[发明专利]利用侧流式膜生物反应器装置及利用其的污水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理装置及方法，更具体地说，涉及一种利用侧流 式膜生物反应器(MBR)装置以及利用该装置处理污水的方法。

背景技术

中国是一个缺水国家，污水处理及其回用是开发利用水资源的有效措 施。“中水”回用是将城市污水通过膜生物反应器等设备的处理之后，将其 用于绿化、冲洗、补充观赏水体、工业循环水的补充水等非饮用目的；而将 进一步深度处理的清洁水可用于饮用等高水质要求的用途。城市污水就近可 得，免去了长距离输水，其在被处理之后污染物被大幅度去除，这样不仅节 约了水资源，也减少了环境污染。“中水”回用已经在世界上许多缺水的地 区广泛采用，被认为具有显著的社会、环境和经济效益。

膜处理技术，是基于膜分离材料的水处理新技术。膜分离技术的工程应 用开始于20世纪60年代的海水淡化。以后，随着各种新型膜的不断问世， 膜技术也逐步扩展到城市生活饮用水净化和城市污水处理，以及医药、食品、 生物工程等领域。在全球水资源紧缺、受污染日益严重的今天，膜技术作为 一种新型的再生水回用技术，得到越来越广泛的应用。

膜技术在城市污水处理中的最初应用是利用超滤膜取代传统污水处理 的二沉池，取得了极好的水质效果。但当时膜技术处于发展初期，膜价格昂 贵，寿命短，能耗高，难以得到广泛的推广应用。

20世纪80年代，随着膜技术的发展和完善，膜生物反应器(MBR)开 始引入城市污水及垃圾填埋渗滤液的处理。这种集成式组合新工艺是把活性 污泥生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离技术融于一体，具有出水水 质好且稳定、处理负荷高、装置占地面积小、产泥量小、操作管理简单等特 点。

膜技术在90年代后期发展迅速，特别是进入21世纪后，随着膜材料生 产的规模化、膜组件及其处理产品的设备化和集成化，膜设备生产技术的普 及化和价格大众化，使膜技术的发展已经从实验室的潜在技术迅速发展成为 工程实用技术。已经在许多大型工程应用中应用，并且可以与传统技术相竞 争。

从20世纪90年代末到现在，MBR已从单纯好氧型向着与各种新的污 泥工艺更紧密结合的方向发展。已经出现的新工艺包括：AO型MBR、A²O 型MBR、序批式MBR等。这些新型膜生物反应器的出现使得降解高浓度污 水、以及控制大水量排水中的氨氮、总磷、总氮成为可能。

随着工业的迅猛发展及城市规模的不断扩大，将有越来越多的城市污水 需要进行处理，城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制约许多 城市可持续发展的主要原因，因而污水的有效处理方法已经成为人们亟待解 决的难题。

膜-生物反应器(Membrane-Bioreactor，简称MBR)工艺是一种将膜分 离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与深度处理 回用工艺，其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池进行固液分 离，近年来在国际水处理技术领域日益得到广泛关注，在中国国内再生水处 理工程中也得到了较大的推广和应用。通过与生物处理工艺的整合，使得 MBR工艺具有很好的脱氮和除磷功能：

1.MBR工艺具有很好的脱氮功能：膜的高效截流作用，使微生物完全 截流并全反馈到反应器内，实现了反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄 (SRT)的完全分离，有利于增殖缓慢的硝化细菌的截流、生长和繁殖，系 统硝化效率高，同时由于膜的高效截流作用，反应器内可维持较高的污泥浓 度，使得系统的碳化效率、反硝化效率很高。

2.MBR工艺具有很好的除磷功能：由于膜对悬浮固体(SS)近100％ 的截留，膜系统的出水几乎不含SS，这就把颗粒中的磷很好地截留在系统内。 另外，由于MBR的完全截留作用和通过厌氧、好氧环境的交替，聚磷菌将 更容易得到富集，聚磷菌在厌氧环境中将聚磷酸盐(Poly-p)中的磷分解释 放出来，提供必需的能量，吸收易降解的有机物并将以聚β-羟基丁酸(pHB) 贮存在细胞中；在好氧过程中，聚磷菌利用体内的聚β-羟基丁酸(pHB)， 过量地吸收在数量上远远超过其细胞合成所需的磷量，将磷以聚磷酸盐的形 式贮藏在菌体内而形成高磷污泥，通常MBR系统的剩余污泥含磷量比传统 除磷工艺高1.2～1.5倍，这样，即使MBR有更长的SRT，也能取得相当好 的除磷效果。