[发明专利]一种高抗污染的膜生物反应器及污水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种高抗污染的膜生物反应器及采用该膜生物反应器的污水处理方法。

背景技术

膜工艺的一大缺点是膜在运行一段时间以后会因为膜受到不同程度污染而导致膜通量的降低，如何采取有效措施减缓膜污染进程从而维持膜通量是膜工艺应用时所面临的一大挑战。英国学者认为主要有三大因素影响膜污染，即膜本身的性质、活性污泥的性质和膜生物反应器（MBR）的运行条件三者相互影响。膜材质决定了膜的亲水性及膜孔隙率，膜孔的尺寸则会影响过膜压差的大小；反应器的构造及错流的速率将影响到活性污泥中胞外聚合物的生成、污泥絮体结构和大小以及溶解物的性质；MBR中的HRT和SRT则直接影响到污泥的浓度和EPS的形成与生长。荷兰研究者在试验中发现，导致膜污染的最重要因素是滤饼层的形成，而原水中的杂质、污泥的性质、MBR的水力学特性以及膜清洗等因素都会影响滤饼层的形成及性质。

现有MBR膜池无论分置式膜生物反应器、一体式膜生物反应器和复合式膜生物反应器，都存在膜污染的问题。分置式膜生物反应器膜组件和生物反应器各自分开、独立运行，因而相互干扰较小，易于调节控制，而且,膜组件置于生物反应器之外，更易于清洗更换，但其动力消耗较大，加压泵提供较高的压力，造成膜表面高速错流，延缓膜污染，这是其动力费用大的原因，每吨出水的能耗为2-10kWh，约是传统活性污泥法能耗的10-20倍。一体式膜生物反应器用抽吸泵或真空泵抽吸出水,动力消耗费用远远低于分置式膜生物反应器,每吨出水的动力消耗约是分置式的1/10，如果采用重力出水,则可完全节省这部分费用，但由于膜组件浸没在生物反应器的混合液中，污染较快，而且清洗起来较为麻烦，需要将膜组件从反应器中取出。复合式膜生物反应器也是将膜组件置于生物反应器之中,通过重力或负压出水，但生物反应器的型式不同，复合式MBR,是在生物反应器中安装填料，形成复合式处理系统,，其安装填料的目的有两个：一是提高处理系统的抗冲击负荷，保证系统的处理效果；二是降低反应器中悬浮性活性污泥浓度，减小膜污染的程度，保证较高的膜通量。复合式膜生物反应器中，由于填料上附着生长着大量微生物，能够保证系统具有较高的处理效果并有抵抗冲击负荷的能力，同时又不会使反应器内悬浮污泥浓度过高，影响膜通量。但是，反应器内悬浮污泥浓度还是严重污染膜，不同程度影响膜通量。这些技术存在着投资大、膜污染严重、膜通量越来越小、膜清洗越来越频繁、处理成本高等缺点，因此在实际工程推广中受到较大限制。

随着国家水污染物排放标准的日益严格，能否研发一种投资更低、膜污染较小、膜通量变化小、膜清洗频率小、处理成本较低、经济高效、运营管理简单的高抗污染的膜生物反应器，使其满足更严格的排放标准一直是污水处理科研工作者非常关注的一个重要课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种膜污染较小、膜通量变化小、膜清洗频率低、处理成本较低、经济高效、运营管理简单的高抗污染的膜生物反应器，并提供一种采用该膜生物反应器的污水处理方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高抗污染的膜生物反应器，膜生物反应器内设有膜组件，所述膜生物反应器内靠近出水端设有隔板，所述隔板在靠近膜生物反应器的中下部处设有泥、水进出口，所述隔板将膜生物反应器分为生化反应区和泥水分离区，所述生化反应区进行污水生化处理，所述泥水分离区进行泥水分离、污泥无动力自动回流和膜出水，并将泥水分离区分为清水区、泥水自动分离及污泥无动力回流区和污泥区，所述膜组件浸没在清水区中，膜组件通过动力或重力进行膜出水。

所述生化反应区的外侧壁上端部设有进水口，所述泥水分离区的清水区外侧壁上端部设有出水口，所述泥水分离区的污泥区底部设有泥斗，泥斗的底端设有排泥装置。

所述排泥装置为带穿孔管的排泥泵。

所述泥斗靠近生化反应区的侧壁与膜生物反应器底部的夹角α1为0-90°，以0-60°为较佳，其夹角可在0-90°随意调节；所述泥斗靠近泥水分离区的侧壁与膜生物反应器底部的夹角α2为0-90°，以45-60°为较佳。

所述生化反应区内可视需要设置推流器或搅拌器，或者安装填料，所述填料为污水处理专用填料。

所述隔板与膜生物反应器上表面的夹角为20-90°。

采用本发明所述的膜生物反应器的污水处理方法，具体包括以下步骤：