[发明专利]利用铁基水处理材料协同调控的膜生物反应器装置

说明书

本发明公开了一种利用铁基水处理材料协同调控的膜生物反应器装置，其组成结构是：在反应器内设置超滤膜组件，处理后的水经出水泵进入出水箱，出水泵接有时间继电器控制出水泵的运行或停歇。反应器设有穿孔曝气管，曝气管与曝气泵相连。反应器上部设有液位触头并与液位计相接，控制进水泵的开启，原水箱与进水泵连接。高铁酸盐溶液箱加药泵相连，药剂通过该泵进入预氧化反应器，预氧化反应器内装有的机械搅拌器。反应器下部设有生物聚合铁加药泵，该泵接至生物聚合铁溶液箱。本发明将高级氧化与生物絮凝技术联合在一起，可以有效缓解难降解有机物引发的生物膜污染问题。可显著降低废水膜污染潜势，残留的高价铁可有效减小污泥产率，提高出水水质。

技术领域

本发明属于中水回用技术领域，具体涉及一种利用水处理材料协同调控的膜生物反应器装置。

背景技术

随着工业发展全球面临的环境形势非常严峻，其中废水中难降解有机物引发的环境问题尤为突出。难降解废水易引发水体污染、导致生态环境恶化、威害人类健康以及阻碍相关工业发展等问题，日益受到社会各界和各级环保部门关注。难降解废水通常是由制药、印染、化工、石油等行业排出，具有生物难降解、环境危害持久、处理工艺复杂、投资运行成本高等特点。根据污染物去除机制，难降解废水处理可分为物理、化学与生化处理工艺。活性污泥法作为废水处理应用最广泛、研究最深入的一种工艺，与近年来快速发展的新型水处理工艺相比，其局限性日益凸显。因此，开发高效、低耗、运行可靠的难降解废水处理工艺迫在眉睫。

以膜生物反应器技术为代表的新工艺，已成为难降解废水处理领域极具竞争力的选择。然而进水中难降解有机污染物引发的生物膜污染，严重影响了膜生物反应器工艺的稳定性与经济性，寻求高效减缓膜污染的控制措施是该工艺进一步推广应用的关键，也一直是国际该领域亟待解决的重大难题。基于混凝剂对生物絮凝的促进作用，向膜生物反应器内投加混凝剂以调控污泥混合液可滤性，成为减缓膜污染十分有前景的研究方向。混凝剂对膜污染减缓机制包括：(1)混凝剂提供的正电荷强化了污泥混合液中有机大分子和污泥絮体的电中和，延缓了膜污染速率；(2)通过混凝作用强化去除了上清液中有机物，此部分有机物的去除有助于提高污泥混合液的可滤性，同时减少了污泥混合液中细小颗粒的数量；(3)混凝剂与污泥絮体负电官能团相互作用，增大了污泥颗粒粒径。进水中难降解有机物引发的生物膜污染过程十分复杂，如果仅依靠混凝剂的强化生物絮凝作用效果有限，因而如何构建具有协同效应的膜污染调控体系，是目前亟需解决的问题。

为此，本发明基于铁基水处理材料具有生物相容性好、表面活性强、环境友好等优点，结合难降解废水特性，提出了高铁酸盐预氧化，结合生物聚合铁强化生物絮凝协同调控机制，构建铁基水处理材料协同调控的膜生物反应器的装置，以期以较低的成本，取得长效减缓膜污染的目的。

发明内容

本发明的目的是，提出一种利用铁基水处理材料协同调控的膜生物反应器系统装置，耦合了高级氧化与生物絮凝技术。

为实现此目的，本发明采用铁基水处理材料协同调控的膜生物反应器装置。装置的部件包括反应器、超滤膜组件、出水泵、出水箱、曝气泵、穿孔曝气管、液位触头、液位计、时间继电器、进水泵、原水箱、高铁酸盐溶液及高铁酸盐溶液箱、高铁酸盐加药泵、预氧化反应器、机械搅拌器、生物聚合铁加药泵、生物聚合铁溶液以及生物聚合铁溶液箱。

装置由膜生物反应器系统和铁基水处理材料调控系统两部分构成，其中：膜生物反应器系统由反应器、超滤膜组件、出水泵、出水箱、曝气泵、穿孔曝气管、液位触头、液位计、时间继电器、进水泵、以及原水箱组成；铁基水处理材料调控系统由高铁酸盐溶液箱、高铁酸盐加药泵、预氧化反应器、机械搅拌器、生物聚合铁加药泵、以及生物聚合铁溶液箱组成。