一種采用雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及污水處理裝置，其公開了采用一種雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法，1)污水流動方向；2)污水通過曝氣管道(2)向控制溶解氧濃度；3)污水與生物降解性面板(6)接觸；4)污泥沉降槽(3)內安裝有氣力攪動裝置(5)；5)污泥沉降槽(3)中的污泥流出反應器外部；6)至少重復一組步驟1)至步驟5)的步驟；7)污水與斜板反應段(16)接觸；8)污水與安交錯流曝氣單元(15)接觸；9)污水通過膜組件(11)進行過濾。發(fā)明針對生物反應器中污泥回流效率低下，導致生物降解難度提升的傳統(tǒng)問題，為一體式膜生物反應器效率的提升、膜分離運行能耗的下降以及膜組件是壽命的延長提供了全新的思路。
【專利說明】
一種采用雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及污水處理裝置，尤其涉及了一種采用雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法。
【背景技術】
[0002]膜生物反應器在有效融合微生物分解與膜高效分離雙重作用的同時，也不可避免地帶來膜的污染問題。大量實踐表明，膜污染已成為這一新工藝發(fā)展所必需克服的瓶頸問題。從其處理過程和特征來分析，膜污染是與膜接觸的微粒、膠體粒子或溶質大分子，通過物理的、化學的、生物的和機械的作用，在膜表面、膜孔內的吸附沉積，以及微生物在膜水界面的堆積，造成膜有效孔徑變小甚至堵塞，導致膜的通流量大幅下降，阻力損失大大提升(運行能耗大幅攀升)，從而有效分離特性的大幅下降現象。如上所述，膜生物反應器中膜的污染，是非常復雜的過程，其演化過程受到多重因素相互強烈耦合的影響。
[0003]對于一體式膜生物所面臨的主要問題則是:針對相應給定的污水種類、生物反應器形式以及膜特性等邊界條件下，如何在運行能耗極小化的基礎上，在多變的組分、濃度、溫度和流量等運行工況下，有效控制膜的污染。根據膜污染的定義，這種有效性必然應表現為:對微粒、膠體顆粒和溶質大分子的吸附積累，以及微生物在膜界面堆積的合理控制上。對于一體式膜生物反應器的膜組件而言，在傳統(tǒng)的結構形式下，如何從本質上阻礙膜污染的形成，大幅降低運行阻力，改善運行維護條件成為膜生物反應器亟待解決的根本性問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明針對現有技術中反應器效率低、膜分離運行能耗下降以及膜組件壽命短的缺點，提供了一種采用雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明通過下述技術方案得以解決:
[0006]—種采用雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法:
[0007]I)污水沿反應器的內壁上下流動；
[0008]2)污水在流動的過程中，通過安裝在反應器內的曝氣管道向反應器內部充入空氣并控制污水的溶解氧濃度；
[0009]3)污水與反應器中的生物降解性面板接觸并進行厭好氧處理；
[0010]4)反應器底部設有污泥沉降槽，污泥沉降槽內安裝有氣力攪動裝置，污水在流動的過程中，部分污泥沉降至污泥沉降槽中并通過氣力攪動裝置的攪動在污泥沉降槽內處于緩慢蠕動的狀態(tài)；
[0011]5)污泥沉降槽中的污泥通過與污泥沉降槽連接的回流管流出反應器外部；
[0012]6)至少重復一組步驟I)至步驟5)的步驟；
[0013]7)污水與反應器中的斜板反應段接觸，斜板反應段包括斜板，污水中的部分污泥沉積在斜板上并沿著斜板上的斜板槽方向沉降到污泥沉降槽中；
[0014]8)經過斜板反應段的污水向上流動并與安裝在斜板反應段上方的交錯流曝氣單元接觸，通過交錯流曝氣單元中的曝氣管對污水進行剪切；
[0015]9)經過交錯流曝氣單元處理后的污水通過膜組件進行過濾。
[0016]本發(fā)明首先控制泥水的流動的方式，經過泥水分離解耦，將膜組件從傳統(tǒng)的污泥環(huán)境中解脫出來，從根本上破壞膜組件污染的條件;基于流動控制的理念，通過交錯曝氣單元為膜組件構建獨立的交錯流剪切系統(tǒng)，在盡量低的能耗條件下，在膜表面形成高效剪切作用，破壞污染形成的水力條件；另外，本項發(fā)明針對生物反應器中污泥回流效率低下，導致生物降解難度提升的傳統(tǒng)問題，從流動控制的角度出發(fā)，通過氣力污泥攪動裝置改善了流動體系;從這三個方面為一體式膜生物反應器效率的提升、膜分離運行能耗的下降以及膜組件是壽命的延長提供了全新的思路。
[0017]作為優(yōu)選，氣力污泥攪動裝置包括中心軸和攪動管，攪動管上設有氣孔。
[0018]作為優(yōu)選，氣力污泥攪動裝置的攪拌管一端與中心軸固接，從固定端到自由端，攪拌管的曲率半徑逐漸增大。攪拌管曲率半徑組件增大，攪拌管隨中心軸旋轉一圈對污泥的擾動較直線型攪拌裝置更大，能更好的防止污泥干固板結，保持裝置處于高效運行狀態(tài)。攪拌管根數為一根到數跟，呈螺旋狀安裝，使得污泥沉淀槽內的污泥處于緩慢的蠕動狀態(tài)，即不形成污泥的二次上升，有足夠破壞污泥靜止沉淀的水力條件，確保污泥可以均勻的從污泥回流管高效流出，避免傳統(tǒng)方式的污泥短流，污泥無法回流的問題。
[0019]作為優(yōu)選，氣力污泥攪動裝置還包括氣栗，氣栗的出氣口與氣孔相連，使氣孔保持正壓狀態(tài)。氣栗和氣孔的設置，使得氣流源源不斷地從攪拌管向外冒出，氣孔保持正壓狀態(tài)，污泥沉淀槽內的污泥處于被攪拌管和氣泡擾動的狀態(tài)，避免了污泥板結堵塞，也避免了污水處理裝置內活性污泥中的微生物休眠死亡。
[0020]作為優(yōu)選，反應器包括至少一個第一殼體，第一殼體上均設有布水管和出水管，第一殼體的出水管與相鄰的第一殼體的布水管相連，第一殼體內均安裝有折流板，污水的水流方向通過折流板控制。
[0021 ]作為優(yōu)選，位于污水下游的第一殼體連通有第二殼體，第二殼體上設有進水口，進水口與位于水流下游的第一殼體上的出水管連通，交錯流曝氣單元和斜板反應段均安裝在第二殼體內。
[0022]作為優(yōu)選，第一殼體和第二殼體上均安裝有回流管，回流管均連接有回流總管，回流管和回流總管內壁上設有振動片。污泥能通過回流管和回流總管回流至生物降解單元，振動片的設置避免污泥板結干固，避免污水短流和確保污泥回流。
[0023]作為優(yōu)選，污水沉降槽側壁上設有振動片。振動片的設置避免污泥板結干固，避免污水短流和確保污泥回流。
[0024]作為優(yōu)選，斜板槽與水流方向呈20°-50°傾斜角的，斜板槽至少有兩條。斜板具有雙重作用，其一是斜板沉淀的作用，二次將污泥從水中利用慣性和重力分離出來，另外斜板選用材料可利用利于生物膜成型的材料，在斜板槽內，形成對污水的再次生物降解，盡量減少膠質污染物進入膜分離段的幾率。
[0025]本發(fā)明由于采用了以上技術方案，具有顯著的技術效果:本發(fā)明首先控制泥水的流動的方式，經過泥水分離解耦，將膜組件從傳統(tǒng)的污泥環(huán)境中解脫出來，從根本上破壞膜組件污染的條件;基于流動控制的理念，通過交錯曝氣單元為膜組件構建獨立的交錯流剪切系統(tǒng)，在盡量低的能耗條件下，在膜表面形成高效剪切作用，破壞污染形成的水力條件；另外，本項發(fā)明針對生物反應器中污泥回流效率低下，導致生物降解難度提升的傳統(tǒng)問題，從流動控制的角度出發(fā)，通過氣力污泥攪動裝置改善了流動體系；從這三個方面為一體式膜生物反應器效率的提升、膜分離運行能耗的下降以及膜組件是壽命的延長提供了全新的思路。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0027]圖2是圖1的氣力污泥攪動裝置的結構示意圖。
[0028]附圖中各數字標號所指代的部位名稱如下:I一第一殼體、2—曝氣管道、3—污泥沉降槽、4 一布水管、5—氣力污泥攪動裝置、6—生物降解性面板、7—出水管、8—折流板、9 一回流管、10—回流總管、11 一膜組件、12—污泥擋板、13—第二殼體、14 一進水口、15—交錯曝氣單元、16—斜板反應單元、17—振動片、51—中心軸、52—攪拌管、53—氣孔、151—曝氣管、161 —斜板、162 一斜板槽。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0030]實施例1
[0031 ] 一種采用雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法:
[0032]I)污水沿反應器的內壁流動，流動方向先由上至下再由下至上；
[0033]2)污水在流動的過程中，通過安裝在反應器內的曝氣管道2向反應器內部充入空氣并控制污水的溶解氧濃度，曝氣強度和流量通過曝氣管道2及對應的閥門和流量計進行合理調節(jié)，控制目標可以為各段污水的溶解氧濃度；
[0034]3)污水與反應器中的生物降解性面板6接觸并進行厭好氧處理；
[0035]4)反應器底部設有污泥沉降槽3，污泥沉降槽3內安裝有氣力攪動裝置5，污水在流動的過程中，部分污泥沉降至污泥沉降槽3中并通過氣力攪動裝置5的攪動在污泥沉降槽3內處于緩慢蠕動的狀態(tài)；
[0036]5)污泥沉降槽3中的污泥通過與污泥沉降槽3連接的回流管9流出反應器外部；
[0037]6)至少重復一組步驟I)至步驟5)的步驟；
[0038]7)污水與反應器中的斜板反應段16接觸，斜板反應段16包括斜板161，污水中的部分污泥沉積在斜板161上并沿著斜板161上的斜板槽162方向沉降到污泥沉降槽3中；
[0039]8)經過斜板反應段16的污水向上流動并與安裝在斜板反應段16上方的交錯流曝氣單元15接觸，通過交錯流曝氣單元15中的曝氣管151對污水進行剪切；
[0040]9)經過交錯流曝氣單元15是污水在膜組件11的表面上形成高效剪切的機制，再次破壞污泥沉降的水力條件，進一步確保膜組件11分離局部環(huán)境良好，促使整個反應裝置的高效運行，污水通過膜組件11進行過濾。
[0041]如圖所示，氣力污泥攪動裝置5包括中心軸51和攪動管52，攪動管52上設有氣孔53ο
[0042]氣力污泥攪動裝置5的攪拌管52—端與中心軸51固接，從固定端到自由端，攪拌管52的曲率半徑逐漸增大。
[0043]氣力污泥攪動裝置5還包括氣栗，氣栗的出氣口與攪拌管52的氣孔53相連，使氣孔53保持正壓狀態(tài)。
[0044]反應器包括三個依次連通第一殼體I，第一殼體I上均設有布水管4和出水管7，根據污水在三個第一殼體I內的流動方向，三個第一殼體I分別為上游第一殼體、中游第一殼體和下游第一殼體，上游第一殼體的出水管7與中游第一殼體I的布水管4相連，中游第一殼體的出水管7與下第一殼體的布水管4相連，第一殼體I內均安裝有折流板8，污水的水流方向通過折流板8控制并實現污水在第一殼體I的流動方向先由上至下再由下至上，由于第一殼體I之間相互連通，因此污水在反應器中實現三次由上至下再由下至上的流動。
[0045]位于下游的第一殼體I即下游第一殼體，下游第一殼體連通有第二殼體13，第二殼體13上設有進水口 14，進水口 14與下游第一殼體I上的出水管7連通，交錯流曝氣單元15和斜板反應段16均安裝在第二殼體13內。
[0046]第一殼體I和第二殼體13上均安裝有回流管9，回流管9均連接有回流總管10，回流管9和回流總管1內壁上設有振動片17。
[0047]污水沉降槽3側壁上設有振動片17。
[0048]斜板槽162與水流方向呈40°傾斜角的，斜板槽162有三條。
[0049]總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
【主權項】
1.一種采用雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法，其特征在于: 1)污水沿反應器的內壁上下流動； 2)污水在流動的過程中，通過安裝在反應器內的曝氣管道(2)向反應器內部充入空氣并控制污水的溶解氧濃度； 3)污水與反應器中的生物降解性面板(6)接觸并進行厭好氧處理； 4)反應器底部設有污泥沉降槽(3)，污泥沉降槽(3)內安裝有氣力攪動裝置(5)，污水在流動的過程中，部分污泥沉降至污泥沉降槽(3)中并通過氣力攪動裝置(5)的攪動在污泥沉降槽(3)內處于緩慢蠕動的狀態(tài)； 5)污泥沉降槽(3)中的污泥通過與污泥沉降槽(3)連接的回流管(9)流出反應器外部； 6)至少重復一組步驟I)至步驟5)的步驟； 7)污水與反應器中的斜板反應段(16)接觸，斜板反應段(16)包括斜板(161)，污水中的部分污泥沉積在斜板(161)上并沿著斜板(161)上的斜板槽(162)方向沉降到污泥沉降槽(3)中; 8)經過斜板反應段(16)的污水向上流動并與安裝在斜板反應段(16)上方的交錯流曝氣單元(15)接觸，通過交錯流曝氣單元(15)中的曝氣管(151)對污水進行剪切； 9)經過交錯流曝氣單元(15)處理后的污水通過膜組件(11)進行過濾。2.根據權利要求1所述的一種采用雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法，其特征在于:氣力污泥攪動裝置(5)包括中心軸(51)和攪動管(52)，攪動管(52)上設有氣孔(53)。3.根據權利要求2所述的一種采用雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法，其特征在于:氣力污泥攪動裝置(5)的攪拌管(52)—端與中心軸(51)固接，從固定端到自由端，攪拌管(52)的曲率半徑逐漸增大。4.根據權利要求2所述的一種采用雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法，其特征在于:氣力污泥攪動裝置(5)還包括氣栗，氣栗的出氣口與氣孔(53)相連，使氣孔(53)保持正壓狀態(tài)。5.根據權利要求1所述的一種采用雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法，其特征在于:反應器包括至少一個第一殼體(I)，第一殼體(I)上均設有布水管(4)和出水管(7)，第一殼體(I)的出水管(7)與相鄰的第一殼體(I)的布水管(4)相連，第一殼體(I)內均安裝有折流板(8)，污水的水流方向通過折流板(8)控制。6.根據權利要求5所述的一種采用雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法，其特征在于:位于污水下游的第一殼體(I)連通有第二殼體(13)，第二殼體(13)上設有進水口(14)，進水口(14)與位于水流下游的第一殼體(I)上的出水管(7)連通，交錯流曝氣單元(15)和斜板反應段(16)均安裝在第二殼體(13)內。7.根據權利要求6所述的一種采用雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法，其特征在于:第一殼體(I)和第二殼體(13)上均安裝有回流管(9)，回流管(9)均連接有回流總管(10)，回流管(9)和回流總管(10)內壁上設有振動片(17)。8.根據權利要求1所述的一種采用雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法，其特征在于:污水沉降槽(3)側壁上設有振動片(17)。9.根據權利要求1所述的一種采用雙重解耦聯的膜生物反應器處理污水的方法，其特 征在于:斜板槽(162)與水流方向呈20°-50°傾斜角的，斜板槽(162)至少有兩條。
【文檔編號】C02F9/14GK105836967SQ201610317088
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】王小華
【申請人】北京易普優(yōu)能科技有限公司