染的膜生物反應器應用工藝，在相同或相當?shù)臈l件下，運行 費用較普通的膜生物反應器節(jié)省10% 30%，膜通量提高30%以上，有效減少了膜污染和 膜組件的化學清洗頻率，污泥處理量和處理費用大幅度降低。實施例2:印染廢水處理站采用的是膜生物反應器，水力停留時間為10h，處理能力為250m3/ d。現(xiàn)在隨生產(chǎn)能力的提高，需要處理的廢水達到了 300m3/d左右，為了提高處理能力，降低 運行費用，按照本發(fā)明的抗膜污染的膜生物反應器應用工藝進行了改造，在普通的膜生物 反應器基礎上，把原體積的五分之一改造成沉淀區(qū)和澄清過濾區(qū)，改造后的生化反應區(qū)污 泥濃度較改造前提高了 2000mg/L左右，在相同的污泥負荷條件下處理能力提高了 30%，膜 組件設在澄清過濾區(qū)，相同的膜組件在澄清過濾區(qū)的膜通量比在生化反應區(qū)的膜通量提高 60%以上，改造后，在處理水量增加50m3/d的情況下，所需的膜組件數(shù)減少了，原先的膜組 件完全能滿足需要。改造后的氣水比和改造前保持一致，改造后污泥排放量大為減少，膜組 件的化學清洗周期由原先的2個月延長到半年。改造后廢水處理能力增加了，而運行費用 卻有所減少，滿足了生產(chǎn)的需要和改造要求。從實施例1和實施例2得出采用本發(fā)明的一種抗膜污染的膜生物反應器應用工 藝，較傳統(tǒng)的膜生物反應器在膜通量上有較大的提高，膜通量可提高30%以上。減少了膜組 件的化學清洗頻率，在運行費用上也較大的節(jié)省(節(jié)省10% 30%)；采用本發(fā)明的一種 抗膜污染的膜生物反應器應用工藝，可對現(xiàn)有膜生物反應器進行工藝改造，來提高處理能力，并減少運行費用。 本發(fā)明提出的一種抗膜污染的膜生物反應器應用工藝，已通過實施例進行了描 述，相關技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明的內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的內(nèi)容進行改 動或適當變更與組合，來實現(xiàn)本發(fā)明。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領 域技術(shù)人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明的精神、范圍和內(nèi)容中。
權(quán)利要求
一種抗膜污染的膜生物反應器應用工藝，其特征在于抗膜污染的膜生物反應器應用工藝的生化反應區(qū)、沉淀區(qū)和澄清過濾區(qū)是一體式構(gòu)造，將生物降解反應與膜過濾分離，將膜組件置于反應器的澄清過濾區(qū)，在膜組件下方設置大氣泡曝氣裝置，對膜表面進行的氣泡擦洗；膜組件在澄清過濾區(qū)，污泥濃度很低，加之大氣泡擦洗，有效減少了膜污染的發(fā)生，大幅度的提高了膜通量；污泥通過污泥沉淀區(qū)自動回流至反應區(qū)；剩余污泥在污泥沉淀區(qū)依靠靜壓自動排除；整個體系無混合液及污泥回流管道，消除了膜組件對反應區(qū)流態(tài)的影響。
2.如權(quán)利要求1所描述的一種抗膜污染的膜生物反應器應用工藝，其特征是所述的抗 膜污染的膜生物反應器應用工藝的生化反應區(qū)、沉淀區(qū)和澄清過濾區(qū)為一體式構(gòu)造。包括 方形、長方形和圓形構(gòu)造，沉淀區(qū)和澄清過濾區(qū)在一體式構(gòu)造的一邊、兩邊、三邊或四周；還 包括將生化降解反應區(qū)與膜過濾區(qū)分離，將膜組件置于反應器的澄清區(qū)。
3.如權(quán)利要求1所描述的一種抗膜污染的膜生物反應器應用工藝，其特征是所述的在 膜組件下方設置大氣泡曝氣裝置，對膜表面進行連續(xù)的或間斷的氣泡擦洗；
4.如權(quán)利要求1所描述一種抗膜污染的膜生物反應器應用工藝，其特征是所述的污泥 通過沉淀區(qū)自動回流至反應區(qū)；剩余污泥在沉淀區(qū)依靠靜壓自動排出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗膜污染的膜生物反應器應用工藝，它提供了一種使用范圍廣，運行能耗低，結(jié)構(gòu)緊湊，處理效果穩(wěn)定，能同時減輕膜污染、提高膜通量的應用工藝。主要目的是在于克服膜生物反應器嚴重的膜污染問題以及提高膜通量。本發(fā)明的特征在于抗膜污染的膜生物反應器應用工藝的生化物反應區(qū)、沉淀區(qū)和澄清過濾區(qū)為一體式構(gòu)造；將膜過濾與生化反應置于不同的區(qū)域，將膜組件置于反應器的澄清過濾區(qū)，在膜組件下方設置大氣泡曝氣裝置，用大氣泡擦洗膜表面進一步減輕膜污染。本發(fā)明無循環(huán)管，無回流閥，降低了建造和運行成本，易于操作，并有效降低了膜污染，膜通量大，膜的使用壽命延長。本發(fā)明有效地減少了膜污染的發(fā)生、發(fā)展，提高了膜通量，減少了膜組件的投資和更換費用，抗膜污染的膜生物反應器應用工藝的開發(fā)，擴大了膜技術(shù)的應用范圍。
文檔編號C02F1/44GK101898851SQ20101015449
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者張宏偉, 張景麗, 曹占平 申請人:天津工業(yè)大學