專利名稱：一種壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器工藝與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器水處理工藝及裝置。
背景技術(shù)：
高濃度難降解有機廢水的處理，是目前國內(nèi)外污水處理界公認(rèn)的難題。對于這類廢水，國內(nèi)外研究較多的有焦化廢水、制藥廢水(包括中藥廢水)、紡織/印染廢水、化工廢水、食品廢水等行業(yè)性廢水。這類廢水有機物濃度高，可生化性較低，甚至含有毒性物質(zhì)，廢水處理難度較大， 一般的生物或物化處理方法很難取得滿意的效果。
壓力曝氣生物反應(yīng)器屬低壓壓力容器，用其處理中高濃度有機廢水，工藝流程簡單穩(wěn)定，運行管理方便。在曝氣壓力為0.20MPa時，COD質(zhì)量容積負(fù)荷率達(dá)到5 8kg'm—^d";有機物降解速率為常壓曝氣的4倍；剩余污泥量及占地面積為傳統(tǒng)活性污泥法的1/3左右。該反應(yīng)器可廣泛應(yīng)用于各種中高濃度的有機廢水處理，特別是對可生化性較差的有機廢水，可達(dá)到較理想的處理效果。
膜生物反應(yīng)器是一種廣泛用以處理生活污水或者工業(yè)廢水的裝置，是由生化反應(yīng)器和膜組件組合而成，該反應(yīng)器結(jié)合了高效的膜分離技術(shù)和傳統(tǒng)的活性污泥工藝兩者的優(yōu)點?；钚晕勰嗵幚磉^的污水經(jīng)反應(yīng)器中的膜過濾，將水中的懸浮物以及膠體等物質(zhì)截留，過濾清液可直接達(dá)標(biāo)排放或者進入下一段的深度處理工段中，使之達(dá)到回用水的標(biāo)準(zhǔn)。同時膜的高效截留作用使微生物完全截留在反應(yīng)器內(nèi)，有利于硝化細(xì)菌等世代時間較長、增殖較緩慢的微生物的生長與富集，完全解決了污泥流失問題；并提高了活性污泥對難降解有機物的降解效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器，用于高濃度難降解有機廢水的處理。該反應(yīng)器屬于壓力式反應(yīng)器，采用內(nèi)置射流器進行加壓曝氣，克服射流器負(fù)壓對反應(yīng)器內(nèi)壓力的影響，提高氧傳質(zhì)，同時起到曝氣、攪拌和清洗膜組件的作用；壓力式膜生物反應(yīng)器內(nèi)裝有特殊懸浮載體，其在水中呈懸浮態(tài)均勻分布，表面和內(nèi)部均可以附著微生物生長，并提供缺氧微環(huán)境；采用膜組件過濾出水，因內(nèi)外壓差作用省去抽水泵，節(jié)約成本和能耗，實現(xiàn)固液良好分離。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)
該裝置包括壓力式膜生物反應(yīng)器、射流加壓曝氣裝置和清水池；所述的壓力式膜生物反應(yīng)器包括壓力罐、設(shè)置在該壓力罐內(nèi)的隔板、懸浮載體、膜組件、出水管、反沖洗泵和反沖洗管，在該壓力罐上裝有排氣閥和壓力表，該出水管和反沖洗管上均裝有調(diào)節(jié)閥；所述的射流加壓曝氣裝置包括空壓機、射流器、加壓泵和布水布?xì)庋b置，空壓機和加壓泵分別經(jīng)進氣管和進水管與射流器連接，射流器與布水布?xì)庋b置連接，該進氣管和進水管上均裝有止回閥和調(diào)節(jié)閥；所述的射流器、布水布?xì)庋b置和膜組件內(nèi)置于壓力罐。
上述方案中所述的進氣管和進水管均為耐壓管；懸浮載體為空心球狀或筒狀，由聚乙烯、聚丙烯及其改性材料制成，比表面積大(多為200~500m2/m3)，比重接近于水，可在水中均
勻分布，其表面和內(nèi)部附著微生物生長，掛膜后的懸浮載體在正常曝氣的強度下極易隨著水流流動。
本發(fā)明提供了一種采用上述裝置的壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器水處理工藝，其特征在于，該工藝通過以下方式實現(xiàn)進水經(jīng)加壓泵加壓輸入進水管，空壓機將壓縮空氣輸送至進氣管；承壓進水和壓縮空氣被輸送入射流器，在射流器中摻混均勻后經(jīng)布水布?xì)庋b置飛速射入反應(yīng)器內(nèi)；在進水氣液混合液壓力驅(qū)動下，反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生低壓，同時進水氣液混合液形成反應(yīng)器內(nèi)的高速上升流，帶動反應(yīng)器內(nèi)污泥混合液和懸浮載體沿隔板循環(huán)流動；在系統(tǒng)壓力作用下，反應(yīng)器內(nèi)氧傳遞速率大為增加，混合液中溶氧充足，加快了微生物對有機物的降解速度；懸浮載體在混合液中呈均勻流化態(tài)，有助于污染物向生物膜的傳質(zhì)，懸浮載體及反應(yīng)器內(nèi)微生物對有機物進行降解后尾氣經(jīng)排氣閥排出；同時，膜組件在內(nèi)外壓差下過濾出水，通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)出水流量。對膜組件進行反沖洗時，關(guān)閉進水泵、進氣泵和出水管上的調(diào)節(jié)閥，打開反沖洗管上的調(diào)節(jié)閥，利用反沖洗泵驅(qū)動從清水池中抽水對膜組件進行反沖洗。反沖洗結(jié)束后，關(guān)閉反沖洗管上的調(diào)節(jié)閥，打開出水管上的調(diào)節(jié)閥，啟動進水泵、進氣泵運行。
以上所述的壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器水處理工藝，其特征在于，所述的壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器的工作壓力范圍為0.05 2.00Mpa。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、高效低能耗、易于運行管理；加壓射流曝氣克服了射流器負(fù)壓對反應(yīng)器內(nèi)壓力的影響，大大提高氧傳遞效率，提高微生物對有機物的降解速度，同時提供高速進水水流，促進反應(yīng)器內(nèi)混合液循環(huán)；懸浮載體具有高濃度高活性生物量，生化反應(yīng)效率高，使得活性污泥量減少1/3，節(jié)能50%;對進水有機物和有毒有害物質(zhì)負(fù)荷變化的適應(yīng)性強，在進水水質(zhì)變化較大的情況下，出水水質(zhì)穩(wěn)定；采用膜過濾出水，固液分離效果好，因內(nèi)外壓差作用省去抽水泵，節(jié)約成本和能耗。因而本發(fā)明特別適宜于中高濃度難降解有機廢水的處理。


圖1為本發(fā)明提供的壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器裝置的剖面圖。
圖中l(wèi)-壓力罐；2-隔板；3-排氣闊；4-壓力表；5-懸浮載體；6-止回閥；7-調(diào)節(jié)閥；8-空壓機；9-射流器；10-加壓泵；ll-反沖洗泵；12-進氣管；13-進水管；14-出水管；15-反沖洗管；16-布水布?xì)庋b置；17-膜組件；18-清水池；19-壓力式膜生物反應(yīng)器。
具體實施例方式
下面結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。
由壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器裝置的剖面圖可以看出，該裝置包括壓力式膜生物反應(yīng)器
19，射流加壓曝氣裝置6、 7、 8、 9、 10、 12、 13、 16和清水池18;該壓力式膜生物反應(yīng)器包括壓力罐1、設(shè)置在該壓力罐1內(nèi)的隔板2、懸浮載體5、膜組件17、出水管14、反沖洗泵11和反沖洗管15，在該壓力罐1上裝有排氣閥3和壓力表4，該出水管14和反沖洗管15上均裝有調(diào)節(jié)閥7;所述的射流加壓曝氣裝置包括空壓機8、射流器9、加壓泵10和布水布?xì)庋b置16，空壓機8和加壓泵10分別經(jīng)進氣管12和進水管13與射流器9連接，射流器9與布水布?xì)庋b置16連接，該進氣管12和進水管13上均裝有止回閥6和調(diào)節(jié)閥7;所述的射流器9、布水布?xì)庋b置16和膜組件17內(nèi)置于壓力罐1。所述的進氣管12和進水管13均為耐壓管；懸浮載體5為空心球狀或筒狀，由聚乙烯、聚丙烯及其改性材料制成，比表面積大(多為200~500m2/m3)，比重接近于水，可在水中均勻分布，其表面和內(nèi)部附著微生物生長，掛膜后的懸浮載體在正常曝氣的強度下極易隨著水流流動。
本發(fā)明提供了一種采用上述裝置的壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器水處理工藝，其特征在于，該工藝通過以下方式實現(xiàn)進水經(jīng)加壓泵加壓輸入進水管，空壓機將壓縮空氣輸送至進氣管；承壓進水和壓縮空氣被輸送入射流器，在射流器中摻混均勻后經(jīng)布水布?xì)庋b置飛速射入反應(yīng)器內(nèi)；在進水氣液混合液壓力驅(qū)動下，反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生低壓，同時進水氣液混合液形成反應(yīng)器內(nèi)的高速上升流，帶動反應(yīng)器內(nèi)污泥混合液和懸浮載體沿隔板循環(huán)流動；在系統(tǒng)壓力作用下，反應(yīng)器內(nèi)氧傳遞速率大為增加，混合液中溶氧充足，加快了微生物對有機物的降解速度；懸浮載體在混合液中呈均勻流化態(tài)，有助于污染物向生物膜的傳質(zhì)；不同載體顆?？梢赃m應(yīng)不同微生物群體生長，微生物相多樣化，為特殊菌群的生長提供環(huán)境；進水含氨氮時，懸浮載體表面的硝化菌利用混合液中的氧將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，反硝化菌在懸浮載體內(nèi)部缺氧微環(huán)境中利用有機物將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣經(jīng)排氣閥排出；同時，膜組件在內(nèi)外壓差下過濾出水，通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)出水流量。對膜組件進行反沖洗時，關(guān)閉進水泵、進氣泵和出水管上的調(diào)節(jié)閥，打開反沖洗管上的調(diào)節(jié)閥，利用反沖洗泵驅(qū)動從清水池中抽水對膜組件進行反沖洗。反沖洗結(jié)束后，關(guān)閉反沖洗管上的調(diào)節(jié)閥，打開出水管上的調(diào)節(jié)閥，啟動進水泵、進氣泵運行。本發(fā)明工藝中，壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器的工作壓力范圍為0.05 2.00MPa。
實例1:污水來源為某制藥廠廢水，水質(zhì)條件為CODcr含量4000 5000mg/L，甲醇8~10mg/L，苯類3.0~3.5 mg/L， SS為250~400 mg/L?？刂茐毫^0.3MPa,調(diào)節(jié)射流器進氣量使反應(yīng)器溶解氧控制在5.0~6.0 mg/L。經(jīng)壓力式膜生物反應(yīng)器處理后，最終出水達(dá)到國家回用水標(biāo)準(zhǔn)，其中CODo濃度小于30mg/L，出水濁度小于0.5mg/L。
實例2:污水來源為味精廢水，水質(zhì)條件為CODa含量2000~3000mg/L， BOD5含量800~1200 mg/L,氨氮為200~320 mg/L。控制壓力P=0.2MPa，調(diào)節(jié)射流器進氣量使反應(yīng)器溶解氧控制在2.0-4.0 mg/L。經(jīng)壓力式膜生物反應(yīng)器處理后，最終出水CODcr濃度小于40mg/L,出水濁度小于0.6mg/L。出水水質(zhì)滿足國家回用水標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器裝置，其特征在于該裝置包括壓力式膜生物反應(yīng)器(19)、射流加壓曝氣裝置(6、7、8、9、10、12、13、16)和清水池(18)；該壓力式膜生物反應(yīng)器包括壓力罐(1)、設(shè)置在該壓力罐(1)內(nèi)的隔板(2)、懸浮載體(5)、膜組件(17)、出水管(14)、反沖洗泵(11)和反沖洗管(15)，在該壓力罐(1)上裝有排氣閥(3)和壓力表(4)，該出水管(14)和反沖洗管(15)上均裝有調(diào)節(jié)閥(7)；所述的射流加壓曝氣裝置包括空壓機(8)、射流器(9)、加壓泵(10)和布水布?xì)庋b置(16)，空壓機(8)和加壓泵(10)分別經(jīng)進氣管(12)和進水管(13)與射流器(9)連接，射流器(9)與布水布?xì)庋b置(16)連接，該進氣管(12)和進水管(13)上均裝有止回閥(6)和調(diào)節(jié)閥(7)；所述的射流器(9)、布水布?xì)庋b置(16)和膜組件(17)內(nèi)置于壓力罐(1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器裝置，其特征在于，所述的進氣管(12)和進水管(13)均為耐壓管；所述的懸浮載體(5)為空心球狀或筒狀，由聚乙烯、聚丙烯及其改性材料制成，比表面積大(多為200~500m2/m3)，比重接近于水，可在水中均勻分布，其表面和內(nèi)部附著微生物生長，掛膜后的懸浮載體在正常曝氣的強度下極易隨著水流流動。
3. —種采用根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述裝置的壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器水處理工藝，其特征在于，該工藝通過以下方式實現(xiàn)進水經(jīng)加壓泵加壓輸入進水管，空壓機將壓縮空氣輸送至進氣管；承壓進水和壓縮空氣被輸送入射流器，在射流器中摻混均勻后經(jīng)布水布?xì)庋b置飛速射入反應(yīng)器內(nèi)；在進水氣液混合液壓力驅(qū)動下，反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生低壓，同時進水氣液混合液形成反應(yīng)器內(nèi)的高速上升流，帶動反應(yīng)器內(nèi)污泥混合液和懸浮載體沿隔板循環(huán)流動；在系統(tǒng)壓力作用下，反應(yīng)器內(nèi)氧傳遞速率大為增加，混合液中溶氧充足，加快了微生物對有機物的降解速度；懸浮載體在混合液中呈均勻流化態(tài)，有助于污染物向生物膜的傳質(zhì)，懸浮載體及反應(yīng)器內(nèi)微生物對有機物進行降解后尾氣經(jīng)排氣閥排出；同時，膜組件在內(nèi)外壓差下過濾出水，通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)出水流量。對膜組件進行反沖洗時，關(guān)閉進水泵、進氣泵和出水管上的調(diào)節(jié)閥，打開反沖洗管上的調(diào)節(jié)閥，利用反沖洗泵驅(qū)動從清水池中抽水對膜組件進行反沖洗。反沖洗結(jié)束后，關(guān)閉反沖洗管上的調(diào)節(jié)閥，打開出水管上的調(diào)節(jié)閥，啟動進水泵、進氣泵運行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器水處理工藝，其特征在于，所述的壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器的工作壓力范圍為0.05 2.00MPa。
全文摘要
一種壓力式懸浮床膜生物反應(yīng)器工藝與裝置，涉及一種處理高濃度難降解有機廢水的設(shè)備技術(shù)。其特征是它由壓力式膜生物反應(yīng)器、射流加壓曝氣裝置和清水池組成。該壓力式膜生物反應(yīng)器內(nèi)裝有特殊懸浮載體，其在混合液中呈均勻流化態(tài)，促進污染物向生物膜傳質(zhì)；懸浮載體微生物相多樣化，為特殊菌群生長提供環(huán)境；射流加壓曝氣克服了射流器負(fù)壓對反應(yīng)器內(nèi)壓力的影響，提高氧傳遞效率，加快微生物對有機物的降解速度；采用膜過濾出水，因內(nèi)外壓差省去抽水泵，節(jié)約成本和能耗，實現(xiàn)固液良好分離。該反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、高效低能耗、對進水有機物及有毒害物質(zhì)負(fù)荷變化的適應(yīng)性強、易于運行管理，特別適宜于中高濃度難降解有機廢水的處理。
文檔編號C02F9/14GK101525205SQ200910082970
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者杜接弟, 范正虹, 陳福泰, 高玉軍 申請人:北京清大國華環(huán)保科技有限公司