[发明专利]一种基于膜污染原位控制的膜生物反应器及其工艺

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理，尤其涉及污水处理中的一种基于膜污染原位控制的膜生物反应器及其工艺。

背景技术

膜生物反应器将生物处理与膜分离相结合，实现水力停留时间与污泥龄的分离控制，可大大提高反应器内微生物量，有利于特定功能菌的生长和污染物的去除。具有占地面积小，出水水质稳定，容易实现自动控制等优势，在水和废水处理领域的应用日益增多。膜作为膜生物反应器的核心部分，其所处环境十分恶劣。由于生物反应器内存在高浓度的悬浮物、有机物和微生物及胞外分泌物，导致膜的不可逆污染普遍存在，严重影响了膜生物反应器的应用。因此，如何在强化污染物去除效果的同时，控制膜污染成为膜生物反应器发展的关键瓶颈。

为强化膜生物反应器的处理效果和控制膜污染，可采用投加填料的方法增加微生物量，流化态的填料还可清洗膜表面的污染层，降低膜污染。国内相关的主要专利有：环流式膜生物反应器废水处理设备和废水处理方法（授权公告号CN 100429160C），主要通过固定填料上的工程菌或酶制剂去除污染物，同时利用膜进行固液分离；一种研究填料对膜污染改善的膜生物反应器系统和量化测试方法及应用（授权公告号CN 102642920B），主要通过三组平行运行的膜生物反应器来评价不同悬浮填料对膜污染的影响，为设计新型填料提供基础；投加填料的流化床型膜-生物反应器及水处理方法（授权公告号CN 1164507C），通过导流装置将反应池分隔为升流区和降流区，膜组件置于升流区内，通过曝气使填料流动，控制膜污染，强化处理效果；控制膜污染的一种膜生物反应器中混合液性质调控方法（公开号CN 1600705A），主要通过投加臭氧使反应器内混合液性质的改变从而控制膜污染；一种控制膜生物反应器中膜污染的新方法（公开号CN 102276055A），通过在反应器内投加填料作为生物膜的载体，优化曝气方式控制微生物代谢，从而减缓膜污染，一种平板陶瓷超滤膜生物反应器（公开号CN 103304021A），通过利用平板陶瓷膜和固定的FSB 生物载体对传统膜生物反应器改造，使微生物絮体附着在生物填料表面，有效缓解膜污染。

基于上述讨论，可见现有方法和设备所存在的问题是：1）曝气和投加的填料仅能减缓膜表面的可逆污染，而对膜孔内的污染无能为力；2）采用的膜大部分为低机械强度的有机膜，无法忍受硬性填料的刮擦，而且大气量的曝气也会导致膜的抖动幅度增加，加速了膜的老化和损坏；3）反应器无污泥沉淀及排泥系统；4）无法去除水中的PPCPs和某些具有内分泌干扰作用的工业微量污染物。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于膜污染原位控制的膜生物反应器及其工艺。

本发明提供了一种基于膜污染原位控制的膜生物反应器，包括反应池，所述反应池内设有膜组件、顶部导流板、侧部导流板和曝气装置，其中，所述顶部导流板设置在所述膜组件之上，所述侧部导流板设置在所述膜组件的外侧，所述曝气装置设置在所述膜组件之下，所述顶部导流板、侧部导流板之间设有供水流出的导流出口，所述侧部导流板、曝气装置之间设有供水流入的导流入口。

作为本发明的进一步改进，所述反应池内设有隔板，所述隔板沿水平面设置，所述隔板将所述反应池分隔成反应区和缓冲区，所述反应区位于所述隔板之上，所述缓冲区位于所述隔板之下，所述膜组件、顶部导流板、侧部导流板和曝气装置均设置在所述反应区内。

作为本发明的进一步改进，所述反应池的底部设有污泥区，所述污泥区位于所述缓冲区之下，所述污泥区的输出口设有排泥阀。

作为本发明的进一步改进，所述侧部导流板绕所述膜组件的周向形成上下开口的侧部导流筒，所述侧部导流筒的底部设有扩口部，所述曝气装置设置在所述扩口部内。

作为本发明的进一步改进，所述顶部导流板为圆锥状，所述顶部导流板的顶点靠近所述膜组件，所述顶部导流板的底面靠近所述反应池的顶部。

作为本发明的进一步改进，所述反应池连接有进水装置，所述膜组件连接有出水装置，所述进水装置的进水口设置在所述反应池的侧壁、侧部导流板之间。

作为本发明的进一步改进，所述进水装置包括进水管，所述进水管连接有混凝剂投加装置。

作为本发明的进一步改进，所述出水装置与所述膜组件的顶部连接，所述曝气装置包括氧气源、与所述氧气源连接的臭氧发生器和与所述臭氧发生器连接的微孔曝气棒，所述微孔曝气棒设置在所述膜组件之下。

本发明还提供了一种基于膜污染原位控制的工艺，包括以下步骤：