[发明专利]一体化A2/O-MBR反应器

说明书

技术领域

一体化A2/O-MBR反应器，涉及一种优化构型的MBR反应器，充分利用曝气能量，既用于对膜表面冲刷又用于厌氧区、缺氧区及耗氧区的水力循环，使其具有高效脱氮除磷功能、占地小及低能耗的特点。本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一体化膜生物反应器。

背景技术

膜生物反应器技术是一种将膜分离技术与传统的生物处理单元相组合的污水处理工艺。该工艺采用膜分离替代传统活性污泥工艺中的二沉池进行泥水分离，与传统的活性污泥法相比，具有如占地面积小、出水水质优良，抗冲击负荷能力强，高的容积负荷等优越性；但因其能耗高，膜污染，脱氮除磷效率低、投资较高等缺点严重阻碍了它的推广应用。上述缺点主要是由于反应器结构不合理、能量利用率不高所致。

目前应用较多的MBR主要为一体浸没式MBR与分体式的MBR。一体浸没式MBR是指将带有曝气装置的膜组件直接置于好氧反应池中，为维持MBR正常运行，提高膜面冲刷错流速度延缓膜污染，采用了穿孔曝气管曝气方式。曝气量必须保证膜面最低的错流速度要求和曝气池生化正常反应所需要的氧量，曝气量是传统活性污泥工艺的3倍以上。此种曝气方式的氧气转移效率低，不到17％，并且膜面冲刷的曝气能耗的有效利用率不到30％，因此曝气能耗巨大，而且利用率不高；不仅如此，MBR池内由于曝气量巨大造成反应池内严格好氧，未能形成脱氮除磷必须的厌氧/缺氧及好氧水力循环条件，导致脱氮除磷效率非常低，总氮去除率一般在为15-20％，有时几乎无去除效果。目前还是采用泵回流污泥至前面设置的的厌氧池、缺氧池形成水力循环来提高其脱氮除磷的效果，不仅增加了反应器的占地面积，更加大了MBR对能耗的需求。此类脱氮除磷MBR组合反应器只是在传统的A2/O上增加了膜分离过程，取代了二次沉淀池，仅仅提高了污泥浓度减少了占地面积，使但运行过程中的曝气能耗产生的高运行成本与清洗药剂消耗、高价膜材料、膜组件更换所产生的高投资及高的维护成本，已经抵消了它的优越性，严重阻碍了MBR技术的推广应用。尽管已经在万吨级以上的工程应用实例，但上述问题依然存在，没有得到根本的解决。

分体式MBR是指膜过滤池(或膜组件单元)与生物反应池单独分开布设，它们之间的混合液的交换采用循环泵或H循环管来完成。采用循环泵的气升循环分体式的MBR是指带曝气装置的膜组件置于生物反应池之外，它优势在于成套化与设备化，清洗维护比较方便，但为获得合适的膜面错流速度，必然增大泵功率而增大能耗，且能耗一般都远大于上述一体浸没式MBR。同时此种分体式MBR不涉及脱氮除磷方面，脱氮除磷效果与生物反应池内的效果有关，与膜池无关。

采用H循环管的气升分体式MBR是指膜过滤池与生物反应池用隔墙予以分开，利用气升循环原理，由于膜过滤池与生物反应池曝气量不同形成的密度差异产生推动力，使两池的混合液不断地通过H循环管进行交换。气升循环原理及H循环管的应用可替代泵回流污泥，大大减少了能耗；但生物反应池与膜过滤池分开设置，结构上形不成脱氮除磷所需要的环境条件，脱氮除磷也只能通过前置的厌氧池、缺氧池来解决，能耗问题得到一定程度缓解，但依然没有在很大的程度上予以解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体化A2/O-MBR反应器，通过构型优化，使MBR反应器具有高效脱氮除磷能力、低能耗与占地小的特点。

为实现上述目的，本发明提供的一体化A2/O-MBR反应器，主要由导流板、曝气装置、膜组件、穿孔布水板、填料及反应池池体组成；其中：

反应池池体中心对称布置两块导流板，两块导流板之间所夹区域的垂直截面呈上小下大的倒置漏斗形状，两块导流板的上部竖直区域为膜单元区，两块导流板的下部斜面之间的区域为曝气区，该曝气区内安装有曝气装置，导流板外侧与两侧反应池的池壁之间区域为填料单元区；

若干组膜组件安装在膜单元区内；膜组件通过集水管与集水总管连接；膜组件是由若干膜片及其框架组成的可单独操作的膜过滤单元；进水管道连接填料单元区上部与中部。

所述的一体化A2/O-MBR反应器，其中，膜单元区与曝气区底部宽度比为1∶3-6，高度比为1∶1.25-2；导流板的底部高于反应池底40-60cm，与反应池两侧池壁之间有20-50cm的空隙，导流板顶部以上15-40cm为反应池运行时的水液位面。

所述的一体化A2/O-MBR反应器，其中，膜组件中的膜片为中空纤维膜和平板膜，其框架外围不封闭。

所述的一体化A2/O-MBR反应器，其中，填料单元区安装有填料，填料采用蜂窝填料、多孔悬浮填料与成串的软性填料。