[发明专利]一种生态式膜生物反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物反应器，具体涉及一种生态式膜生物反应器，尤其适用于有机物及营养物质浓度高的污水的处理与回用，属水处理技术领域。 

背景技术

生活污水中含有大量的有机物及营养物质，这类污水若未经有效处理便直接排放入天然水体不仅会污染环境、危害人体健康，还会造成水资源的巨大浪费。膜生物反应器具有生物降解能力强、出水水质好、占地面积小、剩余污泥量少等优点，然而，膜污染的存在严重限制了该技术的迅速推广应用。 

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足之处，提供一种生态式膜生物反应器，将植物修复技术和膜生物反应器技术进行有机结合，通过在曝气池中种植水生植物，将传统的膜生物反应器改造为生态式膜生物反应器，不仅可以进一步提高反应器对有机物的生物降解能力、提高出水水质，还能够有效控制膜污染。其工艺流程短、占地面积小、操作简单、维护方便，处理后的污水可用于喷洒道路、绿化、冲厕等。对于距离城市污水处理厂较远的农村地区而言，由于可以对污水进行就近处理、就近回用，该技术具有更广阔的应用前景。 

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种生态式膜生物反应器，该反应器包括一壳体，壳体内有曝气池；所述的壳体外有与壳体相连接的进水管、出水管及供气管和排泥管，其特征是：所述的壳体内安置有膜组件，膜组件淹没于水中；所述的膜组件为微滤膜组件或超滤膜组件，在膜组件下方池底位置安装有曝气头；所述的曝气池内培养有活性污泥和种植有水生植物。 

所述的膜组件膜的样式为中空纤维膜或平板膜，膜出水方式为抽吸式或重力式。 

所述曝气池内培养有活性污泥和种植有水生植物，所述水生植物为挺水植物、沉水植物、漂浮植物或浮叶植物，活性污泥和种植的水生植物两者共同降解原水中的有机物及营养物质。 

所述供气管将空气输送至曝气头。 

本发明的优点是：生态式膜生物反应器能有效完成生物降解及泥水分离，处理效率高，出水水质好：膜生物反应器中的活性污泥浓度高，生物降解能力强。另外，水生植物可以进一步去除水中的有机物及营养物质，因此，与传统的膜生物反应器相比，本发明的生物降解能力更强，出水水质更好；抗膜污染能力强：本发明可以更有效地去除原水中的溶解性有机物，而该物质已被证实是导致膜污染的重要物质之一。另外，由于水生植物的引入，反应器中的活性污泥物理性能会得到改善，膜表面泥饼层的过滤阻力会得以降低，因此，本发明可以有效的控制膜污染。 

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细描述： 

图1为本发明生态式膜生物反应器的结构示意图； 

图1中：1.进水管；2.曝气池；3.水生植物；4.膜组件；5.曝气头；6.供气管；7.排泥管；8.出水管；9.壳体。 

具体实施方式

如图所示：壳体9由钢板制成，平面形状为矩形，壳体外部连接进水管1、供气管6、排泥管7、出水管8，壳体内部为曝气池2，曝气池2中安置水生植物3和膜组件4，膜组件4淹没于水中。 

待处理原水经进水管1进入曝气池2。 

曝气池2中培养有活性污泥，待处理原水中的有机物及其他污染物质在活性污泥和水生植物的共同作用下得到去除。 

曝气池2中的混合液经膜组件4过滤后实现固、液分离，由出水管8得到反应器的最终出水。 

膜组件下方安装曝气头5，曝气头5连接供气管6，曝气头5释放的气泡既能为微生物提供必需的溶解氧，又能搅动水体，使基质与活性污泥和水生植物充分接触，还能够冲刷膜表面，抑制膜污染。 

排泥管7用来排除反应器产生的剩余污泥。 

本反应器可配置自动控制系统，能够自动控制反应器的进水、出水、曝气、排泥等。 

本发明生态式膜生物反应器的处理机理： 

A.活性污泥法 

曝气池中培养有一定浓度的活性污泥，活性污泥上栖息有大量的微生物，在微生物的新陈代谢作用下，水中的有机物及营养物质会得到降解。 

B.植物修复技术 

水生植物可以直接吸收水中的污染物质并同化为自身的组成物质。另外，植物根系栖息有大量的微生物，在这些微生物的新陈代谢作用下，水中的有机物及营养物质的浓度会得以降低。此外，植物根系的比表面积较大，吸附能力较强，也有利于污染物质的去除。 

C.膜分离作用 

在筛滤作用下，水中粒径比膜孔径大的物质均可被膜截留。因此，曝气池中的混合液流经膜组件后，出水水质会进一步提高。