[发明专利]浸渍型膜组件单元和膜分离活性污泥处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于膜分离活性污泥过滤的浸渍型膜组件单元，以及通过该组件单元提供膜清洗曝气并且还单独提供生物曝气的膜分离活性污泥处理设备。

背景技术

通常，已经提出采用膜分离活性污泥法的水处理设备，并且一些这样的设备投入了实践应用，诸如化粪池、农业废水处理、工业废水处理以及城市污水处理等。该膜分离活性污泥法采用膜以提供微分离，因此不仅提供品质优良的处理水，而且允许活性污泥具有高浓度，进而允许活性污泥槽的单位容积有机物分解处理能力增大并且相应地活性污泥槽尺寸减小，从而允许设置面积更小、建造成本降低以及类似优点。因此，认为该技术将在未来得到普及。

当使用高浓度活性污泥执行膜分离时，高粘度活性污泥絮状物附着在膜上并且促进了污染，因此处理能力明显降低。为了防止这种情况，在膜组件下方提供恒定曝气以使膜振动或者使气泡上升以提供具有密度差的污泥，从而在膜组件附近产生旋流，以剥离堆积在膜表面上的活性污泥（下文将该操作称为膜清洗曝气或膜曝气）。因此，实际上，总是需要并执行使用气泡的物理清洗处理。此外，对于常规的标准活性污泥处理，同样执行曝气，作为向活性污泥供给氧气以维持活性污泥的溶解有机物分解处理能力的手段（在下文中，该操作将被称为生物曝气）。因此，膜分离活性污泥法既需要膜清洗曝气，又需要生物曝气，并且与常规的标准活性污泥处理相比，前者还需要膜清洗曝气并因此需要更多能量，因此降低所需要的能量成为要解决的课题。

正如非专利文献1中记载的，浸渍型膜分离活性污泥法通常被分类为两种系统。一种是常规的基本型，具有膜组件插入其中的生物处理槽，即单个槽。此基本型是具有一体槽的类型，因此优点在于结构紧凑。另一种是具有分开的槽的重视膜组件中的过滤系统、化学清洗等灵活性的类型，即，普遍使用的一种系统，在该系统中分开设置生物处理槽和膜分离槽，并且通过这两个槽进行活性污泥循环。

<引用清单>

非专利文献1：由Kazuo YAMAMOTO编辑的Science&Technology Co.,Ltd.，于2010年2月19日发行的题目为“Water Utilization Technology through Membrane Bioreactor（MBR）”。然而，上述每个类型均具有要解决的问题。在大多数情况下，单槽类型采用生物处理曝气装置，从而还执行膜清洗曝气，即，一个装置起到两种作用，而曝气的气泡可能无法有效地施加到膜组件上并且所供给的空气量可能无法被有效地使用。因此，需要大量用于曝气的空气以充分有效地清洗膜组件的膜表面。结果，与标准活性污泥法相比，前者需要总曝气能量非常多。

带有分离槽的类型具有两个分开制造的槽，此结构阻碍了膜分离活性污泥法发挥其特征优势，即紧凑性，并且为了在两个槽内循环还需要泵等，这与降低能量成本相悖。

发明内容

鉴于上述问题而提出了本发明，并且本发明提出用于膜分离的浸渍型膜组件单元以及采用该浸渍型膜组件单元的新型膜分离活性污泥处理设备，该浸渍型膜组件单元不仅能够保持膜分离活性污泥法的紧凑性优点，而且能够实现曝气能量降低。

为了解决上述问题，本发明提供了一种浸渍型膜组件单元，该浸渍型膜组件单元包括：浸渍型的膜组件，其用于膜分离活性污泥过滤；延长壁，其从膜组件的下端延伸并且包围膜组件下方的空间；以及膜曝气散气装置，其布置在该空间中的下部或者该空间的下方周围位置，并具有在平面上布置的多个散气孔，该膜组件具有分离膜，在该分离膜之间具有间隙，延长壁接收经散气孔输出的气泡，并且将气泡引导到间隙。

本发明的膜组件单元允许由散气装置喷出的气泡被均匀地供给到膜组件的全部区域，并且还能够减少从膜组件下方的空间向外发散的气泡，从而向膜组件供给充足的气泡。这能够有助于降低空气供给量，并因此降低用于曝气清洗膜的能量。

此膜组件单元能够具有散气装置，该散气装置的上表面适合于覆盖膜组件的投影面积，并且设置有多个散气孔。气泡经散气装置的覆盖膜组件的投影面积的上表面上所设置的散气孔均匀地供给到膜组件的全部区域。散气孔可具有例如1~8mm、理想而言3~6mm的直径，以产生适合于清洗膜的粗大气泡。因此，气泡上升速度、能量大小等可产生有效用于清洗膜的振动、旋流等。