[发明专利]一体式好氧颗粒污泥动态膜生物反应废水处理装置

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种一体式好氧颗粒污泥动态膜生物反应废水处理装置。

背景技术

膜生物反应器(MBR)作为一种高效、紧凑的废水生物处理技术，近年来得到了迅速发展和广泛应用。然而，这一技术在实际应用中存在两个主要问题：高成本和膜污染。目前，国内外对MBR膜污染控制的研究主要集中在两个方面：对膜材料本身的优化以及对活性污泥体系的优化。

在膜材料优化方面，近年来的一个重要发展方向是采用廉价的粗网膜材料（如尼龙网、钢丝网、无纺布等）来替代传统的微滤或超滤膜，这类MBR常被称为“动态膜生物反应器”。在运行过程中，粗网膜材料的表面会逐渐形成一层生物膜，作为系统中实际的过滤层。这种粗网膜材料的孔隙较大、过滤阻力较小，并且成本低廉。但该工艺目前存在的一个主要问题是出水中固体悬浮物质(SS)含量较高。尤其是在膜表面反冲洗结束后和新的生物膜形成前，反应器中的细碎污泥会直接穿过膜材料进入出水中，不仅会降低出水水质而且会引起膜组件内腔堵塞，减少实际的膜过滤面积。

在活性污泥性质的优化方面，一个重要方向是采用好氧颗粒污泥来替代常规的絮体活性污泥。由于好氧颗粒污泥比絮体污泥具有更好的强度和抗压缩性能，因此其在膜表面形成的生物膜具有较高的孔隙率和较低的污染阻力。此外，由于好氧颗粒污泥内部存在一定的缺氧区，有利于反硝化细菌的生长，因此颗粒污泥-膜生物反应器体系的脱氮能力也优于普通MBR。然而，这种体系中膜材料成本较高和颗粒污泥的稳定性较差是两个主要的制约因素。目前，依然缺少真正高效、低成本、稳定的废水生物处理技术。

发明内容

本发明目的在于提供一种一体式好氧颗粒污泥动态膜生物反应废水处理装置，解决了现有技术中污水缺乏高效、低成本、稳定的废水生物处理问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案如下：

一种一体式好氧颗粒污泥动态膜生物反应废水处理装置，包括装有好氧颗粒污泥的膜生物反应器，其特征在于所述膜生物反应器设置有废水进水口、过滤出水口和直接出水口，所述膜生物反应器内设置膜组件，所述膜组件内部为中空结构，膜组件内通过过滤管路与过滤出水口连通，且膜组件的最高高度和直接出水口的液面高度均低于过滤出水口的液面高度，所述膜组件下端设置微孔曝气器。

优选的，所述微孔曝气器通过曝气管路与气泵连接，所述曝气管路上设置气体流量计。

优选的，所述膜生物反应器还设置有溢流口和取样口。

优选的，所述膜生物反应器距顶部1/10高度处设置溢流口；在距底部3/4反应器高度处为过滤出水口；距底部1/2高度设置直接出水口；距底部1/10高度处设置底部取样口。

优选的，所述废水进水口通过进水管路与进水泵连接。

优选的，所述装置还包括时间程序控制器，所述过滤管路上设置过滤出水控制电磁阀，所述直接出水口的出水管路上设置直接出水控制电磁阀，所述时间程序控制器分别与过滤出水控制电磁阀、进水泵、直接出水控制电磁阀和气泵连接控制启闭。

优选的，所述膜生物反应器为圆筒形，所述膜生物反应器的高径比为5:1~15:1。

优选的，所述膜组件由有机玻璃内框和覆盖在有机玻璃内框表面的膜材料构成，所述膜材料采用孔径为50~200μm粗网。

优选的，所述微孔曝气器设置在膜生物反应器的底部，所述微孔曝气器在膜生物反应器的底部成环状分布。

本发明的另一目的在于提供一种所述的一体式好氧颗粒污泥动态膜生物反应废水处理装置进行水处理的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）废水通过废水进水口进入膜生物反应器内，在膜生物反应器内废水与好氧颗粒污泥充分接触并且其中的污染物被生物降解；

（2）处理后的水通过膜组件表面的动态膜过滤后进入膜组件内部排出，截留处理后的水中颗粒污泥到膜生物反应器中；或者停止曝气后按照SBR运行方式直接排出膜生物反应器。

本发明是一种处理废水的新技术方案，结合好氧颗粒污泥和动态膜生物反应器各自的特点将两者有机耦合，通过对工艺和反应器进行优化设计，实现废水的高效、经济、稳定处理，属于废水生物处理技术领域。

针对以上工艺技术的特点和各自存在的不足，本发明提出一种新的耦合处理装置——一体式好氧颗粒污泥动态膜生物反应废水处理装置，在显著降低处理成本的同时，实现废水的高效稳定处理。