[发明专利]一种动态膜净化反应器和去除再生水中氨氮和有机物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水净化反应器和方法，尤其是指，一种利用动态膜去除水中氨氮和有机物的净化反应器及其应用于再生水处理的方法。

背景技术

我国人均淡水资源不及世界平均水平的1/20，且分布极不均匀。我国北方绝大多数城市都面临水资源短缺问题，以城市污水厂出水、城市雨水等为水源经深度净化之后作为再生水进行回用，这已成为许多城市缓解水资源危机的重要途径。根据再生水回用用途的不同，处理水质目标也存在明显区别。例如，景观用水对去除水中氮、磷等营养元素的要求较高，而冲厕用水对色度、臭味、微生物等指标要求较高。

臭氧-生物活性炭(O₃-BAC)、臭氧-膜生物反应器(O₃-MBR)等工艺在再生水处理中应用较为广泛。但是，O₃-MBR投资和运行成本较高，且易受膜污染导致膜通量下降。O₃-BAC通常应用于规模较大的再生水厂，但对中小规模或分散式的再生水站应用较少；此外，对于水中颗粒物浓度较高的城市雨水回用等工程，其应用会受到一定限制。

动态膜是指通过预涂剂或反应池中混合液在基网或大孔支撑体(如不锈钢网)表面形成的具有固液分离能力的新膜，其过滤基材是微网材料(筛绢、无纺布、尼龙筛网等)。动态膜的优点是对颗粒物去除效果很好，出水浊度可以控制在0.1NTU以下。此外，动态膜尤其适用于规模较小的分散式再生水净化工程。但是，动态膜本质上属于涂覆过滤(Precoat filtration)，对于溶解性有机物、氨氮、磷等几乎没有去除能力。如何以动态膜过滤过程为基础，提高动态膜对溶解性有机物、氨氮、磷等去除效果，这是拓展其在再生水处理中应用的重要方式。

本发明针对上述问题，以动态膜技术为基础，通过强化提高传统动态膜净化方法中的微生物降解作用和吸附作用，提高再生水中有机物去除效果。本发明可应用于城市污水厂深度净化、以城市污水厂出水或雨水为水源的再生水处理，也可用于以受污染水源为原水的小规模分散式饮用水净化工程。

发明内容

本发明的目的之一是：提供一种具有良好的去除颗粒物、氨氮和有机物能力的动态膜净化反应器；

本发明的另一目的是：提供一种利用动态膜净化反应器进行再生水处理的方法。

一般的再生水处理工程以城市污水厂二级出水、城市雨水为水源，经净化之后进行再生水回用。通常情况下，城市污水厂二级出水中有机物浓度、色度较高；城市雨水则浊度、颗粒物较高，在某些情况下也存在有机物较高的问题。

为了实现去除城市污水厂二级出水或城市雨水中的浊度、颗粒物、有机物、色度等污染物的目的，本发明采取如下技术方案：

本发明的动态膜净化反应器包括臭氧氧化池和动态膜池两部分，且臭氧氧化池位于动态膜池之前。其中，臭氧氧化池包括进水口、臭氧接触池、臭氧反应池、臭氧发生器、臭氧曝气头等；动态膜池包括稳流区、基质投加点、动态膜组件、曝气管、集泥区、排泥管、空气管阀门、空气压缩机、压力表、抽吸泵、出水管阀门、反冲洗、反冲洗管阀门等。

一穿孔板安装于所述的动态膜池中，所述的穿孔板的一侧与该动态膜池的池壁之间形成的空间的顶部设置为开口，在此开口设有基质投加点；在所述的穿孔板的另一侧安装有所述的动态膜组件形成动态膜过滤区；在动态膜组件的下方安装有所述的曝气装置，该曝气装置通过所述的曝气管路与所述的空气压缩机相连接，所述的曝气装置的下方设置有所述的污泥槽。

所述的曝气管路上设置有空气阀。所述的污泥槽中安装有排泥管。

在所述的动态膜组件的上方安装有所述的出水管，所述的出水管与所述的抽吸泵相连接。所述的出水管与抽吸泵相连接的出水管上安装有压力表及出水管阀门。

所述的动态膜组件的使用数量的确定方法为使得动态膜的膜通量在30～300L/m²·h之间。

所述的动态膜组件形式是平板膜，材质是孔径为0.1～0.2mm的筛绢。动态膜的孔径范围为0.01～0.20μm之间，动态膜的膜通量为30～300L/m²·h。水在安装有动态膜组件的膜过滤区的水力停留时间为10～40分钟。

在每个所述的动态膜组件的上方设置一出水支管，所有出水支管最终并入一根动态膜的出水总管；在动态膜的出水总管中设置有抽吸泵将动态膜出水抽走。

基质通过所述的基质投加点投入所述的动态膜池之后，在动态膜的出水总管上设置的抽吸泵的抽吸形成的负压作用下，基质附着涂覆在动态膜过滤基材上并形成具有截留过滤功能的滤饼层。