[发明专利]一种VT-MBR生物反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水处理技术，特别是一种VT-MBR生物反应器。

背景技术

随着我国经济的高速发展和城市化进程的加快，我国工业用水和居民生活用水均大幅增加，并且工业废水和生活污水的排放加剧了我国资源性缺水和水质性缺水的局面。污水处理技术不仅能解决水污染环境问题，也是解决水资源短缺问题的重要途径。其中生物法处理污水技术已有近百年的历史，但追求更高的处理效果、更低的运行成本一直是人们追求的目标。

垂直折流生化反应器(VTBR)技术是基于深井曝气原理基础上发明的，它结合了固定式膜生物反应器，加压供气，厌氧脱氮好氧水解，污泥消化等诸多生物处理过程于一体，有广泛的实用性，可靠性和经济性。根据专利申请号92111476.1，垂直折流生化反应器由封头、人孔、筒体和填料网板组成，反应器高度为2～20米，折流次数随高度改变，折流次数至少为2，直径可相等或不等。不同的水力状态，反应器内可采用多种材质和形式的填料，不同的操作压力和气源以及不同的供气方式，从而优化组合好氧、厌氧、兼氧多种工艺，应用于高、中、低浓度有机废水的处理。我们在专利申请号00131325.8、00131326.6、00131550.1、00131324.X为满足污水种类和不同处理要求对垂直折流生化反应器进行了一系列的发明创新，都达到了良好的效果。但生物处理所面临的共同问题即微生物随着出水的流失而引发生物降解效率的降低，生物处理工艺中的二沉池回流污泥即是解决这一问题的体现，并且随着环保标准要求的提高，为满足水资源政策需求，其出水水质有待进一步提高，以满足中水回用要求。

膜过滤技术在净水和中水回用领域有着突出的优势。由于膜的截留作用，实现了水力停留时间和污泥停留时间的完全分离，提高出水水质的同时，提高了反应器的处理负荷。然而，在膜过滤过程中，由于膜污染问题，反应器运行成本增加，效益降低。研究表明，通过曝气使膜表面形成气液两相流，增大膜表面剪切力，能有效控制膜污染行为，但曝气量的增加可能增加反应器运行能耗，从而增加成本。因此，在提高出水水质的同时，使膜污染和反应器能耗控制在较低水平有重要意义。

发明内容

为了克服上述技术的不足，本发明的目的是提供一种既可以保证出水水质，提高处理负荷，又能显著降低膜污染和运行成本的废水处理装置，本发明是一种运行稳定、高效节能，有机结合的生物反应器。

本发明采用的技术方案是：一种VT-MBR生物反应器，包括VTBR反应装置、膜分离装置、缓冲池、循环泵、排气口，所述的VTBR反应装置由多级VTBR反应柱构成，内部装有固定填料，进水与气源通过射流混合装置共同进入VTBR反应装置，VTBR反应装置末端与膜分离装置相连，膜分离装置剩余混合液体进入缓冲池，通过循环泵将其循环至VTBR反应装置，膜分离装置尾气由缓冲池上部的排气口排出。

本发明所述的膜分离装置有一系列管式膜组件串联而成，膜组件上下连接压力表，膜过滤驱动力由VTBR反应装置尾部剩余压力提供；膜分离装置设有调压阀，通过调压阀调节压力控制出水。所述的管式膜组件有一系列膜束构成，通过环氧树脂进行密封，底部置有气液混合分流装置。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1、本发明在VTBR反应装置尾部串联了膜分离装置，由于膜的截留作用，出水化学需氧量进一步降低，出水中的微生物、病菌和颗粒物大多被截留，出水浊度明显更好，有利于中水回用或其它选择。另外，由于膜的截留作用，大分子难降解有机物在VTBR反应装置内停留时间延长，并且有利于生长周期较长的微生物的积累与生长，提高了反应器内生物相多样性和稳定性，增加了处理负荷。

2、本发明根据VTBR反应装置气液调节，可灵活实现在管式膜组件内部膜表面形成不同流态的气液两相流，增大了膜表面的剪切力，阻止了膜表面滤饼层形成和浓差极化现象，提高了膜的透水率，延长了膜操作周期，并且膜表面所形成的气液两相流，可以实现在较低流速下使膜污染控制在较低水平，节省了循环液体所需的能耗；与此同时，膜表面形成气液两相流，在增加膜表面扰动的同时，进一步提高了溶解氧，并且所利用的气体由VTBR反应装置尾气提供，不仅提高了气体的利用率，而且减缓了膜污染，进一步节省了能耗。