[发明专利]一种污水处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理装置，属于水处理技术领域。

背景技术

膜生物反应器(Membrane Bioreactor，MBR)工艺是一种将膜分离技术与传统生物处理技术有机结合的高效污水处理与回用技术。在膜生物反应器系统中，污水中的各类污染物主要通过微生物的生物化学作用加以去除，但与传统生物处理工艺不同的是，膜分离设备替代了二沉池以其高效分离作用使泥水彻底分离，这使得SRT(污泥停留时间或者称之为生物固体停留时间)和HRT(水力停留时间)可以相互独立控制，生化反应池中活性污泥浓度的增大和活性污泥中特效菌的积累，提高了生化反应速率。微生物与水的分离不再通过重力沉淀，而是在压力的驱动下，水分子和部分其他小分子物质能够透过膜，微生物和大分子物质则被膜截留在反应池内，从而使系统获得了优良的出水水质。膜生物反应器工艺基本解决了传统污水处理工艺普遍存在的出水水质不稳定、占地面积大、工艺控制复杂等突出问题，是极具发展潜力的水处理工艺，尤其在污水再生利用方面，膜生物反应器工艺可以将生活污水、城市污水或与之相近的工业废水一步到位地处理成可以作为城市杂用水、工业循环冷却水等用途的优质再生水，目前在全世界范围内正日益受到广泛的学术关注，大规模的工程应用也逐渐增多。

根据膜分离设备的设置位置，膜生物反应器可分为外置式(或称分体式、分置式)膜生物反应器和内置式(或称浸入式、一体式、浸没式)膜生物反应器两大类。

外置式膜生物反应器是膜生物反应器工艺自二十世纪六七十年代诞生后的早期发展形式，是把膜分离设备和生物反应器分开设置，生物反应器中的混合液经循环泵增压后送至膜分离设备的过滤端，在压力作用下混合液中的液体透过膜，成为系统处理出水，固形物、大分子物质等则被膜截留，随浓缩液回流到生物反应器内。外置式膜生物反应器的特点是运行稳定可靠，易于膜的清洗、更换及增设，而且膜通量普遍较大，但一般条件下，为减少污染物在膜表面的沉积，延长膜的清洗周期，需要用循环泵提供较高的膜面错流流速，致使循环泵的水流循环量和所需扬程增大，动力费用增高，吨水能耗高达2-10kWh/m³(千瓦时每立方米)，并且泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物菌体产生失活现象。

内置式膜生物反应器自二十世纪八十年代末发展起来并逐渐成为目前膜生物反应器工艺的主流形式，是把膜分离设备浸没于生物反应器的液位以下，原水进入膜生物反应器后，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥分解或转化，再在抽吸泵提供的负压作用下或者在水位差的作用下由膜过滤出水，曝气系统设置在膜组件下方，一方面给微生物分解有机物提供了所必需的氧气，另一方面利用气提原理，使气水二相流对膜外表面进行水力冲刷，以此来抑制膜面污泥层的沉积。内置式膜生物反应器较之外置式膜生物反应器省去了混合液循环系统，结构更为紧凑，占地面积小，并且靠负压抽吸或者水位差出水，吨水能耗相对较低，降至1-2.4kWh/m³。本发明中生物反应池也可以称为生物反应器。

尽管目前世界上已经投入使用的膜生物反应器实际工程当中，大多数都选用内置式膜生物反应器工艺。但内置式膜生物反应器仍然存在两个突出问题，一是膜分离设备的安装、检修、清洗很不方便，清洗劳动强度大，二是曝气量偏高，气水比为30～40∶1，是目前较为成熟的其他污水生物处理工艺如传统活性污泥法、序批式活性污泥法等工艺的3～4倍，这使得其吨水能耗仍然显著高于其他工艺。同时由于目前膜分离设备的造价又较高，这使得膜生物反应器工艺的基建投资也显著高于其他工艺。以上三个突出问题使得膜生物反应器工艺目前仍然难于替代现有技术而成为水处理领域的主流技术之