[发明专利]一种用于污水处理的生物膜反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于污水处理的生物膜反应器。

背景技术

在当今世界，污水处理技术的不断发展和工程应用已经成为维系社会经济可持续发展的必要组成部分。基于物理、化学和生物学原理的各种污水处理工艺不断出现，其中生物处理技术的应用最为广泛，已经成为城市污水和有机工业废水处理的主流工艺。

以生物滤池的问世为标志的生物膜反应器技术已经走过了100多年的发展历程，与活性污泥法一起共同成为现代污水处理技术的最重要组成部分。研究与实践均已经表明，在许多情况下，生物膜法不仅能代替活性污泥法用于城市污水和工业废水的二级生物处理，而且还具有一些独特的优点，如运行稳定、抗冲击负荷、更为经济节能、无污泥膨胀问题、具有一定的硝化与反硝化功能、可实现封闭运转防止臭味等。随着配套技术与材料的突破性进展，近年来生物膜工艺得到了广大研究者和工程技术人员的极大关注，发展相当迅速，对生物膜特征的认识和基础理论研究不断加深，已有的实际工艺日臻完善，同时出现了多种新型的生物膜反应器工艺和各种组合工艺，逐步形成了一套较完整的生物膜法污水生物处理工艺系列。

已知现有生物膜反应器的类型与技术有：普通生物滤池(好氧)、高负荷生物滤池(好氧)、塔式生物滤池(好氧)、厌氧生物滤池(厌氧)、活性生物滤池(好氧)、好氧生物转盘(好氧)、厌氧生物转盘(厌氧)、淹没式生物滤池(好氧)、微孔膜生物反应器(好氧)、生物流化床(好氧)、气提式生物膜反应器(好氧)、机械搅动床(好氧、厌氧)、厌氧生物膜膨胀床(厌氧)、移动床生物膜反应器(好氧、厌氧)、复合式生物膜反应器、活性污泥—生物膜反应器、序批式生物膜反应器、升流式厌氧污泥床—厌氧生物滤池、附着生长污水稳定塘，这些技术都因各自独有的特色而广泛应用于工程中。这主要是因为它们与传境的活性污泥法相比操作方便、剩余污泥少、抗冲击负荷和适用于小型污水处理厂等。具体说来，生物膜反应器具有如下几个方面的特征：

1、微生物相多样化，生物的食物链长，并能存活世代时间较长的微生物；

2、微生物量多，处理能力大，净化功能显著提高；

3、污泥沉降性能良好，易于固液分离；剩余污泥产量少，降低污泥处理与处置费用；

4、耐冲击负荷，对水质、水量变动具有较强的适应性，并能处理低浓度的污水；

5、易于运行管理，减少污泥膨胀问题。

除上面所述的特征外，现有的生物膜反应器也存在着不足：如单位容积内的生物量不大，对污水的充氧能力较差；生物膜与污水之间的接触不充分，导致处理效率难以提高；需要较多的填料和支撑结构，在不少情况下基建投资超过活性污泥法；出水常常携带较大的脱落的生物膜片，大量非活性细小悬浮物分散水中使处理水的澄清度降低；厌氧生物膜反应器启动需时较长且处理水往往达不到排放标准；好氧生物膜反应器氧的利用率低等。

发明内容

本发明的目的是克服上述生物膜反应器技术的不足，提出一种新的污水处理生物膜反应器，以解决：(1)提高处理设备单位容积内的生物量即是扩大微生物栖息、繁殖的表面积，提高生物膜量，同时还相应的提高对污水的充氧能力；(2)强化传质作用，加速有机物从污水中向微生物细胞的传递过程即是强化生物膜与污水之间的接触，加快污水与生物膜之间的相对运动。

本发明目的是这样实现的：

一种用于污水处理的生物膜反应器，包括有池体、载体、曝气装置和与的进出水系统。池体由下向上至少被分为三个区，各区之间由一组微孔组合滤膜相隔，每一区的底部都设有排泥管；至少在第一、二区的内都填充有载体，并在这些区的顶部即微孔组合滤膜以下设有至少一组阻泥板，微孔组合滤膜上方则设曝气装置；微孔组合滤膜是由具有微孔的板膜与内设置于板膜中并具有微孔的管膜构成，其中管膜接有供气装置。

上述结构的生物膜反应器可以对污水依次进行厌氧—好氧—好氧等处理，所述的微孔组合滤膜是生物膜反应器的核心部分，为板膜和管膜结合起来构成，微孔组合滤膜中设置板膜的目的是提高处理设备单位容积内的生物量浓度，使厌氧区的污泥不能向好氧区移动，第一好氧区的污泥不能向第二好氧区移动，而微孔组合滤膜中设置管膜的目的是防止板膜堵塞，即通过定期向管内输送有一定压力的空气，对板膜上附着物进行清洗，确保板膜畅通。

在微孔组合滤膜下方设置阻泥板，并将阻泥板设计为“∧”形板，单组上下两层，其目的是阻止污泥接近微孔组合滤膜。

进一步在阻泥板下方又设置阻泥网，采用纤维组织而成的网状品，其目的也是阻止污泥接近膜管，同时起到了填料的作用。