申请日2018.12.14
公开(公告)日2019.02.19
IPC分类号C02F3/30; C02F3/32; C02F3/34
摘要
一种中心源复合膜生物反应器，属于污水处理设备和工艺技术领域，该反应器的均质导流装置固定在壳体内墙壁和底板上;MBR膜组件安放在均匀布气装置顶部四个边角构成的L型槽内，气水平衡器安置在MBR膜组件顶部四个边角构成的L型槽内，气水平衡器顶部通过螺栓与中心源发生器固定连接，中心源发生器底部与气水平衡器固定连接，稳固化填料安放在中心源发生器的多孔网层内，中心源发生器顶部通过螺栓与气水导流器固定连接，气水导流器与中心源发生器固定连接，出水管通过预埋或焊接在壳体上部，进气管通过法兰与均匀布气装置连接;排泥管设置在壳体的底部。采用本发明能够减少能耗、提高空气利用率、丰富生物膜，提高脱氮除磷率。
翻译权利要求书
1.一种中心源复合膜生物反应器，其特生在于，该反应器的壳体内墙壁和底板上安装有均质导流装置，均匀布气装置顶部四个边角构成的L型槽内安放有MBR膜组件，MBR膜组件的中部活动安装有膜元件，膜元件可灵活取出维护处理和更换，MBR膜组件的上部的集水管通过法兰与出水管连接、MBR膜组件的顶部四个边角设置L型槽，MBR膜组件顶部四个边角构成的L型槽内安装有气水平衡器，气水平衡器顶部通过螺栓与中心源发生器固定连接，中心源发生器底部与气水平衡器固定连接，稳固化填料安放在中心源发生器的多孔网层内，中心源发生器顶部通过螺栓与气水导流器固定连接，所述气水导流器是长方体结构，内部由方条导流槽构成，气水导流器与中心源发生器固定连接，出水管通过预埋或焊接在壳体上部，进气管通过法兰与均匀布气装置连接，排泥管设置在壳体的底部，由壳体内底部中央连接至壳体外部。
2.根据权利要求1所述的中心源复合膜生物反应器，其特生在于，所述壳体是长方体、圆筒体结构，可以是钢混结构、钢防腐结构、不锈钢防腐结构或玻璃钢防腐结构，可以地埋安置和地面安置，壳体顶板上设有U型钩结构的挂钩。
3.根据权利要求1所述的中心源复合膜生物反应器，其特生在于，所述均质导流装置是斜板槽结构，呈60°角度的斜板极其固定在该板上的方条导流槽构成。
4.根据权利要求1所述的中心源复合膜生物反应器，其特生在于，所述均匀布气装置是长方体结构，均匀布气装置的底部支脚直接焊接或用螺栓固定在壳体内底板，均匀布气装置的中部设置有布气管和方条、圆筒状的均匀布气通道，均匀布气装置中部的布气管通过法兰与进气管连接，均匀布气装置顶部的四个边角设置L型槽，该L型槽为MBR膜组件提供支撑和限位。
5.根据权利要求1所述的中心源复合膜生物反应器，其特生在于，所述MBR膜组件是方体形状，由机架、膜元件、集水管构成。
6.根据权利要求1所述的中心源复合膜生物反应器，其特生在于，所述气水平衡器为长方体结构，气水平衡器由底部折板和上部针孔板构成。
7.根据权利要求1所述的中心源复合膜生物反应器，其特生在于，所述中心源发生器是方体结构，内部设有层不同规则的不锈钢多孔网，不锈钢多孔网为稳固化填料提供一定的活动空间，中心源发生器上端连接有中心源发生器起吊绳，中心源发生器起吊绳上部挂在挂钩上。
8.根据权利要求1所述的中心源复合膜生物反应器，其特生在于，所述稳固化填料为多边体结构，稳固化填料外周边设有不规则翼环，稳固化填料内部设有有机微孔填料。
9.根据权利要求1所述的中心源复合膜生物反应器，其特生在于，所述MBR膜组件的上端连接有膜组件起吊绳，膜组件起吊绳上部挂在挂钩上，膜组件起吊绳和所述中心源发生器起吊绳均是长绳结构，中间为直径Φ12mm以上的尼龙绳，两头为Φ60mm的不锈钢圆环。
10.权利要求1所述的中心源复合膜生物反应器用于污水处理的方法，包括污水收集→预处理→中心源复合膜生物反应器→消毒→清水池→达标排放或回用，其特征在于中心源复合膜生物反应器的运行条件的控制，具体操作步骤如下：
(1)备稳固化填料的原料，稳固化填料的主要成分：污泥23.3～25.5%，活性炭22.6～24.2%，水葫芦19.1～21.2%，千屈菜7.6～8.3%，菖蒲6.3～7.2%，雨久花5.3～6.1%，泽泻4.5～5.2%，胶水2.3%;
(2)备稳固化酶原料，稳固化酶的要成分：氧化还原酶22～26%、转移酶16～20%、水解酶16～19%、裂解酶15～18%、合成酶15～17%和真菌纤维素酶8～9%;
(3)制备稳固化填料，并在稳固化填料上预固定稳固化酶：把稳固化填料的原料分开破碎后，先把山林污泥、菖蒲、雨久花和泽泻一起放到搅拌设备搅拌均匀后，再把活性炭、水葫芦和千屈菜一起增加至搅拌设备内在67℃的温度下进行缓慢搅拌33分钟，搅拌均匀后静置至搅拌设备内的温度降至41℃时，把酶增加至搅拌设备内搅拌3分钟后，把搅拌设备内的所有原料取出并添加胶水后一起送至颗粒成型设备进行压缩成多边体颗粒状，在多边体颗粒外周边增加不规则翼环;
(4)把预固定好稳固化酶的稳固化填料安装至中心源发生器中;
(5)系统调试开始先检测进水PH，确保进水PH在7～9之间，如果进水PH偏低，需要在进水缓慢投加6～8%浓度的液碱来提高进水PH，确保PH在7～9之间;
(6)系统设备调节50%负荷运行起来，开始缓慢向中心源发生器投加稳固化菌种50%，在气水平衡器调节了流体条件下稳固化填料内的酶作为高效、高选择性的生物催化剂充分激活稳固化菌种，使其快速、大量增殖，形成稳定的微生物生态系统，形成以中心源发生器为菌种生产工厂，源源不断地向系统四周提供厌氧、缺氧、好氧菌种，这些厌氧、缺氧、好氧菌种和污水充分接触混合，不断的发生厌氧、缺氧、好氧反应，快速降除污水的有机污染物、氨氮、总磷。投加完该部分菌种后，进行闷曝气12小时，检测中心源复合膜生物反应器进水的COD，如果进水CODCr<80mg/L，需要在中心源发生器内投加43～57KG含水率80%以上的黄牛牛粪及22～28KG葡萄糖提供营养和碳源;
(7)系统闷曝18小时后，系统设备再调节至60%负荷运行起来;
(8)往后的5天内，每天向中心源发生器投加稳固化菌种10%，如果进水CODCr<80mg/L，需要在中心源发生器内投加21～28KG含水率80%以上的黄牛牛粪及11～13KG葡萄糖;
(9)投完第一次菌种24小时后，每天提高10%的进水量，直至达到设计水量;
(10)按照以上方法和运行条件控制调试，16天后处理出水水质逐渐稳定，22天后出水水质稳定达标，处理出水达到国家颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中一级A标准，并达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB_T 18920-2002)标准，处理出水可直接回用，系统转入正常运行。
说明书
一种中心源复合膜生物反应器及其用于污水处理的方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理工艺，具体是一种中心源复合膜生物反应器及其用于污水处理的方法。
背景技术
目前，污水处理技术中的MBR处理工艺应用越来越广泛，相关MBR处理工艺类型主要包括：MBR系统、厌氧MBR、A2O+MBR处理装置、复合式CAS-MBR污水处理系统、膜片曝气MBR装置、超声波MBR反应器、固定床MBR设备、MBR综合污水处理器、流化床MBR设备、膜材料改性的MBR膜生物反应器、双自循环一体化MBR反应器、兼氧MBR一体化污水处理设备、AMBR污水处理装置、BMBR、CMBR、DMBR、EMBR、FMBR等。以上MBR处理工艺的普遍优点是：对CODCr、BOD、SS处理效果好、出水稳定、占地面积小，但共同存在的缺点是：膜清洗空气用量大，利用率低，能耗高;生物膜种类少、脱氮除磷率不高。
发明内容
根据上述MBR处理工艺技术的优缺点，从处理工艺和能源利用等方面进行创新，研发出一种中心源复合膜生物反应器CCMBR及其用于污水处理的方法，中心源复合膜生物反应器污水处理工艺，在保证常规MBR膜生物反应器处理工艺处理效果的情况下，减少能耗、提高空气利用率、丰富生物膜，提高脱氮除磷率。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种中心源复合膜生物反应器，该反应器的壳体内墙壁和底板上安装有均质导流装置，均匀布气装置顶部四个边角构成的L型槽内安放有MBR膜组件，MBR膜组件的中部活动安装有膜元件，膜元件可灵活取出维护处理和更换，MBR膜组件的上部的集水管通过法兰与出水管连接、MBR膜组件的顶部四个边角设置L型槽，MBR膜组件顶部四个边角构成的L型槽内安装有气水平衡器，气水平衡器顶部通过螺栓与中心源发生器固定连接，中心源发生器底部与气水平衡器固定连接，稳固化填料安放在中心源发生器的多孔网层内，中心源发生器顶部通过螺栓与气水导流器固定连接，所述气水导流器是长方体结构，内部由方条导流槽构成，气水导流器与中心源发生器固定连接，出水管通过预埋或焊接在壳体上部，进气管通过法兰与均匀布气装置连接，排泥管设置在壳体的底部，由壳体内底部中央连接至壳体外部。
所述壳体是长方体、圆筒体结构，可以是钢混结构、钢防腐结构、不锈钢防腐结构或玻璃钢防腐结构，可以地埋安置和地面安置，壳体顶板上设有U型钩结构的挂钩。
所述均质导流装置是斜板槽结构，呈60°角度的斜板极其固定在该板上的方条导流槽构成。
所述均匀布气装置是长方体结构，均匀布气装置的底部支脚直接焊接或用螺栓固定在壳体内底板，均匀布气装置的中部设置有布气管和方条、圆筒状的均匀布气通道，均匀布气装置中部的布气管通过法兰与进气管连接，均匀布气装置顶部的四个边角设置L型槽，该L型槽为MBR膜组件提供支撑和限位。
所述MBR膜组件是方体形状，由机架、膜元件、集水管构成。
所述气水平衡器为长方体结构，气水平衡器由底部折板和上部针孔板构成。
所述中心源发生器是方体结构，内部设有层不同规则的不锈钢多孔网，不锈钢多孔网为稳固化填料提供一定的活动空间，中心源发生器上端连接有中心源发生器起吊绳，中心源发生器起吊绳上部挂在挂钩上。
所述稳固化填料为多边体结构，稳固化填料外周边设有不规则翼环，稳固化填料内部设有有机微孔填料。
所述MBR膜组件的上端连接有膜组件起吊绳，膜组件起吊绳上部挂在挂钩上，膜组件起吊绳和所述中心源发生器起吊绳均是长绳结构，中间为直径Φ12mm以上的尼龙绳，两头为Φ60mm的不锈钢圆环。
所述的中心源复合膜生物反应器用于污水处理的方法，包括污水收集→预处理→中心源复合膜生物反应器→消毒→清水池→达标排放或回用，技术关键在于中心源复合膜生物反应器的运行条件的控制，具体操作步骤如下：
(1)备稳固化填料的原料，稳固化填料的主要成分：污泥23.3～25.5%，活性炭22.6～24.2%，水葫芦19.1～21.2%，千屈菜7.6～8.3%，菖蒲6.3～7.2%，雨久花5.3～6.1%，泽泻4.5～5.2%，胶水2.3%，各组分含量之和为百分之百。
(2)备稳固化酶原料，稳固化酶的要成分：氧化还原酶22～26%、转移酶16～20%、水解酶16～19%、裂解酶15～18%、合成酶15～17%和真菌纤维素酶8～9%，各组分含量之和为百分之百。
(3)制备稳固化填料，并在稳固化填料上预固定稳固化酶：把稳固化填料的原料分开破碎后，先把山林污泥、菖蒲、雨久花和泽泻一起放到搅拌设备搅拌均匀后，再把活性炭、水葫芦和千屈菜一起增加至搅拌设备内在67℃的温度下进行缓慢搅拌33分钟，搅拌均匀后静置至搅拌设备内的温度降至41℃时，把酶增加至搅拌设备内搅拌3分钟后，把搅拌设备内的所有原料取出并添加胶水后一起送至颗粒成型设备进行压缩成多边体颗粒状，在多边体颗粒外周边增加不规则翼环;
(4)把预固定好稳固化酶的稳固化填料安装至中心源发生器中;
(5)系统调试开始先检测进水PH，确保进水PH在7～9之间，如果进水PH偏低，需要在进水缓慢投加6～8%浓度的液碱来提高进水PH，确保PH在7～9之间;
(6)系统设备调节50%负荷运行起来，开始缓慢向中心源发生器投加稳固化菌种50%，在气水平衡器调节了流体条件下稳固化填料内的酶作为高效、高选择性的生物催化剂充分激活稳固化菌种，使其快速、大量增殖，形成稳定的微生物生态系统，形成以中心源发生器为菌种生产工厂，源源不断地向系统四周提供厌氧、缺氧、好氧菌种，这些厌氧、缺氧、好氧菌种和污水充分接触混合，不断的发生厌氧、缺氧、好氧反应，快速降除污水的有机污染物、氨氮、总磷。投加完该部分菌种后，进行闷曝气12小时，检测中心源复合膜生物反应器进水的COD，如果进水CODCr<80mg/L，需要在中心源发生器内投加43～57KG含水率80%以上的黄牛牛粪及22～28KG葡萄糖提供营养和碳源;
(7)系统闷曝18小时后，系统设备再调节至60%负荷运行起来;
(8)往后的5天内，每天向中心源发生器投加稳固化菌种10%，如果进水CODCr<80mg/L，需要在中心源发生器内投加21～28KG含水率80%以上的黄牛牛粪及11～13KG葡萄糖;
(9)投完第一次菌种24小时后，每天提高10%的进水量，直至达到设计水量;
(10)按照以上方法和运行条件控制调试，16天后处理出水水质逐渐稳定，22天后出水水质稳定达标，处理出水达到国家颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准，并达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB_T 18920-2002)标准，处理出水可直接回用，系统转入正常运行。
除另有说明外，本发明所述的百分比均为质量百分比，各组分含量百分数之和为100%。
本发明的突出优点在于：
1、本发明中心源复合膜生物反应器及其用于污水处理的方法中的生化处理和物理处理工艺段都在同一个壳体内，不需要常规MBR膜生物反应器工艺所需的好氧池风机、回流泵、提升泵等，达到了减少能耗的目的。
2、稳固化填料7上挂附着厌氧、缺氧、好氧等微生物复合膜，微生物复合膜是指厌氧菌、兼氧菌、好氧菌、放线菌、蓝藻、酵母菌、霉菌、藻类、肉足类动物、鞭毛类动物、纤毛类动物、轮虫、线虫等等有组织生长的聚集体，微生物复合膜充分利用MBR膜组件3冲刷剩余的空气进行新陈代谢，不需要外加风机的同时达到提高空气利用率的目的。
3、中心源发生器内的稳固化填料内主要含有稳固化微生物、稳固化菌种和稳固化酶，稳固化微生物是指厌氧菌、兼氧菌、好氧菌、放线菌、蓝藻、酵母菌、霉菌、藻类、肉足类动物、鞭毛类动物、纤毛类动物、轮虫、线虫等稳定固牢在由污泥23.3～25.5%，活性炭22.6～24.2%，水葫芦19.1～21.2%，千屈菜7.6～8.3%，菖蒲6.3～7.2%，雨久花5.3～6.1%，泽泻4.5～5.2%和胶水2.3%压缩成多边体的填料载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖，稳固化菌种是指氨氧化细菌、浮霉状菌、亚硝酸菌、硝酸菌、反硝化杆菌、斯氏杆菌、萤气极毛杆菌等稳定固牢在由污泥23.3～25.5%，活性炭22.6～24.2%，水葫芦19.1～21.2%，千屈菜7.6～8.3%，菖蒲6.3～7.2%，雨久花5.3～6.1%，泽泻4.5～5.2%和胶水2.3%压缩成多边体的填料载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖，形成稳定的微生物生态系统，稳固化酶是指预固定在由污泥23.3～25.5%，活性炭22.6～24.2%，水葫芦19.1～21.2%，千屈菜7.6～8.3%，菖蒲6.3～7.2%，雨久花5.3～6.1%，泽泻4.5～5.2%和胶水2.3%压缩成多边体的填料载体上的，在一定的空间范围内起催化作用，并能反复和连续使用的氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、合成酶和真菌纤维素酶等，根原水水质的不同，预固定的稳固化酶成份占比不同。稳固化填料采用稳固化技术使微生物、菌种和酶的主体保持在中心源发生器内，利于提高了壳体的微生物数量，利于固液分离，利于去除氨氮、总磷、高浓度有机物或难以生物降解物质，提高系统的处理能力和适应性，同时达到了减少能耗的目的。
污水在中心源发生器中和稳固化填料充分混合，在气水平衡器调节的气、水、污泥三相流体条件下稳固化填料内的酶作为高效、高选择性的生物催化剂充分激活稳固化微生物和稳固化菌种，使其快速、大量增殖，快速降除污水的有机污染物、氨氮、总磷等，达到了丰富生物膜，提高脱氮除磷率的目的。
稳固化填料上挂附着厌氧、缺氧、好氧等微生物复合膜，微生物复合膜是指厌氧菌、兼氧菌、好氧菌、放线菌、蓝藻、酵母菌、霉菌、藻类、肉足类动物、鞭毛类动物、纤毛类动物、轮虫、线虫等等有组织生长的聚集体，微生物复合膜充分利用MBR膜组件冲刷剩余的空气进行新陈代谢，降除污水的有机污染物、氨氮、总磷等，达到了提高空气利用率的目的。
稳固化填料上的微生物复合膜在气、液、固三相撞击和切割中形成旋浮状态，将大气泡分割成微小气泡并截留在稳固化填料中，从而延长了气泡在水中的停留时间，氧气的利用率提高了5%-8%，达到了提高空气利用率的目的。
稳固化填料上的微生物复合膜在气、液、固三相撞击和切割中形成旋浮状态，同时向四周输送菌种，形成以中心源发生器为菌种生产工厂，源源不断地向系统四周提供厌氧、缺氧、好氧菌种，这些厌氧、缺氧、好氧菌种和新进的污水充分接触混合，不断的发生厌氧、缺氧、好氧反应，从而降除有机污染物、脱氮除磷，达到了稳定生物膜多样性，提高脱氮除磷率的目的。
