本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，特別是一種結(jié)合序批式活性污泥系統(tǒng)與動態(tài)膜生物反應(yīng)器的序批式動態(tài)膜生物反應(yīng)器，以及其運行方法。
背景技術(shù)：
膜生物反應(yīng)器(Membrane bioreactor,MBR)是一種具有處理效率高、出水水質(zhì)優(yōu)良、占地省、操作管理方便等技術(shù)優(yōu)勢水處理技術(shù)。然而，作為其運氣環(huán)節(jié)之一，膜生物反應(yīng)器所需的高曝氣吹掃過程導致其運行費用較高，在一定程度上限制了MBR的工程應(yīng)用與推廣。
作為MBR技術(shù)的一種改進，利用較大孔徑的廉價微網(wǎng)材料(例如無紡布)作為基材替代傳統(tǒng)的膜(例如中空纖維膜)，以其過濾污泥混合液時形成的污泥絮體層來實現(xiàn)近似于微濾膜的過濾效果，該技術(shù)稱為動態(tài)生物膜，簡稱D-MBR。由于膜材料的改進，動態(tài)生物膜形成的污泥絮體層可隨時被清洗更新，但是，其存在的問題是其污泥絮體層形成的過程不易控制，此外，運行過程中污泥絮體層(相當于膜層)逐漸增厚而增加了過濾阻力，且運行中曝氣污泥絮體層易脫落，需要定期曝氣清洗。
序批式活性污泥系統(tǒng)(SBR)具有水力停留時間長(一個周期接近20h)、占地面積大的缺陷，且SBR產(chǎn)水水質(zhì)受活性污泥系統(tǒng)的影響較大，當活性污泥沉降性能不好時會導致產(chǎn)水水量減少，當大量污泥上浮時則產(chǎn)水水質(zhì)變差，因此存在產(chǎn)水不穩(wěn)定的缺陷。此外，當系統(tǒng)中的活性污泥膨脹時還可能進一步導致系統(tǒng)不能產(chǎn)水。另一方面，SBR中潷水器的自動化控制要求較高，因此其系統(tǒng)管理要求較高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)，綜合動態(tài)膜和序批式活性污泥系統(tǒng)的優(yōu)勢，提供一種出水品質(zhì)穩(wěn)定的序批式動態(tài)膜生物反應(yīng)器。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供序批式動態(tài)膜生物反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括進水調(diào)節(jié)池1、序批式活性污泥系統(tǒng)、動態(tài)膜生物反應(yīng)器3和管路，其特征在于序批式活性污泥系統(tǒng)具有曝氣池2，動態(tài)膜生物反應(yīng)器3設(shè)置在曝氣池2內(nèi)的上部，所述進水調(diào)節(jié)池1通過進水管路與曝氣池2的上部連接，所述進水管路上設(shè)置進水泵7，曝氣池2的中部通過回流管路與進水調(diào)節(jié)池1連接，所述回流管路設(shè)置在線濁度儀4和回流閥5，所述回流管路上設(shè)有出水支路，所述出水支路設(shè)置流量計8和出水閥6。
在本發(fā)明中，動態(tài)膜生物反應(yīng)器3中的膜是尼龍、無紡布或不銹鋼網(wǎng)膜。
在本發(fā)明中，所述膜的孔徑是50-1000目。
可選地，所述膜組件形式可以是管式、平板式或中空式膜組件，它們都是市場上能夠購買獲得產(chǎn)品。
序批式動態(tài)膜生物反應(yīng)器的運行方法包括以下步驟：
當曝氣池2中的水處于曝氣狀態(tài)時，進水泵7、回流閥5和出水閥6均關(guān)閉，通過曝氣池2的曝氣裝置進行曝氣1-4小時，
b回流階段
停止曝氣池2的曝氣，打開回流閥5且關(guān)閉出水閥6，通過在線濁度儀4監(jiān)測流經(jīng)回流管路中的水的濁度；
c產(chǎn)水階段
當流經(jīng)回流管路中的水的濁度小于1NTU時，關(guān)閉進水泵7和回流閥5，打開出水閥6進行產(chǎn)水；并通過出水支路的流量計8獲取產(chǎn)水階段的初始流量；
d停止產(chǎn)水
通過出水支路的流量計8獲取產(chǎn)水階段的實時流量，當實時流量與初始流量相比衰減10％時，或膜池到達低液位，關(guān)閉出水閥6，并啟動進水泵7，重復運行步驟a。
其中，在步驟b中，回流管路的流量可以通過電磁流量計進行調(diào)節(jié)。通常，步驟b持續(xù)時間小于10min。
本發(fā)明通過序批式活性污泥系統(tǒng)與膜生物反應(yīng)器的結(jié)合，形成SBR動態(tài)膜生物反應(yīng)器，獲得高效的過濾性能。針對D-MBR成膜不易控制的缺點，本發(fā)明通過SBR曝氣結(jié)束后在活性污泥完全沉降前迅速大通量產(chǎn)水，通過大通量產(chǎn)水產(chǎn)生的拖曳力使大量污泥粘附在大孔徑微網(wǎng)膜面，迅速形成動態(tài)膜過濾層；動態(tài)膜與SBR結(jié)合，在SBR曝氣結(jié)束后活性污泥初始沉降的前10min鐘迅速成膜，待污泥沉降之后開始產(chǎn)水，成膜后實現(xiàn)了在低污泥濃度或者上清液中進行過濾的特點，有效解決了動態(tài)膜運行中污泥膜層逐漸增厚導致過濾阻力增加，或者運行中曝氣導致的污泥膜層易脫落等問題；動態(tài)膜在SBR沉降后開始產(chǎn)水無需曝氣，并且動態(tài)膜的清洗也與SBR工藝的曝氣運行相結(jié)合，整體上實現(xiàn)了動態(tài)膜運行能耗的節(jié)約。動態(tài)膜與SBR結(jié)合最大的優(yōu)點就是實現(xiàn)了高品質(zhì)穩(wěn)定產(chǎn)水的效果，同時動態(tài)膜能夠較高的通量運行縮短產(chǎn)水時間，有效減少SBR的停留時間。
本發(fā)明將SBR的周期曝氣、靜置、產(chǎn)水與動態(tài)膜的清洗、成膜、過濾階段結(jié)合。SBR的靜置階段的開始即從停止曝氣開始為動態(tài)膜的成膜階段，成膜初始階段大通量自流產(chǎn)水(≥400LMH)，通過大通量產(chǎn)水的拖曳力使膜面形成一定厚度的泥餅層，當產(chǎn)水濁度小于1NTU之后動態(tài)膜的過濾產(chǎn)水運行階段開始，當產(chǎn)水通量衰減10％時，過濾階段結(jié)束，同時開始SBR的曝氣運行階段即動態(tài)膜的清洗階段，通過SBR的大曝氣階段之后實現(xiàn)了好氧系統(tǒng)的曝氣運行，有效去除污水中COD、氨氮等，同時實現(xiàn)了動態(tài)膜的膜面泥層的有效清洗，依次往復實現(xiàn)了SBR與動態(tài)膜技術(shù)有效結(jié)合。
【附圖說明】
圖1是本發(fā)明的序批式動態(tài)膜生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
1、進水調(diào)節(jié)池；2、曝氣池；3、動態(tài)膜生物反應(yīng)器；4、在線濁度儀；5、回流閥；6、出水閥；7、進水泵；8、流量計。
【具體實施方式】
以下實施例用于非限制性地解釋本發(fā)明的技術(shù)方案。
實施例1
如圖1所示的序批式動態(tài)膜生物反應(yīng)器，包括通過管路連接的進水調(diào)節(jié)池1、序批式活性污泥系統(tǒng)和動態(tài)膜生物反應(yīng)器3和管路，其中，動態(tài)膜生物反應(yīng)器3設(shè)置在序批式活性污泥系統(tǒng)的曝氣池2內(nèi)的上部、位于清液區(qū)，進水調(diào)節(jié)池1通過進水管路與曝氣池2的上部清液區(qū)連接，進水管路上設(shè)置進水泵7。
曝氣池2的中部通過回流管路與進水調(diào)節(jié)池1連接，回流管路設(shè)置在線濁度儀4和回流閥5，回流管路上還設(shè)有出水支路，出水支路設(shè)置流量計8和出水閥6。
動態(tài)膜生物反應(yīng)器3中的膜選用無紡布材料制成的膜，其孔徑為1000目。
運行時，當曝氣池2中的水處于曝氣狀態(tài)時，進水泵7、回流閥5和出水閥6均關(guān)閉，通過曝氣池2的曝氣裝置進行曝氣2小時；然后，停止曝氣池2的曝氣，打開回流閥5且關(guān)閉出水閥6，通過在線濁度儀4監(jiān)測流經(jīng)回流管路中的水的濁度(此階段通常不超過10min)；然后，當流經(jīng)回流管路中的水的濁度小于1NTU時，關(guān)閉進水泵7和回流閥5，打開出水閥6進行產(chǎn)水；并通過出水支路的流量計8獲取產(chǎn)水階段的初始流量；通過出水支路的流量計8獲取產(chǎn)水階段的實時流量，當實時流量與初始流量相比衰減10％時，或膜池到達低液位，關(guān)閉出水閥6，并啟動進水泵7，重復運行步驟a。
本發(fā)明通過將動態(tài)膜生物反應(yīng)器置于SBR反應(yīng)器內(nèi)，并處于上層清液區(qū)域，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)出水同時還具有占地面積小的優(yōu)點。
另一方面，由于結(jié)合了序批式活性污泥系統(tǒng)與生物膜反應(yīng)器技術(shù)，有效克服了現(xiàn)有的活性污泥系統(tǒng)的出水品質(zhì)不穩(wěn)定性，保障產(chǎn)水水質(zhì)。
由于將生物膜反應(yīng)器設(shè)置在曝氣池內(nèi)，以膜組器代替SBR的潷水器，實現(xiàn)高品質(zhì)產(chǎn)水縮短產(chǎn)水時間，增大系統(tǒng)處理能力。
在運行模式方面，通過成膜-運行-清洗的動態(tài)膜工藝過程與曝氣-沉淀的SBR過程的結(jié)合，動態(tài)膜曝氣清洗的同時滿足了SBR溶解氧的需要，成膜后的動態(tài)膜在SBR沉降后的上清液中，可以有效避免污泥的堆積，有效避免曝氣對于膜層干擾導致在的膜層脫落，延長動態(tài)膜的運行周期，運行費用低。