[实用新型]一种HMBR污水处理一体化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种污水处理装置，尤其是涉及市政污水处理以及工业废水处理中水回用技术的HMBR污水处理一体化装置。

背景技术

水资源问题已成为制约我国经济发展的重要因素之一。目前，全国600多个城市大约有2/3的城市缺水。在某些地区，水资源缺乏甚至成为对该地居民生存的一种威胁。由于我国气候及地理因素的影响，水资源在时间和空间上分布复杂，南北方面临不同的水环境问题。北方地区主要受到资源性缺水问题的困扰；而南方地区面临更多的则是水质性缺水的尴尬。

污水资源化是对污染的水体通过各种方法进行处理、净化。改善水质，使其能满足一定的使用目的，作为一种新的资源重新被开发利用。实现污水资源化有巨大的环境效益、社会效益和经济效益，对改善各类水资源紧缺有重要的现实意义。

现行的大部分市政污水处理方法是通过传统的活性污泥法进行处理的，之后进入二沉池而后出水。当场地有限以及出水要求稍高的情况下，往往简单的生物法+二沉池已经不能满足要求。

HMBR(Hydrolysis-Membrane Bio-Reactor)的全称是水解酸化-膜生物反应器。常规的MBR主要包括三类：曝气膜-生物反应器、萃取膜-生物反应器以及固液分离膜-生物反应器。通常情况下，MBR均指最后一种。固液分离膜-生物反应器是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二沉池的新型水处理技术。与传统的活性污泥法相比，一体化MBR系统具有以下几个显著特点：

1.出水水质好。MBR利用膜进行泥水分离，MBR所采用的膜上分布大量的微孔，孔径约在0.1μm。且MBR的污泥含量较高，即有较高的容积负荷和低的污泥负荷，利用这些微孔和特性可以有效地分解水中的有机物，并将污泥保留在反应池内，而过滤后的出水比一般沉淀池出水水质更优质，而且膜还可以将部分细菌阻隔掉，使得出水更加安全。出水浊度一般可控制在0.1NTU左右。

2.占地面积小。相对于二沉池设计时必须按照一定的表面负荷设计，往往占地面积较大，而MBR由于采用物理分离原理，只需要较小的有效空间摆放膜组件以实现良好的运行，可大大减少构筑物的占地面积。

3.脱氮效率高。由于膜的截留作用，系统中活性污泥的停留时间(SRT)与水力停留时间(HRT)可以实现完全分离。如此一来，世代生长周期较长的硝化菌便可留在系统中，以实现氨氮的较高去除率。

4.MLSS较高，剩余污泥量少。由于独特的分离方式，MBR中可以保持较长的污泥龄和较高的MLSS浓度，一般可达到7000～8000mg/L，甚至超过10000mg/L，如此高的污泥量，使得F/M值较低从而活性污泥接近老化阶段，在此条件下运行，剩余污泥产量极低，理论上可实现污泥零排放。

然而M BR技术也具有自身的缺陷：1.MBR系统由于采用物理截留分离的方式进行泥水分离，则在反应器内污水的水力停留时间有限，某些溶解性的COD不能完全被去除，使得出水浊度较低而COD不能达标；2.反应器内很高的污泥浓度以及曝气系统的不合理设计使得膜污染的可能性增加，污泥会在膜的表面形成污泥层，最终导致微孔被堵，跨膜压差升高从而影响正常产水。3.当被处理废水中的有机物不易生化时，单独的MBR反应器对废水处理效率不高。

某些废水中的高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。它们在水解阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如，纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。水解过程通常较缓慢，多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。酸化阶段，上述小分子的化合物在酸化菌的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。

从机理上讲，水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。

普通活性污泥法中，池内悬浮流动着的微生物先将有机物吸附后再进行氧化作用，在低氧环境中易发生污泥膨胀的不良现象，且活性污泥法剩余污泥产生量比生物膜法大。而生物膜法由于将微生物固着于固体填料表面，即使增值速度慢的微生物也能生息，从而构成了稳定的生态系。高营养级的微生物越多，污泥量自然就减少。