CN206069501U - 一体化高效脱氮除碳微氧膜生物反应器 - Google Patents

一体化高效脱氮除碳微氧膜生物反应器 Download PDF

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张文娟
姜楠
姜安平
刘金泉
王凯
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Abstract

本实用新型公开了一种一体化高效脱氮除碳微氧膜生物反应器，包括：一体化微氧反应池中设有顺次连接的微氧反应区和膜区，微氧反应区内设有机械搅拌装置，微氧反应区的底部设有微孔曝气装置，膜区设有膜组件和脉冲曝气装置，微氧反应区和膜区之间设有回流管路；曝气***分别与一体化微氧反应池的微氧反应区底部的微孔曝气装置以及膜区内的脉冲曝气装置连接；有机碳源投加***与一体化微氧反应池的微氧反应区连通。该反应器具备强的耐冲击负荷能力，特别适应工业废水水质波动大的水质特征。

Description

一体化高效脱氮除碳微氧膜生物反应器
技术领域
本实用新型涉及水处理设备领域，特别是涉及一种一体化高效脱氮除碳微氧膜生物反应器。
背景技术
微氧水处理技术一般指在生物反应器中的溶解氧浓度在0.3～1.0mg/L范围内，通过培养的微氧活性污泥来降解废水中的有机物污染物。由于显著降低了曝气量，对于溶解氧的利用率提高，又不需要较高的设备要求，因此微氧水处理是一种节能的技术。微氧水处理技术出水COD低，能有效的去除废水中难降解物质，保证出水COD达标排放。
与传统的好氧和厌氧生化水处理工艺相比，微氧水处理技术具有以下优点：(1)微氧克服好氧反应能耗较大的缺点，需要较小的曝气量就可以达到工作要求；(2)微氧反应同时克服厌氧反应器对于设备要求较高的缺点；(3)微氧融好氧、厌氧和兼氧环境于同一反应器中。在微氧处理过程中可以包含氧化降解有机物、短程硝化和反硝化、同时硝化与反硝化等反应，因此微氧水处理技术可以应用于有机物降解和深度处理工艺。
膜生物反应器水处理工艺是20世纪末发展起来的最具潜力的废水处理技术之一。膜生物反应器将膜分离技术很好的应用于废水生物处理***，将膜分离技术与生物反应技术有机结合，取长补短。然而，目前大部分工业应用的膜生物反应器为比较单一的好氧膜生物反应器，完全好氧膜生物反应器有一定的缺陷如：为了维持膜的冲刷效果和好氧微生物降解有机物所需的充足氧气，需要匹配大功率风机，运行能耗高；好氧条件下，脱氮除磷效果不好；好氧条件下，剩余污泥量大，难处理。
实用新型内容
基于上述现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种能同时满足脱氮和除碳需求，且能耗低、节约有机碳源投加量、处理效果好、维护简单及占地面积小的一体化高效脱氮除碳微氧膜生物反应器。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种一体化高效脱氮除碳微氧膜生物反应器，包括：
一体化微氧反应池、曝气***和有机碳源投加***；其中，
所述一体化微氧反应池中设有顺次连接的微氧反应区和膜区，所述微氧反应区内设有机械搅拌装置，微氧反应区的底部设有微孔曝气装置，所述膜区设有膜组件和脉冲曝气装置，所述微氧反应区和膜区之间设有回流管路；
所述曝气***分别与所述一体化微氧反应池的微氧反应区底部的微孔曝气装置以及所述膜区内的脉冲曝气装置连接；
所述有机碳源投加***与所述一体化微氧反应池的微氧反应区连通。
本实用新型的有益效果：1)通过将微氧反应条件下的同步硝化反硝化作用和膜生物反应器有机结合，可实现对废水COD和TN的同步去除，经过大量实践证明，该反应器对工业园区废水中COD的去除率能达到89％以上，NH3-N去除率能达到98％以上，TN去除率能达到75％左右。该反应器应用于市政污水处理，各项指标去除效果要比工业园区废水处理效果好很多；2)该反应器涉及的处理工艺流程简单，操作维护便利，由于反应器可控制在微氧状态且膜区采用脉冲曝气，大大降低了曝气量，从而大大降低了运行成本；3)该反应器具备强的耐冲击负荷能力，特别适应工业废水水质波动大的水质特征。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的一体化高效脱氮除碳微氧膜生物反应器的结构示意图；
图中各标号为：1-进水泵；2-有机碳源投加泵；3-鼓风机；4-微孔曝气装置；5-混合液回流泵；6-脉冲曝气装置；7-膜产水泵；8-膜组件；9-机械搅拌装置；10-微氧反应区；11-膜区；A-废水；B-有机碳源；C-剩余污泥排放口。
具体实施方式
下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型实施例提供一体化微氧反应池、曝气***和有机碳源投加***；其中，
所述一体化微氧反应池中设有顺次连接的微氧反应区和膜区，所述微氧反应区内设有机械搅拌装置，微氧反应区的底部设有微孔曝气装置，所述膜区设有膜组件和脉冲曝气装置，所述微氧反应区和膜区之间设有回流管路；优选的，所述一体化微氧反应池的膜区与微氧反应区混合液回流比为200％。
所述曝气***分别与所述一体化微氧反应池的微氧反应区底部的微孔曝气装置以及所述膜区内的脉冲曝气装置连接；
所述有机碳源投加***与所述一体化微氧反应池的微氧反应区连通。
上述反应器还包括：控制装置和溶解氧质量浓度监测仪，所述溶解氧质量浓度监测仪设在所述一体化微氧反应池的微氧反应区内，能测定微氧反应区内的溶解氧质量浓度；所述控制装置分别与所述曝气***和所述微氧反应区内的机械搅拌装置电气连接，能根据所述溶解氧质量浓度监测仪的信号，控制所述微氧反应区内的微孔曝气装置和机械搅拌装置的启动或停止。具体的，该控制装置根据所述溶解氧质量浓度监测仪的信号，控制所述微氧反应区内的微孔曝气装置和机械搅拌装置的启动或停止为：当所述溶解氧质量浓度监测仪监测到所述微氧反应区内的溶解氧质量浓度大于0.5mg/L时，所述控制装置停止所述微孔曝气装置的曝气，并控制所述机械搅拌装置搅拌混合均匀溶液，这样可将微氧反应区内的溶解氧质量浓度控制在0.2～0.5mg/L，微氧区的溶解氧浓度主要依靠微氧区底部微孔曝气装置及膜区混合液回流调节，通过机械搅拌将反应区溶液及溶解氧混合均匀；可实现对微氧反应区底部微孔曝气装置与微氧反应区内的溶解氧质量浓度联动控制，当溶解氧浓度大于0.5mg/L时，微孔曝气装置停止曝气，仅通过搅拌是溶液混合均匀。
上述反应器中，一体化微氧反应池的膜区中的膜组件的孔径为超滤或微滤，采用中空纤维膜或者板式膜，膜组件的膜材料采用PVDF、PTFE、PE、PVC或者陶瓷，膜组件与膜产水泵相连。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的反应器作进一步说明。
本实施实例提供了一种一体化高效脱氮除碳微氧反应器，如图1所示，该反应器包括：一体化微氧反应池、曝气***和有机碳源投加***；
其中，一体化微氧反应池依次由微氧反应区和膜区组成，微氧反应区装有机械搅拌设备，底部设有微孔曝气设备，膜区设有膜组件和脉冲曝气装置；
上述微氧反应区和膜区由反应池内的两道隔板分开，其中，微氧反应区与膜区之间的连通口设置在底部隔板的上部；
微氧反应区内的溶解氧控制在0.2～0.5mg/L；
微氧反应区内的溶解氧通过底部微孔曝气设备和膜区的混合液回流进行调节，当混合液回流能够满足微氧反应区的溶解氧需求时，底部微孔曝气设备处于待机状态，如果溶解氧不足，则底部曝气开启；
其中，有机碳源投加***与一体化反应器的微氧反应区连通；
此外，该一体化高效脱氮除碳微氧反应器采用膜生物反应器形式，无需二沉池和污泥回流装置，节约占地及土建投入；同时可以有效截留活性污泥，提高反应器中的生物量，从而提高反应器的处理效率。
利用上述一体化高效脱氮除碳微氧膜生物反应器处理洪泽工业园区综合废水，原水水质CODCr为400-600mg/L，氨氮为100-200mg/L；
上述一体化高效脱氮除碳微氧反应器，微氧反应区和膜区的水力停留时间分别为8h和2h，反应区内的污泥浓度通过定期排泥控制在7000～10000mg/L之间，膜区溶解氧控制在0.5～2.5mg/L；膜区与微氧反应区混合液回流比为200％，同时微氧反应区设有有机碳源投加装置，有机碳源使用葡萄糖。
在常温条件下，该反应器在上述处理工况下，可使出水CODCr小于50mg/L去除率达到92％，氨氮小于5mg/L，去除率达到97％以上，总氮小于20mg/L，去除率达到90％以上。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种一体化高效脱氮除碳微氧膜生物反应器，其特征在于，包括：
一体化微氧反应池、曝气***和有机碳源投加***；其中，
所述一体化微氧反应池中设有顺次连接的微氧反应区和膜区，所述微氧反应区内设有机械搅拌装置，微氧反应区的底部设有微孔曝气装置，所述膜区设有膜组件和脉冲曝气装置，所述微氧反应区和膜区之间设有回流管路；
所述曝气***分别与所述一体化微氧反应池的微氧反应区底部的微孔曝气装置以及所述膜区内的脉冲曝气装置连接；
所述有机碳源投加***与所述一体化微氧反应池的微氧反应区连通；
所述一体化微氧反应池内的微氧反应区和膜区由该一体化微氧反应池内的两道隔板分开，其中，所述微氧反应区与膜区之间的连通口设置在底部隔板的上部；
还包括：控制装置和溶解氧质量浓度监测仪，所述溶解氧质量浓度监测仪设在所述一体化微氧反应池的微氧反应区内，能测定微氧反应区内的溶解氧质量浓度；所述控制装置分别与所述曝气***和所述微氧反应区内的机械搅拌装置电气连接，能根据所述溶解氧质量浓度监测仪的信号，控制所述微氧反应区内的微孔曝气装置和机械搅拌装置的启动或停止。
2.根据权利要求1所述的一体化高效脱氮除碳微氧膜生物反应器，其特征在于，所述一体化微氧反应池的膜区中的膜组件的孔径为超滤或微滤，采用中空纤维膜或者板式膜，膜组件的膜材料采用PVDF、PTFE、PE、PVC或者陶瓷，膜组件与膜产水泵相连。
3.根据权利要求1所述的一体化高效脱氮除碳微氧膜生物反应器，其特征在于，所述一体化微氧反应池的膜区与微氧反应区混合液回流比为200％。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN109626741A (zh) * 2018-12-31 2019-04-16 上海佐水环保科技有限公司 一种微氧型mbr膜反应器
CN112707596A (zh) * 2020-12-25 2021-04-27 中信环境技术（广州）有限公司 一种污水处理工艺

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