[实用新型]一种减缓膜污染的膜生物反应器装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及污水处理领域，具体是一种减缓膜污染的膜生物反应器装置。其集合了三相分离、超声波、GHK旋转膜过滤、在线化学清洗等多项技术。

背景技术：

膜生物反应器(MBR)是一种新型高效的污水处理工艺，得到世界各国的广泛关注。膜的高效截留作用，使微生物完全截留在反应器内，实现了水力停留时间和污泥龄的分离，更有效地降解有机物；并通过膜分离装置代替传统工艺中的二沉池，减少占地面积；解决了传统活性污泥法存在的污泥膨胀、污泥浓度低等因素造成的出水水质不达标及中水回用率低的问题。新型高效的膜生物反应器已经成为污水处理及回用的重要发展趋势。

膜污染会引起膜通量下降，缩短膜的使用寿命，增加膜生物反应器的运行成本，是限制膜生物反应器大范围应用的瓶颈问题。导致膜污染发生的原因主要有5个：1)膜对溶液中溶质及胶体的吸附；2)污泥絮体在膜表面的沉积；3)膜表面滤饼层的形成；4)剪切力导致的污染物的分离扩散；5)长期运行过程中污染物在组成及性质上发生的变化。其中，膜污染又可以分为可恢复污染和不可恢复污染，可恢复污染可以通过物理方法(曝气、反洗等)和化学方法(次氯酸钠、氢氧化钠、无机酸等浸泡清洗)去除。

三相分离器主要用于气-固-液三相分离设备。常见于污水处理中厌氧生物反应器。气体上升进入分离器顶部沿导气管排出，污泥颗粒沿斜板自动滑落被截留在下部污泥区，污水进入上部的澄清区而后出水。

超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。

旋转膜过滤是德国GHK环境技术有限公司推出的一项新型膜分离技术。固定在管轴上的膜过滤板在转动电机带动下，在MBR反应器内旋转，在气泡冲刷、旋转剪切、污水喷射等多重作用下可有效减缓膜污染，且保证各膜组件受到的清洗强度均匀。但由于其转动设备长期浸没在水体中，使得工程造价、运营成本幅度提高，日常维护保养不便。本发明借鉴膜旋转理论，设计出更符合我国污水处理的立式安装旋转膜过滤组件。

发明内容：

针对传统膜生物反应器膜表面污染严重、曝气清洗能耗高等问题，本实用新型提供了一种减缓膜污染的膜生物反应器装置。本实用新型利用三相分离器将膜生物反应器分成上下两个部分，下部为接触氧化区，上部为膜反应区。三相分离器将气-固-液进行分离，使下部分接触氧化区保持较高的生物量，并将收集的气体用于膜反应区搅拌和膜面冲刷，降低曝气能耗；膜反应区配置超声波清洗设备，利用超声波“空化作用”，有效防止膜表面形成凝胶层，降低膜污染；与此同时，三相分离器把接触氧化区和膜反应区分开，避免超声波对活性污泥絮体的破坏；旋转膜过滤组件产生的剪切力作用可有效减缓膜污染速度，同时也可使整个膜组件受到均等清洗强度，减小清洗死角；为避免膜组件化学清洗需要重复拆装，膜反应区配置在线化学清洗设备；接触反应区具有气水联合反洗功能。膜组件在旋转剪切、气泡冲刷、污水升流的三维力场作用下，可最大限度减小膜面浓差极化、凝胶层、滤饼层等因素引起的膜污染，同时配置在线超声波、化学清洗设备，可使膜组件尽快恢复通量，便于运行管理。

本实用新型的减缓膜污染的膜生物反应器装置，包括：污水提升泵、调节池、膜生物反应器、穿孔布水器、曝气器、曝气气体流量计、曝气风机、放空/排泥阀、填料、封闭闸阀一、三相分离器、导气管、封闭闸阀二、超声波振盒、膜组件、超声波发生器、旋转电机、压力表、抽吸水泵、流产水流量计、产水水箱、化学清洗剂储罐、反洗水泵、反洗水管道一、反洗水管道二以及多个连接管路和阀门；膜生物反应器为中空容器，于膜生物反应器内，下部设有穿孔布水器，中部设有三相分离器，上部设有膜组件；穿孔布水器的上方设有曝气器，曝气器与三相分离器之间作为接触氧化区，接触氧化区内装填有填料，膜组件所在的区域为膜反应区；

污水提升泵的出水口通过蝶阀和流量计与调节池上端进水口相连通，调节池下端出水口通过管路与膜生物反应器内的穿孔布水器相连；曝气器通过曝气气体流量计及启闭蝶阀与曝气风机的出口相连通；