[实用新型]一种膜生物反应器

说明书

本实用新型公开了一种膜生物反应器，包括反应器、曝气系统、催化陶瓷膜组件、加药系统和出水控制系统；曝气系统与反应器连接；催化陶瓷膜组件设于反应器内，包括至少一个催化陶瓷膜；催化陶瓷膜上具有若干膜孔，膜孔的孔壁上负载有氧化催化剂颗粒，催化陶瓷膜上还具有连通膜孔的出水口和加药口；加药系统与加药口连接，用于向膜孔内加注氧化剂；出水控制系统通过出水管与出水口连接。本实用新型膜生物反应器通过在催化陶瓷膜膜孔的孔壁上负载氧化催化剂颗粒，将陶瓷膜分离技术与高级氧化技术高度集成，减少占地面积，增强膜生物反应器本身抗污染性，提高膜污染控制效率，降低运行成本，同时可保障出水水质。

技术领域

本实用新型涉及水净化技术领域，尤其是涉及一种膜生物反应器。

背景技术

在水净化中，膜生物反应器凭借泥水分离效率高和出水水质好等优势被广泛应用。然而现有的绝大多数陶瓷膜在膜生物反应器内仅提供了简单的物理分离功能，如传统的三氧化二铝陶瓷膜，其抗污染性差，在使用过程中，随着膜过滤的进行，水中的有机污染物会逐渐吸附沉积在膜表面，甚至堵塞膜孔，进而形成膜污染。而陶瓷膜污染后，会造成膜通量下降，需要频繁对膜进行清洗，而用于清洗膜污染的药剂成本高，且频繁洗膜操作会影响膜产水效率和产水量的提高，进而增加运行成本。

强氧化剂(如臭氧和过氧化氢)对有机污染物具有较强的氧化去除能力。为了有效地控制膜污染，氧化技术被用于去除水体中或膜表面的有机污染物质，例如臭氧氧化和过氧化氢氧化。

其中，臭氧氧化技术分为两种应用形式，包括臭氧预氧化和臭氧原位氧化。采用臭氧预氧化控制膜污染时，需要在膜生物反应器设计中增加预氧化处理池，对进入膜池的污水进行预氧化处理，通过去除污水中的有机污染物而减缓膜污染的发生，但这无疑延长了水处理工艺流程，且增加了膜生物反应器的占地面积和水处理成本。采用臭氧原位氧化控制膜污染时，可直接在膜生物反应器内陶瓷膜组件底部进行臭氧曝气，臭氧氧化可以氧化去除污水中的有机污染物而减缓膜污染，臭氧气泡同时可以直接氧化去除膜表面污染物而清洗膜污染。但在污水处理中，活性污泥对污水的生物处理是污水脱氮除磷达标的关键所在，而当氧化剂被直接投加到水体时，氧化剂(如臭氧)的强氧化剂作用会影响污水中活性污泥的微生物活性，甚至导致细胞破胞，进而加重污染；比如，长期的臭氧氧化处理会影响膜生物反应器中活性污泥的功能性微生物活性，尤其是硝化细菌的活性会被臭氧氧化所抑制，从而影响污水中总氮的去除，因此，强氧化剂在膜生物反应器内的长期直接投加将会影响膜生物反应器的出水水质，引起污水处理不达标的风险隐患。

过氧化氢氧化也被用于清洗污水处理中的陶瓷膜膜污染，当膜污染发生后，过氧化氢溶液可通过反冲洗形式氧化去除膜上累积的有机污染物。而传统的三氧化二铝陶瓷膜自身催化性能有限，不能有效地催化氧化剂氧化去除有机污染物，进而现有氧化技术(尤其是过氧化氢氧化)氧化清洗膜污染效率低，清洗时间长，用于膜污染清洗的氧化剂加投量需求高，药剂成本高，还具有恶化水质风险。

因此，提高陶瓷膜本身抗污染性、提高陶瓷膜催化氧化剂氧化去除有机污染物的去除效率、保护膜生物反应器中活性污泥的微生物活性不受强氧化作用危害以及减少氧化技术实施的占地面积，是目前氧化技术控制膜生物反应器中膜污染亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种膜生物反应器。

本实用新型的第一方面，提供一种膜生物反应器，包括：

反应器；

曝气系统，所述曝气系统与所述反应器连接；

催化陶瓷膜组件，所述催化陶瓷膜组件设于所述反应器内；所述催化陶瓷膜组件包括至少一个催化陶瓷膜，所述催化陶瓷膜上具有若干膜孔，所述膜孔的孔壁上负载有氧化催化剂颗粒；所述催化陶瓷膜上还具有连通所述膜孔的出水口和加药口；

加药系统，所述加药系统与所述加药口连接，用于向所述膜孔内加注氧化剂；