本發(fā)明涉及利用生物技術(shù)和膜分離技術(shù)的廢水處理設(shè)備，特別是一種好氧缺氧一體式AO膜生物反應(yīng)器，適合于處理城市生活污水、工業(yè)廢水以及含可生物降解有機物的特種廢水。

背景技術(shù)：

MBR又稱膜生物反應(yīng)器(Membrane Bio-Reactor )，是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，廣泛應(yīng)用于污水處理，水資源再生利用等領(lǐng)域。膜生物反應(yīng)器以膜組件取代傳統(tǒng)生物廢水處理技工藝中的二沉池，利用膜分離設(shè)備截留水中的活性污泥與大分子有機物?？稍谏锓磻?yīng)器中保持較高的污泥濃度，膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)活性污泥(MLSS)濃度可提升至8000~10000mg/L，甚至更高。MBR具有較高的有機負(fù)荷，從而減少了占地面積，并通過較長的污泥齡減少剩余污泥量，污泥齡(SRT)可長達(dá)30d以上。因分離膜的有效的截留作用，可保留世代周期較長的微生物，硝化菌在系統(tǒng)內(nèi)得以充分繁殖，其硝化效果明顯。而AO工藝，是英文Anoxic-Oxic第一個字母的簡稱（缺氧-好氧法），是一種常用的污水處理工藝，可用于二級污水處理或三級污水處理，以及中水回用，具有良好的脫氮除磷效果?，F(xiàn)有的膜生物反應(yīng)器一般采用好氧處理，其對N、P的去除效果較差。其膜組件一般為有機高分子膜，有機膜污染嚴(yán)重，清洗難度大，費用高；此外單純的好氧處理難以達(dá)標(biāo)排放；而傳統(tǒng)的AO脫氮除鱗工藝是由兩個單獨的A池與O池組成，分開運行，占地面積大，且需要將硝化液回流，增設(shè)回流裝置，流程復(fù)雜，費用高。因此，對其進(jìn)行改進(jìn)具有重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明之目的就是提供一種好氧缺氧一體式AO膜生物反應(yīng)器，可有效解決現(xiàn)有AO工藝中的硝化液回流，占地面積大，操作復(fù)雜，運行費用高的問題。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，一種好氧缺氧一體式AO膜生物反應(yīng)器，包括殼體，殼體為上部開口的中空結(jié)構(gòu)，殼體的底部為污泥區(qū)，污泥區(qū)上方的殼體內(nèi)腔被隔置成沿水平方向依次相鄰的好氧區(qū)、導(dǎo)流區(qū)和缺氧沉淀區(qū)，好氧區(qū)、導(dǎo)流區(qū)和缺氧沉淀區(qū)的底部均與污泥區(qū)的上部相連通，好氧區(qū)內(nèi)設(shè)置有曝氣管，曝氣管的進(jìn)氣端伸出殼體外并連接有風(fēng)機，好氧區(qū)與導(dǎo)流區(qū)之間的第一隔板頂面低于殼體側(cè)壁的頂面，第一隔板上部設(shè)置有溢流口，構(gòu)成好氧區(qū)與導(dǎo)流區(qū)頂部之間的脈動式溢流通道，導(dǎo)流區(qū)和缺氧沉淀區(qū)之間的第二隔板上端面高于第一隔板的上端面，使導(dǎo)流區(qū)和缺氧沉淀區(qū)的上部相隔離，缺氧沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)置陶瓷膜組件，陶瓷膜組件上裝有伸出殼體的出水管道，伸出部分的出水管道上設(shè)置有蠕動泵，構(gòu)成過濾式出水結(jié)構(gòu)；使用時，好氧區(qū)內(nèi)加入活性污泥，廢水首先進(jìn)入好氧區(qū)，啟動風(fēng)機，使其空氣進(jìn)入曝氣管，活性污泥在好氧區(qū)對廢水中的有機污染物進(jìn)行生物降解，曝氣為生物降解提供充足氧氣，同時由于曝氣使好氧區(qū)的廢水產(chǎn)生紊流脈動，好氧區(qū)的液面在紊流脈動的作用下上下波動，從而部分廢水通過溢流口進(jìn)入導(dǎo)流區(qū)，并從導(dǎo)流區(qū)底部進(jìn)入缺氧沉淀區(qū)或重新回到好氧區(qū)，活性污泥進(jìn)入缺氧沉淀區(qū)后沉淀到殼體底部的污泥區(qū)，再從污泥區(qū)回流進(jìn)入好氧區(qū)重新參與降解反應(yīng)，形成活性污泥與廢水內(nèi)循環(huán)，出水時，啟動蠕動泵，使安置在缺氧區(qū)的陶瓷膜組件在負(fù)壓的作用下從出水管道出水。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎獨特，簡單合理，易生產(chǎn)，易操作，成本低，運行效果好；實現(xiàn)了好氧與缺氧的一體化，占地面積小，無需另外設(shè)置回流裝置，簡化了流程。將陶瓷膜組件安置在缺氧沉淀區(qū)，由于缺氧沉淀區(qū)活性污泥沉降到池底，廢水較清澈，可以清楚的觀察到膜污染情況；沉降后的廢水過濾阻力小，膜污染程度較輕，延長了設(shè)備的使用壽命與膜清洗周期?？蓪崿F(xiàn)廢水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，使用方便，效果好，具有顯著的的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的剖視圖。

圖2為本發(fā)明的俯視圖。

圖3為本發(fā)明的第一個隔板的結(jié)構(gòu)示意圖（溢流口為三角形的實施例）。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

由圖1至圖3給出，本發(fā)明包括殼體1，殼體為上部開口的中空結(jié)構(gòu)，殼體的底部為污泥區(qū)4，污泥區(qū)4上方的殼體內(nèi)腔被隔置成沿水平方向依次相鄰的好氧區(qū)10、導(dǎo)流區(qū)9和缺氧沉淀區(qū)3，好氧區(qū)10、導(dǎo)流區(qū)9和缺氧沉淀區(qū)3的底部均與污泥區(qū)4的上部相連通，好氧區(qū)10內(nèi)設(shè)置有曝氣管8，曝氣管8的進(jìn)氣端伸出殼體外并連接有風(fēng)機7，好氧區(qū)10與導(dǎo)流區(qū)9之間的第一隔板11頂面低于殼體側(cè)壁的頂面，第一隔板11上部設(shè)置有溢流口14，構(gòu)成好氧區(qū)與導(dǎo)流區(qū)頂部之間的脈動式溢流通道，導(dǎo)流區(qū)9和缺氧沉淀區(qū)3之間的第二隔板15上端面高于第一隔板的上端面，使導(dǎo)流區(qū)9和缺氧沉淀區(qū)3的上部相隔離，起到穩(wěn)流的作用，缺氧沉淀區(qū)3內(nèi)設(shè)置陶瓷膜組件2，陶瓷膜組件2上裝有伸出殼體的出水管道，伸出部分的出水管道上設(shè)置有蠕動泵17，構(gòu)成過濾式出水結(jié)構(gòu)；使用時，好氧區(qū)10內(nèi)加入活性污泥，廢水首先進(jìn)入好氧區(qū)10，啟動風(fēng)機7，使其空氣進(jìn)入曝氣管8，活性污泥在好氧區(qū)對廢水中的有機污染物進(jìn)行生物降解，曝氣為生物降解提供充足氧氣，同時由于曝氣使好氧區(qū)的廢水產(chǎn)生紊流脈動，好氧區(qū)的液面12在紊流脈動的作用下上下波動，從而部分廢水通過溢流口進(jìn)入導(dǎo)流區(qū)，并從導(dǎo)流區(qū)9底部進(jìn)入缺氧沉淀區(qū)3或重新回到好氧區(qū)，活性污泥進(jìn)入缺氧沉淀區(qū)后沉淀到殼體底部的污泥區(qū)，再從污泥區(qū)回流進(jìn)入好氧區(qū)重新參與降解反應(yīng)，形成活性污泥與廢水內(nèi)循環(huán)，出水時，啟動蠕動泵，使安置在缺氧區(qū)3的陶瓷膜組件2在負(fù)壓的作用下從出水管道出水。

為保證使用效果，所述的好氧區(qū)10上方設(shè)置有與其相連通的進(jìn)水管道，進(jìn)水管道上設(shè)置有截止閥13，方便控制進(jìn)水量，以保證好氧區(qū)的上液面與好氧區(qū)頂面的間距，保證在曝氣后能夠使廢水溢流進(jìn)入導(dǎo)流區(qū)。

所述的污泥區(qū)4呈錐形，錐形的底部設(shè)置有排泥管6，排泥管6上設(shè)置有閥門5，可定期排放剩余污泥。

所述的蠕動泵與陶瓷膜組件之間的出水管道上設(shè)置有壓力表16，方便觀察記錄跨膜壓差的變化，判斷膜污染情況。

所述的溢流口14為三角形、梯形或矩形；所述好氧區(qū)10的液面12低于溢流口14的最低點。

本發(fā)明使用時，好氧區(qū)10內(nèi)加入活性污泥，打開進(jìn)水管道上的截止閥，廢水首先進(jìn)入好氧區(qū)10，啟動風(fēng)機7，使空氣進(jìn)入曝氣管8，廢水進(jìn)入好氧區(qū)進(jìn)行生物降解，曝氣為生物降解提供充足氧氣，同時由于曝氣使好氧區(qū)的廢水產(chǎn)生紊流脈動，好氧區(qū)的液面12在紊流脈動的作用下上下波動，從而部分廢水通過溢流口進(jìn)入導(dǎo)流區(qū)9，并從導(dǎo)流區(qū)9底部進(jìn)入缺氧沉淀區(qū)或重新回到好氧區(qū)，活性污泥進(jìn)入缺氧沉淀區(qū)后沉淀到殼體底部的污泥區(qū)，再從污泥區(qū)回流進(jìn)入好氧區(qū)重新參與降解反應(yīng)，形成活性污泥與廢水內(nèi)循環(huán)，出水時，啟動蠕動泵，使安置在缺氧沉淀區(qū)3的陶瓷膜組件2在負(fù)壓的作用下從出水管道出水，實現(xiàn)了污泥回流與硝化液回流的同步進(jìn)行，占地面積小，無需另外設(shè)置回流裝置，大大簡化了流程。將陶瓷膜組件安置在缺氧沉淀區(qū)，由于在缺氧沉淀區(qū)的活性污泥沉降到池底，廢水較清澈，可以清楚的觀察膜污染情況；清水過濾阻力小，對膜造成的污染及堵塞小，延長了設(shè)備的使用壽命，并且處理后的廢水達(dá)到了國家規(guī)定的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，使用方便，效果好，有良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。申請人進(jìn)行了反復(fù)試驗，均的得到了相同或相近似的試驗結(jié)果，具體實施案例如下：

實施案例1：應(yīng)用本發(fā)明的工藝處理土豆淀粉生產(chǎn)廢水。在本實施案例中，一體式AO膜生物反應(yīng)器的主要運行參數(shù)為：混合液懸浮污泥濃度在3000~4000mg/L，水力停留時間為8h，污泥齡為30~40d，反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度在4~6mg/L。生化反應(yīng)器的進(jìn)水為經(jīng)預(yù)處理后的 土豆淀粉生產(chǎn)廢水，主要的水質(zhì)指標(biāo)：COD濃度為700~1500mg/L，pH為7.5~8.5，TN（總氮濃度）為180~200mg/L，TP（總磷濃度）為16.8~19.4mg/L。工藝條件：整個系統(tǒng)為連續(xù)進(jìn)水和連續(xù)出水狀態(tài)，容積負(fù)荷為1.2-1.5kgBOD5/(m³_.d)，處理水量為5~8m³，占地面積為2m²。處理后出水水質(zhì)指標(biāo)為：COD 60~80mg/L，TN 12.1~14.5mg/L，TP 1.5-2.2mg/L。COD平均去除率達(dá)95%以上，TN的平均去除率達(dá)85%，TP的平均去除率達(dá)80%。處理后污水水質(zhì)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放基本控制項目》（GB18918——2002）二級標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)測算，本工藝的能耗為0.8KWh/m³，折合處理費用為0.48元/m³。

實施案例2：應(yīng)用本發(fā)明的工藝處理蝦青素生產(chǎn)廢水。在本實施案例中，一體式AO膜生物反應(yīng)器的主要運行參數(shù)：混合液懸浮污泥濃度在6000mg/L，水力停留時間為6h，污泥停留時間為30d，反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度在4~6mg/L。生化反應(yīng)器的進(jìn)水為經(jīng)過預(yù)處理后的蝦青素生產(chǎn)廢水，主要的水質(zhì)指標(biāo)：COD濃度在1700~2000mg/L，pH值在6.5~7.5左右，TN的濃度在200~250mg/L，TP的濃度在18.2~24.7mg/L。工藝條件：整個系統(tǒng)為連續(xù)進(jìn)水和連續(xù)出水狀態(tài)，容積負(fù)荷在0.8-1.0kgBOD5/(m³ d)，處理水量為30~50m³/d，占地面積約20m²。處理后出水水質(zhì)指標(biāo)為：COD 80~100mg/L，TN 15.4~20.3mg/L，TP 2.1-3.0mg/L。COD平均去除率達(dá)95%以上，TN的平均去除率達(dá)85%以上，TP的平均去除率達(dá)80%以上。處理后污水水質(zhì)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放基本控制項目》（GB18918—2002）二級標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)測算，本工藝的能耗為0.9KWh/m³，折合處理費用為0.54元/m³。

該工藝處理廢水最低能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放基本控制項目》三級標(biāo)準(zhǔn)，總氮的排放標(biāo)準(zhǔn)完全能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放基本控制項目》規(guī)定的一級標(biāo)準(zhǔn)。而且，可同步脫氮除磷，占地面積小，無需另外設(shè)置回流裝置，大大簡化了流程，將陶瓷膜組件安置在缺氧區(qū)，清水過濾阻力小，對膜造成的污染及堵塞小，延長了設(shè)備的使用壽命；同時，使用無機陶瓷膜組件，進(jìn)一步提高了膜單元的抗污染能力，減少了膜清洗頻率節(jié)省了操作費用。本工藝使用方便，運行費用低，效果好，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。