[实用新型]一种一体化抗膜污染的膜生物反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及环境工程领域，特别涉及一种一体化抗膜污染的膜生物反应器。

背景技术

膜生物反应器(Membrane bioreactor,简称MBR)，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型污水处理技术。在污水处理和污水回用领域有很好的应用前景，被认为是污水处理技术的一场划时代的革命。

MBR工艺是一种可以提供良好再生水的新兴污水处理工艺，但是MBR工艺本身是通过膜的高效过滤截留作用进行污水处理的，膜通量的大小直接影响着MBR反应器的处理效率和经济性。进入本世纪以来，材料和化工学界在通过改良膜材质来提高膜通量方面做了大量的研究工作，取得了良好的进展。但是影响膜通量的根本原因——膜污染，一直影响这膜生物反应器的长期正常的运行和大规模推广。MBR的膜污染归根结底是一种以生物污染为主的综合污染，有研究表明，细菌分泌到胞外的高分子聚合物(EPS)，如蛋白质和多糖等，是形成MBR膜污染的主要污染物。

实用新型内容

为克服上述技术缺陷，本实用新型公开了一种能控制膜污染微生物和膜污染产生的膜生物反应器。

本实用新型的技术方案如下：一种一体化抗膜污染的膜生物反应器，所述膜生物反应器含有动力与控制区（11）、高效前处理区（21）和膜生物处理区（31），所述动力与控制区对膜生物反应器进行动力输送和系统控制，所述高效前处理区（21）是膜生物处理区（31）的前处理单元，连接在膜生物处理区（31）的前端。

所述动力与控制区（11）主要由自吸泵、鼓风机和PLC自动控制器组成，对整个装置进行动力输送和系统控制。

所述高效前处理区（21）采用了高效斜板沉淀器，所述高效斜板沉淀器（21）主要由斜板区（22）和沉淀区（23）两部分组成，其中斜板区（22）在沉淀区（23）的上方，底部有孔与沉淀区相连通，通过高效斜板沉淀器大大提高了沉淀效率，有助于减小沉淀池的体积。

所述膜生物处理区（31）包括聚丙烯球状填料箱（32）、穿孔曝气管（33）、膜组件（34）、超声波清洗器（35），所述穿孔曝气管（33）采用UPVC材料，位于膜生物处理区（31）底部，作用是为膜生物处理区（31）反应提供必需的溶解氧；所述膜组件（34）位于膜生物处理区（31）的正中央，作用是通过过滤截留作用防止膜生物处理区（31）活性污泥随出水流失；所述聚丙烯球状填料箱（32）设置在靠着膜生物处理区（31）内边缘，其作用是在填料上培养生物膜，增强其脱氮能力，控制污泥浓度过度增加和膜污染的产生；所述超声波清洗器（35）距离膜组件（34）20～30cm，作用是对膜组（34）件进行超声波清洗。

所述膜组件（34）由膜支架（341）和膜元件（342）组成，通过膜支架（341）将膜元件（342）垂直悬挂和固定。

所述膜组件（342）的膜元件为帘式中空纤维膜，膜孔径为0.1～0.2μm，孔隙率40～50%，产水量范围为0.6～1.2m3/h。

所述聚丙烯球状填料箱（32）完全浸没入膜生物处理区（31）中，填料箱体积占膜生物处理区（31）体积2.6%，所述填料是白色球形、内含纤维状物质的聚丙烯材料，直径为7cm。

所述穿孔曝气管（33）的管的孔径为4mm，轴向间隔为80～90mm，径向开孔角度为120度。

本实用新型的有益效果在于：

（1）本实用新型采用高效斜板沉淀池作为前处理工艺，通过提高了沉淀池的效率，避免了膜生物处理区大颗粒污泥过多积累，可以有效缓解装置的膜堵塞；

（2）本实用新型适当延长水力停留时间和提高气水比，能更好地为活性污泥中的微生物提供更长的反应时间和好氧降解所需的溶解氧，使污泥提前进入“内源呼吸”阶段，有效促进了污泥的消化分解，降低了污泥浓度；同时也使装置内的膜污染微生物和膜污染物质EPS得到控制，防止装置产生膜污染造成膜元件的堵塞；

（3）本实用新型中的聚丙烯半软性球状填料箱使反应器内的部分污染物降解微生物和膜污染物质等都一定转移到填料上面；另外，填料表面和内部形成的生物膜也很大程度上提高了MBR的反硝化作用，使MBR污泥中的污染物质（特别是氮类污染物）更好地被微生物降解和消化，有效减小了污泥浓度和膜污染物质EPS浓度，从而对控制MBR膜污染具有重要的作用；

（4）本实用新型定期采用超声波装置对膜组件进行清洗，不会对膜面造成损伤，同时保持膜面清洁，有效防止膜污染和提高运行效率；