[发明专利]一种膜生物反应器

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理设备，更具体地说，涉及一种膜生物反应器。

背景技术

近年来，膜技术在污水处理领域中的应用特别是与生物反应器相组合的膜生物反应器(Membrane Bioreactor，简称MBR)工艺作为一种新型高效污水处理工艺在受到了日益广泛的关注。MBR是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。MBR工艺具有操作简单、水力停留时间(HRT)与污泥龄(SRT)分离、污泥浓度高、抗冲击负荷能力强、出水水质好等优点。在膜生物反应器中，生物反应器主要完成污水中污染物的降解；膜分离单元主要完成固液分离、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。

在实际应用中，由于在运行过程中MBR的膜组件易受到污染，造成膜通量下降，影响膜组件的稳定运行，使膜污染成为限制MBR应用的关键问题。膜污染是指悬浮颗粒、胶体粒子或溶解性大分子有机物在膜表面和膜孔内吸附沉积，造成膜孔径减小或堵塞，使膜通量下降的现象。

现有技术中，为了防治膜污染、提高MBR的处理效果，一般采用以下方法：

1、生物曝气与气水清洗结合。

“外置式中空纤维膜生物反应器”(CN2755081Y)，包括中空纤维束、带中心连接口的气液分布器、外壳，可实现料液均匀分布、膜组件的就地清洗，单元易于管理和维修，过滤性能稳定。

这种在向单元供氧的同时利用气水上升流对膜表面进行清洗方法，由于满足生物反应的曝气量不可能很大，单纯依靠气流上升对膜搓洗的效果有限。

2、在反洗水中加入压缩空气。

“膜生物反应器膜的气水反冲洗装置”(CN2530940Y)，涉及一种气水反冲装置，其特点是采用压缩空气对膜进行反冲洗，提高了反冲洗效果。

这种方法利用少量的反冲洗水，减缓膜的堵塞，延长膜的使用寿命，在一定程度上改善了反洗效果，但该方法仍然停留在反冲的层面上，防治膜的污染的效果有限。

3、在反应器中增加扰动装置。

“膜生物反应器”(CNl727289A)，包括至少一预过滤层、至少一生物膜单元，及至少一扰流装置，该扰流装置夹在预过滤层和生物膜单元中间，可扰动介于预过滤层和生物膜单元中间的污水，具有膜生物反应器流通量高、膜清洗方便、膜操作周期长、运行成本低的优点。

这种方法通过提高液流的紊动强度，强化膜面清洗效果，对减缓膜面污染物沉积、提高清洗效率有效，但由于扰动装置为静态装置，借助液流的动能清洗膜面，在回流比不可能太大的情况下清洗效果有限。

此外，现有的MBR中，一般还存在如下缺陷：a.需要单独设计底部曝气系统，设备复杂庞大，成本高；b.膜丝采用一捆结构，这样脏东西或悬浮物夹在膜丝之间无法冲洗；c.膜丝捆扎之后直接采用胶水粘贴，导致运行过程中因长时间左右前后摆动而引起膜丝从膜构中脱落；d.曝气系统利用风机搅拌时风机能耗高；e.维护过程复杂，对设备和技术人员要求高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单，造价及运行成本低，膜通量高，膜污染防治效果好的膜生物反应器。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种膜生物反应器，其包括膜丝和曝气装置；所述膜丝具有中空通道，其一端封闭，另一端开口，所述曝气装置连接于所述膜丝的开口端；所述曝气装置包括上端开口的壳体、第一筛网板、第二筛网板和曝气构件；所述壳体内设有隔板，所述隔板将所述壳体的空腔分隔成上层空腔和下层空腔，所述第一筛网板和第二筛网板间隔地设置在所述上层空腔内且平行于所述隔板，以所述第一筛网板与第二筛网板之间的空腔为注胶层，以所述第二筛网板与隔板之间的空腔为出水层，以所述下层空腔为进气层；所述第一筛网板和第二筛网板均设有多个用于穿接所述膜丝的筛孔，所述筛孔为均匀间隔布置；沿所述壳体的长度方向的中心线上均匀间隔地设置有多个所述曝气构件；所述曝气构件为管件结构，所述曝气构件设有上端口和下端口，所述曝气构件自下而上依次贯穿所述进气层、出水层和注胶层；所述曝气构件位于所述进气层内的部位设有进气孔；所述膜丝的开口端依次穿过所述第一筛网板和第二筛网板上的筛孔伸至所述出水层内；所述注胶层内通过注胶将所述膜丝、曝气构件、第一筛网板和第二筛网板和壳体密封固定在一起。