本發(fā)明涉及使用粒狀活性淤泥(sludge)和膜生物反應(yīng)器的復(fù)合水處理系統(tǒng)及利用其的水處理方法，所述水處理系統(tǒng)通過含有粒狀活性淤泥的制粒槽有效地除去原水內(nèi)所包含的污染物質(zhì)，與此同時通過設(shè)置于所述制粒槽上部的可移動的膜來進行過濾，從而能夠進行用于中水道的高度的水處理。

背景技術(shù)：

通常地，作為下、廢水的生物學(xué)處理設(shè)施而得到廣泛使用的活性淤泥工法務(wù)必需要曝氣槽和二次沉淀池，所述曝氣槽利用浮游微生物對有機物進行氧化，所述二次沉淀池對浮游微生物和處理水進行固液分離。

但是，二次沉淀池因為設(shè)施的機械裝置復(fù)雜，并且對水利學(xué)負(fù)荷敏感，淤泥上浮(sludgerising)等各種問題產(chǎn)生，所以近來正在開發(fā)各種水處理技術(shù)，如將膜沉積在活性淤泥工法的曝氣槽而使用的方法(膜生物反應(yīng)器，membranebioreactor,mbr)等。

所述mbr系統(tǒng)為了增加下、廢水中所包含的污染物質(zhì)的去除，從而單獨或連續(xù)地配置各種變形的活性淤泥工藝，進而可進行水處理，并且作為用于完全的固-液分離的物理屏障，使用低壓精密過濾(mf:微過濾(microfiltration))或超過濾(uf:ultrafiltration)膜。uf及mf膜可以在生物反應(yīng)器的內(nèi)部或生物反應(yīng)器的外部進行沉浸而使用。

但是，活性淤泥工法中將膜(membrane)沉積，從而替代沉淀池進行使用并操作時，由于活性淤泥特有的粘著性和曝氣而使得活性淤泥得到破碎，從而因細(xì)小顆粒(particle)而堵塞的現(xiàn)象，需要對膜表面經(jīng)常進行清洗，并且此問題表現(xiàn)為膜工藝的最大缺點，從而在實用化過程中成為最大的障礙。

作為防止破碎的淤泥導(dǎo)致的堵塞的方案，具有利用微生物的自固定化特性的淤泥的制粒方法，代表性地可以列舉如下方法：在嫌氣性條件下，通過上向流而執(zhí)行的uasb(上流式厭氧淤泥床，upflowanaerobicsludgeblanket)工法；在好氧性條件下執(zhí)行的制粒方法等。對于好氧性制粒方法進行如下具體觀察。

如果將活性淤泥曝氣槽的微生物通過攪拌器進行慢速接觸，則通過活性淤泥粘液的架橋作用使得淤泥間產(chǎn)生接觸，并由此相互凝聚，從而即使沒有擔(dān)體(media)也能夠通過自固定化(self-granulation)實現(xiàn)制粒，并且所制粒的活性淤泥的沉淀性優(yōu)秀，并得到緊湊(compact)化后使得在反應(yīng)槽中所占的容積減少，從而不需要沉淀槽。

活性淤泥制粒裝置大致由間接曝氣槽和制粒槽構(gòu)成，在間接曝氣槽中，通過泵(pump)使得流出水從制粒槽上部流入，從而以過剩的形式進行曝氣后，溶解氧變得豐富的流出水在制粒槽向上流入，從而使得制粒槽的淤泥保持好氧性條件，并且通過從間接曝氣槽向制粒槽流入的水利動力而引起的渦流或者攪拌器能夠在制粒槽中使得淤泥間產(chǎn)生接觸。

登記專利第1336988號(2013.12.05登記公告)示出了一種利用粒狀淤泥的下、廢水處理裝置及方法，其涉及一種利用粒狀淤泥的下、廢水處理裝置及方法，在所述處理裝置及方法中，向分別設(shè)置有分離板的嫌氣槽、無氧槽、第一曝氣槽及第二曝氣槽分別注入嫌氣性粒狀淤泥、第一好氧性粒狀淤泥、第二好氧性粒狀淤泥及硝酸化粒狀淤泥，由此大幅提升對下、廢水的有機物、氮、磷等污染物質(zhì)的處理效果。

所述現(xiàn)有技術(shù)為了對通過曝氣槽的處理水中所包含的浮游微生物進行分離及排出，使得處理水額外通過包括膜的沉淀槽并排出，由此缺點在于，額外增加設(shè)置面積，以及為了對所述膜進行清洗，額外需要空氣收集裝置、泵、管道等設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種通過粒狀活性淤泥和膜生物反應(yīng)器組合工藝可進行高度的水處理的復(fù)合水處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)通過含有粒狀活性淤泥的制粒槽對原水內(nèi)所包含的污染物質(zhì)進行有效去除的同時，通過在所述制粒槽上部設(shè)置的可移動的膜的設(shè)置，可對所述復(fù)合水處理系統(tǒng)的設(shè)置面積進行最小化，并且提高有機物、氮、磷等污染物質(zhì)處理效率。

此外，在本發(fā)明中，為了防止在制粒槽內(nèi)淤泥層的固著化，通過提供內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置的復(fù)合水處理裝置及方法，以便能夠賦予規(guī)定攪拌效果，由此目的在于使得設(shè)置費用及運轉(zhuǎn)費用最小化。

本發(fā)明的一個實施形態(tài)為了解決所述現(xiàn)有技術(shù)的問題，并且為了達成本發(fā)明中想要解決的課題，所述實施形態(tài)包括：間接曝氣槽100，其供給空氣，以便使得原水內(nèi)所包含的溶解氧能夠達到飽和濃度；以及制粒槽200，其對通過所述間接曝氣槽100的處理水中所含有的浮游微生物進行制粒，并形成有淤泥層，并且所述實施形態(tài)包括膜(membrane)500，所述膜500設(shè)置于所述制粒槽200上部，并且可在所述制粒槽200內(nèi)進行移動。

所述制粒槽200在內(nèi)部設(shè)置對淤泥層能夠賦予規(guī)定的攪拌效果的攪拌裝置，以便使得淤泥層不固著于制粒槽200的底面內(nèi)壁，由此在所述制粒槽200內(nèi)部，通過由浮游微生物的接觸所產(chǎn)生的副產(chǎn)物明膠(gelatin)來被制粒。并且通過從間接曝氣槽100移送的處理水的第一水動力(hydrodynamicforce)、以及包含于制粒槽200的攪拌裝置所引起的第二水動力來使得所述制粒得到加速(acceleration)。

優(yōu)選地，所述攪拌裝置是存在于所述制粒槽200的內(nèi)部的攪拌器210，并且所述膜500可以使用低壓精密過濾(microfiltration,mf)膜或超過濾(ultra-filtration,uf)膜。

此外，優(yōu)選地，所述膜500為了切斷在制粒槽200內(nèi)移動而引起的湍流，并且為了保持淤泥層的穩(wěn)定形態(tài)，從而還包括將所述制粒槽內(nèi)部劃分為上部和下部的隔墻230，并且更為優(yōu)選地，所述隔墻230是多孔性部件或以一定間隔傾斜配置的傾斜板。

為了減少所述膜500的污染，優(yōu)選地，還包括往復(fù)裝置，所述往復(fù)裝置在所述制粒槽內(nèi)使膜進行前后或左右方向上的往復(fù)運動，所述往復(fù)裝置包括：滑行框架，其與所述膜相互連接并進行往復(fù)；轉(zhuǎn)子，其通過軸與所述滑行框架連接并進行旋轉(zhuǎn)運動；以及馬達，其使所述轉(zhuǎn)子進行旋轉(zhuǎn)，并通所連接的軸將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為滑行框架的往復(fù)運動。此外，優(yōu)選地，在所述滑行框架和軸之間增加緩沖器，從而可減少所述往復(fù)裝置所引起的沖擊負(fù)荷，并且所述滑行框架隨著滑行軌道而可以變化，所述滑行軌道伴隨有線性軸承和軸臺支撐物。

就在本發(fā)明中所使用的可移動的膜(membrane)500而言，可在所述制粒槽200內(nèi)的上清液被過濾時進行持續(xù)性地移動，或者為了防止膜的污染而根據(jù)需要進行選擇性地移動。

此外，就所述攪拌裝置而言，對制粒槽200內(nèi)的淤泥層進行攪拌的同時驅(qū)動在制粒槽200內(nèi)可進行移動的膜(membrane)500，或者可包括從制粒槽上部向下部使經(jīng)過了淤泥層的處理水進行再次循環(huán)的輔助循環(huán)水路437，此時優(yōu)選地，所述處理水通過膜(membrane)500的移動所產(chǎn)生的力來，通過輔助循環(huán)水路437而循環(huán)。

作為本發(fā)明的另一個實施形態(tài)，可以舉例使用粒狀活性淤泥和膜生成反應(yīng)器的復(fù)合水處理方法，所述方法包括：曝氣步驟，向含有污染物質(zhì)的原水注入空氣；制粒步驟，使得通過所述曝氣步驟后溶解氧量為飽和狀態(tài)的處理水內(nèi)所包含的浮游微生物制粒；以及過濾步驟，除了所述制粒步驟中被制粒的淤泥以外，使得上清液通過可移動的膜(membrane)并排出，并且優(yōu)選地，在所述制粒步驟中，使得通過被制粒的浮游微生物來形成的淤泥層通過攪拌裝置得到攪拌。

此外，所述制粒步驟通過由浮游微生物的接觸所產(chǎn)生的副產(chǎn)物明膠來得到執(zhí)行，并且通過經(jīng)過曝氣步驟而移送的處理水具有的第一水動力(hydrodynamicforce)、以及通過由制粒步驟的攪拌裝置所引起的第二水動力來得以加速(acceleration)，并且優(yōu)選地，在執(zhí)行所述制粒步驟及過濾步驟的制粒槽200內(nèi)部還包括隔墻230，所述隔墻230切斷所述膜500在制粒槽200內(nèi)進行移動所引起的湍流傳播，并且為了保持淤泥層的穩(wěn)定形態(tài)而將制粒槽200內(nèi)部劃分為上部和下部。

所述第二水動力可通過攪拌器210或者輔助循環(huán)水路437來形成，所述攪拌器210存在于所述制粒槽200的內(nèi)部，所述輔助循環(huán)水路437從制粒槽200上部向下部使得經(jīng)過了淤泥層的處理水再次循環(huán)，并且優(yōu)選地，所述隔墻230是多孔性部件或以一定間隔傾斜配置的傾斜板。

本發(fā)明通過含有粒狀活性淤泥的制粒槽來有效去除原水內(nèi)所包含的污染物質(zhì)的同時，通過設(shè)置于所述制粒槽上部的可移動的膜進行過濾而進行高度的水處理，由此不僅能夠使得現(xiàn)有的生物學(xué)水處理裝置的問題膜污染最小化，而且由此可以延長膜清洗周期并延長運轉(zhuǎn)時間。

此外，不需要用于膜清洗及增加膜的使用周期的曝氣裝置、泵、管道等額外裝備，從而減少設(shè)置費用，將所述膜在制粒槽內(nèi)部設(shè)置，由此使得全部設(shè)備小型化，并減少設(shè)置面積，因此不僅可以減少設(shè)備capex，而且由于系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時能量消耗的減少，opex也可減少。

并且，就本發(fā)明的水處理裝置及水處理方法而言，通過提供在內(nèi)部設(shè)置各種攪拌裝置的復(fù)合水處理裝置及方法，以便賦予防止在制粒槽內(nèi)淤泥固著的攪拌效果，從而具有能夠?qū)⒃O(shè)置費用及運轉(zhuǎn)費用進行最小化的效果。

附圖說明

圖1是概略性表示現(xiàn)有的粒狀淤泥和膜生物反應(yīng)器的組合工藝系統(tǒng)的模式圖。

圖2是概略性表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的使用粒狀活性淤泥和膜生物反應(yīng)器的復(fù)合水處理系統(tǒng)的模式圖。

圖3是概略性表示根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的使用粒狀活性淤泥和膜生物反應(yīng)器的復(fù)合水處理系統(tǒng)的模式圖。

圖4是概略性表示根據(jù)本發(fā)明的又另一個實施例的使用粒狀活性淤泥和膜生物反應(yīng)器的復(fù)合水處理系統(tǒng)的模式圖。

圖5是概略性表示設(shè)置于本發(fā)明的制粒槽內(nèi)的可移動的膜污染防止原理的模式圖。

標(biāo)號說明

100：間接曝氣槽110：空氣注入裝置

111：噴嘴200：制粒槽

210：攪拌器230：隔墻

250：淤泥層300：過濾槽

410：流入水路430：移送水路

433：返送水路435：淤泥排出管

437：輔助循環(huán)水路450：排出水路

500：膜(membrane)

具體實施方式

參照以下附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細(xì)說明。在此之前，需要理解的是，本說明書及權(quán)利要求中所使用的術(shù)語或單詞不應(yīng)限定于通?；蛟~典中的意義，而應(yīng)解釋為符合本發(fā)明的技術(shù)思想的意義和概念。

本說明書整體上，在說明某部分“包括”某構(gòu)成要素時，只要沒有進行特別地相反的記載，即意味著不排除其他構(gòu)成要素，而是還可包括其他構(gòu)成要素。

“第一”、“第二”等術(shù)語用于將一個構(gòu)成要素與另一個構(gòu)成要素進行區(qū)別，并非通過這些術(shù)語對權(quán)利范圍進行限定。例如，第一構(gòu)成要素可以命名為第二構(gòu)成要素，類似地，第二構(gòu)成要素也可以，命名為第一構(gòu)成要素。

只要本說明書中沒有特別提及，“原水”意味著包含有各種污染物質(zhì)，并需要凈水處理的作為處理對象的下水或廢水。此外，“處理水”意味著通過各個段或者步驟、裝置的原水，“返送水”意味著處理水的一部分返回到已經(jīng)過的前段或步驟、裝置的原水，并且“制粒(granulation)”意味著原水中所包含的微生物相互凝聚并形成粒子形態(tài)的現(xiàn)象，以下與作為通過相互間的接觸而凝聚并形成較大凝塊的現(xiàn)象的“凝聚(coagulation)”、“凝結(jié)(flocculation)”的意義不加以區(qū)分，而應(yīng)理解為包含其的廣泛的意義。

首先，觀察圖1的在現(xiàn)有活性淤泥工法的曝氣槽中沉積膜而進行使用的膜反應(yīng)器(membranebioreactor,mbr)，其包括：間接曝氣槽100，其為了除去原水內(nèi)所包含的污染物質(zhì)，通過所流入的原水或從制粒槽200所返送的返送水所引起的水動力及所注入的空氣來，不僅使得原水內(nèi)所包含的溶解氧能夠達到飽和濃度，而且用于準(zhǔn)備將所述污染物質(zhì)進行制粒；制粒槽200，其對通過所述間接曝氣槽100而溶解氧的量飽和的原水進行制粒并進行淤泥處理；過濾槽300，其除了在所述制粒槽200中被制粒的淤泥，只取上清液，并通過膜而排出處理水。

就包括所述膜的過濾槽300而言，微細(xì)的制粒后的污染物質(zhì)使得所述膜受污染并長時間使用時，需要進行周期性膜清洗。由此，不僅增加能量消耗量，而且為了防止膜的污染，需要額外地在過濾槽300內(nèi)設(shè)置能夠進行空氣注入的曝氣裝置、泵、管道等，并且由此存在設(shè)備費用增加的問題。

由此，為了解決所述現(xiàn)有的活性淤泥工法的將膜沉積于曝氣槽而使用的膜反應(yīng)器(membranebioreactor,mbr)的問題，本發(fā)明使用粒狀活性淤泥和膜生物反應(yīng)器的復(fù)合水處理裝置，所述裝置將原水中所包含的污染物質(zhì)通過粒狀淤泥工法進行制粒后能夠有效地去除。此外，通過使用可移動的膜將處理水排出至外部，由此使得膜沉積時所產(chǎn)生的堵塞現(xiàn)象最小化，從而能夠增加膜清洗周期及運轉(zhuǎn)期，并能夠形成高度的處理水。

就根據(jù)本發(fā)明的使用粒狀活性淤泥和膜生物反應(yīng)器的復(fù)合水處理系統(tǒng)而言，其作為將間接曝氣槽、制粒槽進行順次排列的連續(xù)式流水高度水處理裝置，使得原水內(nèi)所包含的有機物、氮、磷等污染物質(zhì)處理效率最大化，并由于較短的水利學(xué)滯留時間能夠使得裝置的體積最小化，并且為了易于后處理工藝中的順利固液分離，將所述間接曝氣槽、制粒槽進行順次排列后，向所述反應(yīng)槽，換句話說，向間接曝氣槽及制粒槽分別注入已制造的優(yōu)質(zhì)的粒狀活性淤泥，從而進行水處理。

所述“粒狀活性淤泥(granularactivatedsludge)”是指，沒有高價擔(dān)體、旋轉(zhuǎn)體等生物膜，通過生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)因素等使得活性淤泥中所含有的微生物表現(xiàn)出彼此自固定化現(xiàn)象，并在彼此凝聚的同時被制粒。

所述粒狀活性淤泥可根據(jù)所述原水的狀態(tài)及工藝的運轉(zhuǎn)方法，在嫌氣性粒狀淤泥或好氧性粒狀淤泥中進行選擇性使用。并且，優(yōu)選地，可以使用好氧性粒狀淤泥。此外，就所述粒狀活性淤泥的優(yōu)選量而言，可根據(jù)原水內(nèi)所包含的有機物及氮濃度來對制粒槽的混合液懸浮固體(mlss)進行適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)并使用。

如圖2所示，圖2是概略性表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的使用粒狀活性淤泥和膜生物反應(yīng)器的復(fù)合水處理裝置的模式圖。更為詳細(xì)地，包括間接曝氣槽100及制粒槽200，并且包括膜(membrane)500，所述間接曝氣槽100供給空氣以便使得原水內(nèi)所包含的溶解氧達到飽和濃度，所述制粒槽200為了使得通過所述間接曝氣槽100的處理水中所包含的污染物質(zhì)得到制粒而形成有淤泥層(sludgeblanket)250，所述膜(membrane)500設(shè)置于所述制粒槽上部，并且可在所述制粒槽內(nèi)進行移動。

此外，所述制粒槽200內(nèi)部還額外包括攪拌裝置，所述攪拌裝置能夠賦予淤泥層規(guī)定的攪拌效果，以便使得淤泥層250不固著于制粒槽200的底面內(nèi)壁。

所述間接曝氣槽100通過空氣注入裝置接收空氣，從而通過設(shè)置于所述間接曝氣槽下部的噴嘴從下部向上部供給空氣，由此產(chǎn)生上向流，從而使得通過流入水路410而流入的原水的溶解氧濃度能夠達到飽和狀態(tài)。

所述空氣注入裝置110為了注入用于水處理的空氣，可使用常用的部件而不受限定，由于從下部向上部通過噴嘴來注入空氣，所以產(chǎn)生向上流。

將通過所述間接曝氣槽使得溶解氧的量為飽和狀態(tài)的原水通過移送水路430向制粒槽200下部進行流入，由所述原水的流動所引起的水動力，以及由所述制粒槽200內(nèi)的攪拌器210所引起的攪拌力一起向粒狀活性淤泥施加，由此所述粒狀活性淤泥彼此沖撞，從而由于微生物反應(yīng)副產(chǎn)物明膠(gelatin)物質(zhì)而被制粒。此時，所述制粒槽由于富含溶解氧的原水而形成好氧性環(huán)境，并且將溶解氧用作電子受體(electronacceptor)的去除有機物的微生物以及氮成分氧化微生物通過所述水動力及攪拌力而被制粒(granulation)。

尤其，就所述制粒槽200內(nèi)部的制粒而言，通過由于浮游微生物的接觸所產(chǎn)生的副產(chǎn)物明膠而被制粒，并且通過從所述間接曝氣槽100移送的處理水的第一水動力(hydrodynamicforce)、以及包含于制粒槽200的攪拌裝置所引起的第二水動力而得以加速(acceleration)。

就所述攪拌裝置而言，如果包括攪拌器210或者輔助循環(huán)水路437，則效果在于通過膜(membrane)500的移動而產(chǎn)生的力使得所述處理水通過輔助循環(huán)水路437得到循環(huán)，或者通過攪拌器210的旋轉(zhuǎn)能夠加速制粒槽200內(nèi)的制?，F(xiàn)象，不僅如此還具有如下效果：防止淤泥層250在制粒槽200的底面沉淀并固著，所述攪拌器210存在于所述制粒槽200的內(nèi)部，所述輔助循環(huán)水路437從制粒槽上部向下部使得經(jīng)過了淤泥層250的處理水再次循環(huán)。

由此，所述第二水動力可以通過攪拌器210或者輔助循環(huán)水路437來形成，所述攪拌器210存在于所述制粒槽200的內(nèi)部，所述輔助循環(huán)水路437使得經(jīng)過了淤泥層的處理水從制粒槽上部向下部再次循環(huán)。

當(dāng)作為所述攪拌裝置使用攪拌器210時，雖然通過另外的馬達或者動力源能夠?qū)崿F(xiàn)所述攪拌器210的運動，但是優(yōu)選地，可以共享并使用后續(xù)將要說明的馬達，所述馬達是使后述的設(shè)置于制粒槽200的內(nèi)部的可移動的膜(membrane)500進行移動的移動裝置。

此時，當(dāng)攪拌器210的旋轉(zhuǎn)速度和可移動的膜500的移動速度不相同時，優(yōu)選地，附加具有適當(dāng)旋轉(zhuǎn)比的齒輪結(jié)合，從而對最佳的攪拌速度和膜的移動速度進行控制，并且更為優(yōu)選地，最終的攪拌器的適當(dāng)旋轉(zhuǎn)數(shù)范圍為25～40rpm，且更為優(yōu)選地，可移動的膜的移動速度范圍大約為7～13cm/sec。

通過設(shè)置于所述制粒槽下部的淤泥排出管435來減少粒狀活性淤泥的量，或者能夠?qū)λ隽罨钚杂倌噙M行排出并處理。

如上所述，在所述制粒槽的好氧性條件下被制粒的去除有機物的微生物雖然對有機物質(zhì)進行氧化并去除，但是氮成分氧化微生物將原水中所包含的氨性氮(nh4⁺)等氧化成硝酸性氮(no3^-)或亞硝酸性氮(n02^-)，因此這些氮氧化物以在所述原水內(nèi)溶解的狀態(tài)而存在。由此，不僅除去所述硝酸性氮或亞硝酸性氮，而且為了保持制粒槽內(nèi)粒狀活性淤泥的濃度，通過形成于淤泥層250(sludgeblanket)的上部的返送水路433使得混合有淤泥和原水的原水的一部分能夠返送至間接曝氣槽。所述淤泥層250是混合有淤泥和原水的渾濁層。

本發(fā)明的使用粒狀活性淤泥和膜生物反應(yīng)器的復(fù)合水處理裝置可包括膜(membrane)500，所述膜500設(shè)置于所述制粒槽200上部的同時能夠在所述制粒槽內(nèi)進行移動。

此外，優(yōu)選地，還包括隔墻230，其對所述制粒槽內(nèi)部進行劃分，并切斷通過所述膜500的移動而產(chǎn)生的制粒槽200內(nèi)的湍流流動向淤泥層250傳播，從而用于分離淤泥層250和上清液，所述淤泥層250是制粒槽內(nèi)的混合有粒狀活性淤泥和原水的渾濁層。

所述隔墻230將制粒槽200的空間劃分為上部和下部，同時若沒有切斷原水的流動的形態(tài)，則沒有特別的限定地可進行使用。優(yōu)選地，所述隔墻230可以使用具有孔隙(pore)的多孔性部件或以一定間隔傾斜配置的傾斜板。更為優(yōu)選地，可以使用薄板(lamella)傾斜板。

形成于所述制粒槽200的上部的可移動的膜500為了減少膜的污染，可以在所述制粒槽200的上部內(nèi)部進行移動，優(yōu)選地，可在所述制粒槽200內(nèi)進行前后或左右往復(fù)運動，并且為了使所述膜進行往復(fù)運動還可包括往復(fù)裝置。

所述往復(fù)裝置可包括：滑行框架，其與所述膜相互連接而進行往復(fù)；轉(zhuǎn)子，其通過軸與所述滑行框架連接并進行旋轉(zhuǎn)運動；以及低速馬達，其使所述轉(zhuǎn)子進行旋轉(zhuǎn)，并通過所連接的軸將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為滑行框架的往復(fù)運動。

更為詳細(xì)地，所述膜可以使用低壓精密過濾(mf)或超過濾(uf)膜，所述低壓精密過濾(mf)或超過濾(uf)膜作為完全的固-液分離的物理屏障而使用，并且所述膜可以與往復(fù)裝置相互機械連接。所述往復(fù)裝置在使膜進行往復(fù)時使用，例如，所述往復(fù)裝置可以使用將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為往復(fù)運動的機械裝置。

所述膜500在過濾所述制粒槽上清液時可持續(xù)進行往復(fù)運動，并且為了防止所述膜的污染，根據(jù)需要可進行選擇性往復(fù)運動。

所述膜連接于滑行框架，馬達-驅(qū)動的轉(zhuǎn)子經(jīng)由軸可連接于滑行框架。由此，可以將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為滑行框架的往復(fù)運動，并且往復(fù)頻率及速度可通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度而控制。更為具體地，通過馬達使軸進行運動，從而可將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為滑行框架的往復(fù)運動。所述往復(fù)運動所引起的沖擊負(fù)荷通過在滑行框架和軸之間進一步設(shè)置緩沖器而能夠得到減小，并且滑行框架隨著滑行軌道而可以變化，所述滑行軌道伴隨有線性軸承和軸臺支撐物。在本發(fā)明中，使膜進行往復(fù)運動的往復(fù)裝置可以使用能夠提供規(guī)定的往復(fù)運動的很多其他形態(tài)的裝置。

此時，所述馬達可以使膜500移動，并且同時可以使設(shè)置于制粒槽200內(nèi)的攪拌器210工作。由此，使用一個馬達從而同時運轉(zhuǎn)膜500和攪拌器210，由此可以整體減少水處理裝置的設(shè)備費用及運轉(zhuǎn)費用。由此，使用一個馬達同時運轉(zhuǎn)膜500的移動和攪拌器21的旋轉(zhuǎn)，并與此同時為了適當(dāng)調(diào)節(jié)各個移動速度或旋轉(zhuǎn)速度，可以在與軸進行連接的連接部位選擇具有適當(dāng)齒輪比的連接裝置。此時，可以增加，監(jiān)控水處理裝置內(nèi)的各個單元的運轉(zhuǎn)速度并對其進行適當(dāng)控制的控制裝置。

如圖1所提出的膜，利用通過在常規(guī)的mbr中所使用的空氣注入裝置來注入的空氣氣泡，從而對污染物質(zhì)和膜進行分離，與圖1所示的膜不同，圖2至圖4示出本發(fā)明的可移動的膜，所述可移動的膜通過低速往復(fù)運動，從而使用與分離膜的移動方向相反的方向上所形成的慣性力，進而可獲得優(yōu)秀的清洗效果。由此，優(yōu)點在于，持續(xù)減少膜污染，從而不僅不需要空氣注入裝置，而且不需要在外部增加設(shè)置用于通過膜的過濾的空間，而能夠適用并設(shè)置于現(xiàn)有的系統(tǒng)。

圖2是涉及根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的包括粒狀活性淤泥和膜生物反應(yīng)器的水處理裝置，所述裝置包括：間接曝氣槽100，其供給空氣，以便能夠使得原水的水溶解氧濃度飽和；以及制粒槽200，其使得經(jīng)過所述間接曝氣槽的處理水中所包含的浮游微生物被制粒，從而在內(nèi)部底面形成淤泥層。

此時，就所述制粒槽200而言，在內(nèi)部設(shè)置攪拌裝置，所述攪拌裝置能夠向淤泥層賦予規(guī)定的攪拌效果，以便淤泥層不固著于制粒槽200的底面內(nèi)壁面，并且在所述制粒槽200的上部包括可在所述制粒槽200內(nèi)移動的膜(membrane)500。

所述制粒槽200在內(nèi)部形成有區(qū)分上部和下部的隔墻230，所述隔墻230的下部形成有淤泥層250，并且為了所述淤泥層250的攪拌而包括有攪拌器210，所述隔墻230的上部，可移動的膜500與賦予移動的作為驅(qū)動裝置的馬達連接，所述馬達可分別另行形成，以便分別對各個膜500賦予移動。

圖3是本發(fā)明的一個實施例的變形例，提出包括粒狀活性淤泥和膜生物反應(yīng)器的水處理裝置，所述裝置的形態(tài)是使用一個馬達使得所述攪拌器210和膜的移動同時實現(xiàn)。

圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的又另一個實施例，制粒槽200的下部未形成有另外的攪拌器210，而作為所述淤泥層250的攪拌裝置，提出一種包括輔助循環(huán)水路437的例子，所述輔助循環(huán)水路437從制粒槽上部向下部使經(jīng)過了淤泥層250的處理水進行再次循環(huán)。

所述構(gòu)造在制粒槽200的下部，代替攪拌器，利用在制粒槽200上部進行移動的膜500的移動所引起的處理水具有的慣性力，從而通過形成于制粒槽200的外部的輔助循環(huán)水路437來誘導(dǎo)處理水的流動，由此可以對所述淤泥層250賦予攪拌效果，并也可以對制粒進行加速。使用所述輔助循環(huán)水路437時，由于不需要用于所述處理水流動的另外動力，因此存在減少運轉(zhuǎn)費用的效果。

選擇性地，需要控制通過所述輔助循環(huán)水路437的處理水的流動速度的情況，也可以將其他的低速馬達或減速部件等附加在所述輔助循環(huán)水路437。

作為本發(fā)明的另一個實施例，可以提出使用粒狀活性淤泥和膜生物反應(yīng)器的復(fù)合水處理方法，所述方法可使用圖2至圖4所提出的本發(fā)明的水處理裝置來執(zhí)行水處理，并且所述方法包括：曝氣步驟，向含有污染物質(zhì)的原水注入空氣；制粒步驟，使得通過所述曝氣步驟后溶解氧量為飽和狀態(tài)的處理水內(nèi)所包含的浮游微生物被制粒；以及過濾步驟，除了所述制粒步驟中被制粒的淤泥以外，使得上清液通過可移動的膜(membrane)并排出。

根據(jù)本發(fā)明的使用粒狀活性淤泥和膜生物反應(yīng)器的復(fù)合水處理方法，優(yōu)選地，經(jīng)過注入空氣的曝氣步驟，所述曝氣步驟中，向含有污染物質(zhì)的原水注入空氣，以便所述原水內(nèi)溶解氧量可達到飽和狀態(tài)。

通過制粒步驟能夠制造粒狀活性淤泥，所述制粒步驟對通過所述曝氣步驟的處理水內(nèi)所包含的浮游微生物進行制粒，并且通過所述粒狀活性淤泥使得有機物被活躍分解并獲得能量，并且進行細(xì)胞合成，從而使得所述原水內(nèi)有機物轉(zhuǎn)換為微生物的新(c5h7o2n),co2等并被除去。

此外，粒狀活性淤泥中所包含的去除磷的微生物(paos,phosphateaccumulatingorganisms)在好氧性狀態(tài)下，將存儲于細(xì)胞內(nèi)的phb通過氧進行分解，并從外部攝取磷酸離子(orthophosphate)，從而以多磷酸酯(poly-phosphate)形態(tài)存儲于細(xì)胞內(nèi)。由此，為了持續(xù)供給合成過程中所需要的能量源(atp)，從外部通過paos(paos的主要優(yōu)勢種是不動桿菌屬(acinetobacter))的磷攝取量增加，所述磷攝取量高的微生物在粒狀活性淤泥中分離為浮游微生物形態(tài)，并與包含于原水中的好氧性浮游微生物一起被排出，并且所排出的浮游微生物與制粒槽下部所設(shè)置的沉淀的淤泥一起被排出，由此使得包含于所述原水內(nèi)的磷最終被除去。

經(jīng)過過濾步驟可排出用于中水道的處理水，所述過濾步驟除了經(jīng)過所述制粒步驟的同時被制粒的淤泥之外，使得上清液通過可移動的膜并排出。

關(guān)于所述可移動的膜和制粒槽的內(nèi)部構(gòu)造的具體說明已經(jīng)在前面進行詳細(xì)的提及，因此以下省略。

由此，本發(fā)明的使用粒狀活性淤泥和膜生成反應(yīng)器的復(fù)合水處理系統(tǒng)及使用其的水處理方法，利用粒狀活性淤泥的好氧性及嫌氣性消化可同時進行的特性，以及通過制粒的優(yōu)秀沉積性，從而縮短現(xiàn)有的生物學(xué)處理工藝的時間，并可縮減沉淀池的設(shè)置面積。此外，在制粒槽上部設(shè)置可移動的膜，從而在制粒的同時進行過濾排出，由此為了膜過濾及膜使用周期的增加，不需要額外設(shè)置曝氣裝置、泵、管道等裝置，從而不僅減少了設(shè)置面積，而且延長所述膜的清洗周期，并使得運轉(zhuǎn)期間長期化，從而節(jié)省能源的效果很優(yōu)秀。

本發(fā)明并非限定于上述特定的實施例及說明，在不脫離權(quán)利要求范圍中要求的本發(fā)明的主旨的情況下，在本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有通常知識的任何人員都可實施各種變形，并且所述變形所屬于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

產(chǎn)業(yè)上的利用可能性

本發(fā)明可提供一種將粒狀活性淤泥和膜生物反應(yīng)器通過組合工藝可進行高度的水處理的復(fù)合水處理系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)通過含有粒狀活性淤泥的制粒槽對原水內(nèi)所包含的污染物質(zhì)進行有效去除的同時，通過在所述制粒槽上部設(shè)置的可移動的膜，由此可對所述復(fù)合水處理系統(tǒng)的設(shè)置面積進行最小化，并且提高有機物、氮、磷等污染物質(zhì)處理效率，并且為了防止在制粒槽內(nèi)淤泥層的固著化，通過提供內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置的復(fù)合水處理裝置及方法，以便能夠賦予規(guī)定攪拌效果，由此能夠使得設(shè)置費用及運轉(zhuǎn)費用最小化，從而具有產(chǎn)業(yè)上的使用可能性。