[发明专利]具有自由端的梳状膜－生物反应器

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，特别涉及一种具有自由端的梳状膜-生物反应器。

背景技术

膜-生物反应器(Membrane Bioreactor，MBR)是一种将膜分离技术与微生物学、生物化学等相结合进行废水处理的新型、高效的工艺，与传统的生化污水处理技术相比，具有固液分离效果好、生化效率高、出水水质优、设备集中、占地面积小、污泥浓度高、污泥负荷低、便于管理和自动控制等优点。膜-生物反应器主要由生物反应器和膜分离器(膜组件)两部分组成。生物反应器主要是废水中污染物降解的主要场所；膜分离器(膜组件)主要是进行固液分离、并对一些大分子化合物起到截留作用，所使用的膜一般为超滤或微滤膜。膜-生物反应器可分为分体式膜-生物反应器(RMBR)和一体式膜-生物反应器或浸没式膜-生物反应器(SMBR)。

RMBR的工艺流程是，生物反应器内的活性污泥和废水的泥水混合液在泵的增压作用下进入膜组件，其中混合液中的水透过膜成为处理出水，其余物质随浓缩液回流到生物反应器内。这种反应器的优点是出水通量大、易于检修、不影响生物反应池等，最大的缺点是由于活性污泥含量高导致非常严重膜污染以及污泥的高回流量造成的动力消耗过高。为了减少动力消耗，又提出了SMBR，即将膜组件置于生物反应器内，通过泵和负压抽吸作用得到膜过滤出水，能耗较RMBR低，但是由于膜组件浸没在活性污泥混合液中，所以仍存在膜污染、膜出水通量低和较高的曝气能耗等问题。针对上述问题，已有较多的专利和文章对此提出了一定的解决方法。如CN1509994A提供一种具有在线机械清洗功能和无泡曝气功能的转刷式膜-生物反应器；如CN1509800A和CN1509801A提供一种由株式膜组件构成的浸入式中空纤维膜组件单元，此膜组件能使单位体积内膜的填充密度高，并且具有集水和布气双重功能；如CN1843973A提供一种帘式膜组件，此膜组件的中空纤维呈“U”型形式，开口端粘结在上部集合管上，U型丝的下端是自由端，在U型的下端膜丝之间的空隙部位加装一根打孔管作为插入管，插入管与曝气管相连且开孔朝上。这种帘式膜组件具有不易污染、膜丝间不积存污泥、清洗膜丝方便、提高膜组件出水效率的优点。以上的发明在一定程度上缓解了膜污染和曝气能耗等问题，但是存在着膜组件结构较为复杂、安装与拆洗不方便、透水率仍不够高等缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了降低膜-生物反应器在水处理时的能耗、防止膜污染并维持较高的出水通量，提供一种具有自由端的梳状膜-生物反应器。

它具有膜-生物反应池，膜-生物反应池内设有挡板，挡板将膜-生物反应池分成污泥混合氧化区与膜组件出水区两部分，污泥混合氧化区与膜组件出水区底部相通，污泥混合氧化区上部设有液面控制器，膜-生物反应池底部设有曝气头，膜组件出水区内设具有自由端的梳状膜组件，具有自由端的梳状膜组件依次与第三阀门、出水管、真空压力表、出水抽吸泵、净水箱相连，出水抽吸泵与时间继电器相连，虹吸管路与真空压力表、净水箱相连，曝气头依次与气体流量计、第二阀门、曝气泵相连，液面控制器依次与第一阀门、原水箱相连。

所述的具有自由端的梳状膜组件为一个或多个并联。具有自由端的梳状膜组件包括集合管、中空纤维微孔膜丝、编织绳，中空纤维微孔膜丝一端封闭、另一端与集合管相通，在靠近集合管的中空纤维微孔膜丝上设有编织绳，中空纤维微孔膜丝封闭端向上或向下。中空纤维微孔膜丝的孔径为0.1～0.4μm。曝气头的曝气量为250L/h～500L/h。液面控制器采用浮球液位阀或超声波液面控制器。出水抽吸泵间歇抽滤出水，出水抽吸泵抽/停时间比为10min～14min/2～3min。出水抽吸泵形成3m以上的负压液位差后，关闭出水抽吸泵，经虹吸管路自动出水。