低能耗膜生物反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及膜過濾和污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低能耗膜生物反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]人類在近幾十年的活動對地球環(huán)境造成了災(zāi)難性的污染。人類需要在未來幾十年的時間內(nèi)減少和清理這些污染。其中水污染是最重要的問題之一。在減少和清理水污染的努力中，創(chuàng)新的污水處理技術(shù)尤為重要。
[0003]將膜過濾與活性污泥污水處理法相結(jié)合產(chǎn)生了膜生物反應(yīng)器(MBR)技術(shù)。迄今為止只有好活性污泥法與膜過濾結(jié)合獲得了較廣泛的應(yīng)用。好氧MBR污水處理技術(shù)比傳統(tǒng)的好氧活性污泥法池容效率更高、產(chǎn)水質(zhì)量更有保證。然而MBR目前存在眾多技術(shù)問題，好氧MBR技術(shù)需要“生化曝氣”以提供好氧反應(yīng)需要的氧氣，還需要“膜氣沖洗曝氣”用以降低膜表面污染，同時還需要在生化池與膜池之間使用“液體循環(huán)栗”，這三方面能耗使得好氧MBR技術(shù)耗能較高。據(jù)報道MBR工藝中膜氣沖洗曝氣、生化曝氣、液體循環(huán)栗及其他耗能分別占總耗能的約45%、30%、10%和15%。傳統(tǒng)好氧MBR氧氣總利用率一般低于5%。
[0004]中國專利(專利號20180450526.0)氣升式氧化溝型膜生物反應(yīng)器中處理單元沿水流方向依次形成缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū);所述好氧區(qū)包括第一曝氣區(qū)、第二曝氣區(qū)和分離區(qū)，膜過濾裝置設(shè)置在第一曝氣區(qū)內(nèi)；運行時分別向第一曝氣區(qū)和第二曝氣區(qū)內(nèi)曝氣，較高曝氣強度的膜沖洗曝氣產(chǎn)生的氣升水流推動氧化溝水流，節(jié)約了液體循環(huán)栗。但是其能量消耗仍然包括了第一曝氣區(qū)中的膜氣沖洗曝氣和第二曝氣區(qū)的生化曝氣能耗。
[0005]中國專利申請(申請?zhí)?01510312899.5)—種雙向液流沖刷的浸沒式膜過濾裝置包括一膜池、至少一組膜堆、一個位于膜堆頂部的導(dǎo)流圍板、其中所述膜堆由至少兩個等高并緊靠一起的膜列組成;使用時向一個膜列爆氣，而另一個膜列不爆氣，曝氣膜列內(nèi)的液體在氣提作用下向上流，直至該膜列頂端，該向上液流在所述導(dǎo)流圍板作用下轉(zhuǎn)向，并經(jīng)不曝氣的膜列向下流;一段時間切換曝氣膜列和不曝氣膜列，從而實現(xiàn)膜的雙向液流沖刷。該裝置節(jié)約了約50%的膜氣沖洗耗能，但是膜氣沖洗動能在膜池內(nèi)被消耗。這一技術(shù)方案沒有解決膜池與生化反應(yīng)池之間的耦合，沒有將膜沖洗曝氣中的氧氣充分利用，仍然需要生化曝氣和液體循環(huán)栗的耗能。
[0006]本實用新型的目的是要將MBR膜氣沖洗曝氣節(jié)約50%，避免使用液體循環(huán)栗、取消或減低生物曝氣，揭示一種低能耗膜生物反應(yīng)器，節(jié)能效果約超過50 %。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了達到以上目的，本實用新型低能耗膜生物反應(yīng)器(LEMB，LEMBR)(LoW Energyconsumpt1n Membrane B1reactor)包括一個反應(yīng)池、位于所述反應(yīng)池中有至少一縱向隔斷、所述隔斷將所述反應(yīng)池分隔成的反應(yīng)區(qū)和膜池，在所述膜池內(nèi)與所述縱向隔斷垂直設(shè)至少一縱向膜池隔斷，該膜池隔斷將膜池分隔成相等的膜池A和膜池B，所述膜池隔斷頂端顯著低于反應(yīng)池頂端，膜池A和膜池B中部分別設(shè)有至少一膜組件；在所述隔斷底部聯(lián)通所述反應(yīng)區(qū)與膜池A設(shè)有至少一聯(lián)通通道A;在所述隔斷底部聯(lián)通所述反應(yīng)區(qū)與膜池B設(shè)有至少一聯(lián)通通道B;在所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有至少一反應(yīng)區(qū)隔斷，所述反應(yīng)區(qū)隔斷將所述反應(yīng)區(qū)分隔成至少一反應(yīng)渠;所述反應(yīng)渠將所述膜池A下設(shè)的至少一聯(lián)通通道A與所述膜池B下設(shè)的至少一聯(lián)通通道B聯(lián)通;膜池A和膜池B底部分別設(shè)有曝氣裝置A和曝氣裝置B，所述曝氣裝置A和曝氣裝置B分別與至少一進氣管路聯(lián)接;至少一個產(chǎn)水管路分別與位于膜池A和膜池B內(nèi)的膜組件產(chǎn)水管路聯(lián)接;所述反應(yīng)池上設(shè)置的至少一進水管路、至少一溢流管路、至少一排泥管路;所述溢流管路位于所述反應(yīng)池上部并限定了反應(yīng)區(qū)水位;低能耗膜生物反應(yīng)器還包括必要的水栗、風(fēng)機、閥門、儀表、膜清洗系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。
[0008]所述反應(yīng)渠內(nèi)還包括至少一個上流導(dǎo)流板，上流導(dǎo)流板高度低于所述反應(yīng)區(qū)水位。
[0009]所述反應(yīng)渠內(nèi)在相鄰兩個上流導(dǎo)流板之間設(shè)有一下流導(dǎo)流板，下流導(dǎo)流板底部設(shè)有水流通道。
[0010]所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有生物填料。
[0011]使用低能耗膜生物反應(yīng)器的低能耗膜生物反應(yīng)污水處理方法，包括通過開啟曝氣裝置A向所述膜池A下部均勻曝氣，曝氣強度滿足膜池A膜沖洗曝氣強度要求，關(guān)閉曝氣裝置B停止向所述膜池B下部曝氣;氣提水流在膜池A向上流，膜池A水位在氣提作用下被提升，膜池A內(nèi)膜表面被上向水流沖洗;在氣提作用下膜池B水位低于膜池A水位，氣提水流自膜池A越過膜池隔斷頂端進入膜池B，然后向下流，膜池B內(nèi)膜表面被下向水流沖洗;氣提水流經(jīng)位于所述膜池B底部聯(lián)通通道B進入反應(yīng)渠并延反應(yīng)渠流動，然后經(jīng)膜池A下設(shè)的聯(lián)通通道A進入膜池A底部，并在膜池A中被氣提提升，實現(xiàn)氣提循環(huán);產(chǎn)水經(jīng)膜過濾由至少一產(chǎn)水管路產(chǎn)出；定時切換曝氣，即開啟曝氣裝置B，向所述膜池B下部均勻曝氣，關(guān)閉曝氣裝置A，停止向所述膜池A下部曝氣，實現(xiàn)對所述膜組件的雙向沖洗和反應(yīng)區(qū)溝渠內(nèi)水流方向轉(zhuǎn)換。
[0012]氣提水流在膜池A獲得溶解氧，溶解氧在此后水流流經(jīng)膜池B和反應(yīng)渠過程中被逐步消耗，依次形成好氧、缺氧甚至厭氧環(huán)境，再次進入膜池A底部時水流中溶解氧匱乏，有利于氣體氧的溶解傳質(zhì)過程。氣提循環(huán)流量通常是處理流量的幾十倍以上，因此污水在該生物反應(yīng)器中多次循環(huán)，并不斷將膜沖洗曝氣中的氧氣帶入反應(yīng)渠，所以一般情況下不需要專門的生化曝氣。
[0013]低能耗膜生物反應(yīng)器在所述反應(yīng)區(qū)底部還設(shè)有反應(yīng)池微孔曝氣裝置。
[0014]使用該種包含反應(yīng)池微孔曝氣裝置的低能耗膜生物反應(yīng)器的污水處理方法與上述的低能耗膜生物反應(yīng)污水處理方法基本相同，不同之處在于還啟動反應(yīng)池微孔曝氣裝置。
[0015]低能耗膜生物反應(yīng)器及污水處理方法的有益效果包括，將膜沖洗曝氣量節(jié)約50%，將生物曝氣量節(jié)約100%，將液體循環(huán)栗耗能節(jié)約100%，總體節(jié)能約為傳統(tǒng)MBR膜系統(tǒng)的62.5%，節(jié)能效果顯著;反應(yīng)渠內(nèi)延水流方向氣提水流中的溶解氧逐步降低，實現(xiàn)了同步硝化和反硝化，由于好氧、缺氧甚至厭氧環(huán)境的同時作用，剩余生物污泥得到有效降解。
[0016]針對污染嚴重的污水，本低能耗膜生物反應(yīng)器需要開啟反應(yīng)池微孔曝氣裝置，曝氣量約為傳統(tǒng)MBR系統(tǒng)處理此類水時生化曝氣量的25-30%。
【附圖說明】
[0017]圖1第一種低能耗膜生物反應(yīng)器俯視原理示意圖
[0018]圖2第二種低能耗膜生物反應(yīng)器俯視原理示意圖
[0019]圖3第三種低能耗膜生物反應(yīng)器俯視原理示意圖
[0020]圖4第一種、第二種和第三種低能耗膜生物反應(yīng)器AA剖面原理示意圖[0021 ]圖5第一種、第二種和第三種低能耗膜生物反應(yīng)器BB剖面原理示意圖
[0022]圖6第四種低能耗膜生物反應(yīng)器俯視原理示意圖
[0023]圖7第四種低能耗膜生物反應(yīng)器CC剖面原理示意圖
[0024]圖中:1.反應(yīng)池，2.隔斷，4.反應(yīng)區(qū)，5.反應(yīng)渠，6.膜池，6A.膜池A，6B.膜池B，7A.聯(lián)通通道A，7B.聯(lián)通通道B，8.膜池隔斷，9.反應(yīng)器隔斷，10.進水管路，11.溢流管路，20.產(chǎn)水管路，23.上流導(dǎo)流板，24.下流導(dǎo)流板，30.排泥管路，40.進氣管路，41A.曝氣裝置A，41B.曝氣裝置B ,81.反應(yīng)器水位，82.膜池B水位，83.膜池A水位，100.膜組件。
[0025]為簡明起見圖中忽略了必要的水栗、風(fēng)機、閥門、流量計，膜清洗系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0026]參見圖1至圖7，第一至第四種低能耗膜生物反應(yīng)器，其特征在于包括一個反應(yīng)池
(1)、位于所述反應(yīng)池(I)中有至少一縱向隔斷(2)、所述隔斷(2)將所述反應(yīng)池(I)分隔成