申请日2016.08.30
公开(公告)日2016.12.07
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了膜生物反应器污水净化系统及其操作方法，包括缺氧池、好氧池、MBR池和消毒池;首先打开容器，使固定化微生物球流入系统中，然后将使用时间长的固定化微生物球进行收集，最后重新制作，此外根据膜池中的水流速调节膜组件间接性压缩与恢复的周期与大小;膜生物反应器污水净化系统及其操作方法中所使用的固定化微生物球能够保持住微生物的活性，降低膜污染;磁场的作用使固定化微生物球处于悬浮状态，提高微生物活性;固定化微生物球能够回收利用，从而使固定化微生物球中的微生物始终处于高活性状态，通过膜组件间接性压缩与恢复的过程中，使污泥难以附着在膜表面，而且能够去除已经附着于膜组件表面的污泥。
摘要附图
权利要求书
1.膜生物反应器污水净化系统，其特征在于：包括缺氧池(1)、好氧池(2)、MBR池(3)和消毒池(4);经过过滤的污水依次进入缺氧池(1)、好氧池(2)和MBR池(3)，最后经过消毒池(4)消毒后排出，所述的MBR池(3)能够将一部分的固定化微生物球(13)回流至缺氧池(1)，另一部分排出至收集装置(11)中;
所述的缺氧池(1)中包括进水管(5)、出水管(6)、容器(7)、曝气装置(8)和磁场发生器(9);所述的好氧池(2)中包括进水管(5)、出水管(6)、曝气装置(8)和磁场发生器(9);所述的MBR池(3)中包括进水管(5)、出水管(6)、曝气装置(8)、回流管(10)、收集装置(11)和膜组件(12);
所述的MBR池(3)中的膜组件(12)连接出水管(6);所述的容器(7)用于盛装固定化微生物球(13);所述的MBR池(3)的底部设有收集装置(11)，用于收集固定化微生物球(13);所述的MBR池(3)的底部连接回流管(10)，用于将一部分的固定化微生物(13)回流至缺氧池(1);
所述的固定化微生物球(13)包括磁介质(14)和活性污泥(15)，所述的磁介质(14)不带有磁性，但是能够在磁场的作用下发生磁化，所述的活性污泥(15)富含微生物;所述的活性污泥(15)包裹着磁介质(14)，形成球状;所述的磁场发生器(9)产生磁场，进而使固定化微生物球(13)在所述的膜生物反应器污水净化系统中处于悬浮状态;
所述的膜组件(12)包括膜本体(16)、顶盖(20)、底座(23)和弹簧(25)，所述的所述的膜本体(16)包括输水管(17)、出水口(18)和膜(19)，所述的顶盖(20)内设置有电磁铁(21)和流速测量仪(22)，所述的电磁铁(21)为中空环形结构，中间穿过输水管(17)，所述的电磁铁(21)连接导线，导线连接交流电电源，从而使电磁铁(21)产生间歇性的磁性，吸引位于底座(23)的磁介质(24)，所述的磁介质(24)能够被电磁铁(21)吸引;所述的流速测量仪(22)用于测量污水水流流速;
所述的弹簧(25)位于膜(19)内，输水管(17)的四周，所述的弹簧(25)连接顶盖(20)与底座(23)，所述的顶盖(20)内的电磁铁(21)间接性的吸引位于底座(23)内的磁介质(24)，在吸引的过程中压缩弹簧(25)，使膜(19)也产生间接性的压缩，通过膜(19)间歇性的压缩与恢复原状的过程中，使污泥难以附着在膜(19)表面，而且能够去除已经附着于膜(19)表面的污泥;
通过在不同水流流速与交流电压的情况下，检测不同周期的交流电的较佳除污效果，得出如下公式：
当0≤v<0.5m/s时，T=900s;
当0.5≤v<1.0m/s时，T=600s;
当1.0≤v<1.5m/s时，T=300s;
I=600v;
其中：T为交流电周期，单位为s;
I为交流电大小，单位为mA;
v为污水水流速度，单位为m/s。
2.根据权利要求1所述的膜生物反应器污水净化系统，其特征在于：所述的膜生物反应器污水净化系统中的固定化微生物球(13)的制备与回收是通过将富含微生物的活性污泥(15)通过溶剂溶解成粘稠状后与磁介质(14)充分混合，再将混合物通过模具制作成小球并进行风干;再将风干后的小球置于磁场之中，在磁场的作用力下，内部含有磁介质(14)的小球与内部不含有磁介质(14)的小球分离，内部含有磁介质(14)的小球即为固定化微生物球(13);将固定化微生物球(13)用于所述的膜生物反应器污水净化系统中，且在所述的膜生物反应器污水净化系统周围通过设置磁场发生器(9)产生磁场，使固定化微生物球(13)在所述的膜生物反应器污水净化系统中处于悬浮状态;固定化微生物球(13)在长时间使用中，表面的活性污泥(15)渐渐失去活性，通过关闭磁场，使固定化微生物球(13)通过自身的重力下沉到底部进行回收，最后将回收的固定化微生物球(13)通过浸泡，碾压，离心的方式回收磁介质(14);再将回收到的磁介质(14)与活性污泥(15)充分混合重新制成固定化微生物球(13)。
3.根据权利要求2所述的膜生物反应器污水净化系统，其特征在于：所述的固定化微生物球(13)的直径为7~13mm。
4.根据权利要求1所述的膜生物反应器污水净化系统，其特征在于：所述的磁介质(14)为金属镍。
5.根据权利要求4所述的膜生物反应器污水净化系统，其特征在于：所述的金属镍为经过钝化处理后的金属镍。
6.根据权利要求4所述的膜生物反应器污水净化系统，其特征在于：所述的磁介质(14)的直径为1~2mm。
7.根据权利要求1所述的膜生物反应器污水净化系统，其操作方法为：
第一步、打开容器(7)，使内部的固定化微生物球(13)流入到所述的膜生物反应器污水净化系统中;
第二步、打开磁场发生器(9)和曝气装置(8)，使所述的膜生物反应器污水净化系统内部产生磁场，进而使固定化微生物球(13)在所述的膜生物反应器污水净化系统中处于悬浮状态;
第三步、将MBR池(3)中的出水管(6)连接上输水管(17)一端的出水口(18);
第四步、打开管道阀门，使污水流入到所述的膜生物反应器污水净化系统中;
第五步、将所述的膜组件(12)放置于MBR池(3)中，位于顶盖(20)内的流速测速仪(22)能够检测出水流速度;
第六步、将电磁铁(21)连接的导线连接上交流电源，并通过流速测速仪(22)能够检测出水流速度大小，结合公式调节交流电的周期与大小，使电磁铁(21)在交流电的作用下，产生间歇性的磁性，吸引磁介质(24)，在吸引的过程中压缩弹簧(25)，使膜(19)也产生间接性的压缩，通过膜(19)间歇性的压缩与恢复原状的过程中，使污泥难以附着在膜(19)表面，而且能够去除已经附着于膜(19)表面的污泥;
第七步、污水经过所述的膜生物反应器污水净化系统处理后排出;固定化微生物球(13)在所述的膜生物反应器污水净化系统中使用一段时间后，流入到没有磁场的MBR池(3)中，一部分的固定化微生物球(13)流入到收集装置(11)中，另一部分固定化微生物球(13)回流到缺氧池(1)中循环使用。
说明书
膜生物反应器污水净化系统及其操作方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体为膜生物反应器污水净化系统及其操作方法。
背景技术
我国是一个水资源分布极不平衡的国家，各个地方拥有的水资源很不均衡，总体上是一个缺水国家，全国有70%的城市处于缺水状态;同时我国还是一个水污染严重的国家，每年因为水污染造成的损失约占GDP的2%，水污染情况不断加剧，使得污水处理和再生行业受到空前的关注。
缺氧池中主要用于脱氮，硝态氮通过内循环由MBR池回流至缺氧池;好氧池用于去除水中BOD、氨氮有机物以及硝化和吸收磷，将水中有机物分解为无机物;MBR池用于净化水，经过MBR池过滤后的水再经过消毒可以直接排出。
MBR即为膜生物反应器，承担着保证优质水质产出的重要角色，将污水中的杂质截留经过最大限度地降解，得以实现污水的净化，污水在反应器中经生物处理完成对有机污染物质的分解与转化后,利用微滤膜或超滤膜的高效分离完成污水的固液分离,从而达到污水的最终净化效果。设置于反应器中的膜组件可完全取代传统工艺中的二沉池和常规过滤、吸附单元,使水力停留时间和污泥龄完全分离,并获得稳定、优质的出水水质。
在污水处理领域中，膜起着很大的作用，如何提高膜的过滤效率，以及膜净化污水时间久了出现的污泥附着在膜表面的解决方案都是需要考虑与亟待解决的，常用的用高压气体或水流从膜内部进行冲击，对膜造成的危害较大，采用不同周期与大小的交流电使电磁铁产生间歇性的磁性，可以更加有效地使污泥难以附着在膜表面，而且能够去除已经附着于膜表面的污泥。
发明内容
本发明的目的在于提供膜生物反应器污水净化系统及其操作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：膜生物反应器污水净化系统，包括缺氧池、好氧池、MBR池和消毒池;经过过滤的污水依次进入缺氧池、好氧池和MBR池，最后经过消毒池消毒后排出，所述的MBR池能够将一部分的固定化微生物球回流至缺氧池，另一部分排出至收集装置中;
所述的缺氧池中包括进水管、出水管、容器、曝气装置和磁场发生器;所述的好氧池中包括进水管、出水管、曝气装置和磁场发生器;所述的MBR池中包括进水管、出水管、曝气装置、回流管、收集装置和膜组件;
所述的MBR池中的膜组件连接出水管;所述的容器用于盛装固定化微生物球;所述的MBR池的底部设有收集装置，用于收集固定化微生物球;所述的MBR池的底部连接回流管，用于将一部分的固定化微生物回流至缺氧池;
所述的固定化微生物球包括磁介质和活性污泥，所述的磁介质不带有磁性，但是能够在磁场的作用下发生磁化，所述的活性污泥富含微生物;所述的活性污泥包裹着磁介质，形成球状;所述的磁场发生器产生磁场，进而使固定化微生物球在所述的膜生物反应器污水净化系统中处于悬浮状态;
所述的膜组件包括膜本体、顶盖、底座和弹簧，所述的所述的膜本体包括输水管、出水口和膜，所述的顶盖内设置有电磁铁和流速测量仪，所述的电磁铁为中空环形结构，中间穿过输水管，所述的电磁铁连接导线，导线连接交流电电源，从而使电磁铁产生间歇性的磁性，吸引位于底座的磁介质，所述的磁介质能够被电磁铁吸引;所述的流速测量仪用于测量污水水流流速;
所述的弹簧位于膜内，输水管的四周，所述的弹簧连接顶盖与底座，所述的顶盖内的电磁铁间接性的吸引位于底座内的磁介质，在吸引的过程中压缩弹簧，使膜也产生间接性的压缩，通过膜间歇性的压缩与恢复原状的过程中，使污泥难以附着在膜表面，而且能够去除已经附着于膜表面的污泥;
通过在不同水流流速与交流电压的情况下，检测不同周期的交流电的较佳除污效果，得出如下公式：
当0≤v<0.5m/s时，T=900s;
当0.5≤v<1.0m/s时，T=600s;
当1.0≤v<1.5m/s时，T=300s;
I=600v;
其中：T为交流电周期，单位为s;
I为交流电大小，单位为mA;
v为污水水流速度，单位为m/s。
优选的，所述的膜生物反应器污水净化系统中的固定化微生物球的制备与回收是通过将富含微生物的活性污泥通过溶剂溶解成粘稠状后与磁介质充分混合，再将混合物通过模具制作成小球并进行风干;再将风干后的小球置于磁场之中，在磁场的作用力下，内部含有磁介质的小球与内部不含有磁介质的小球分离，内部含有磁介质的小球即为固定化微生物球;将固定化微生物球用于所述的膜生物反应器污水净化系统中，且在所述的膜生物反应器污水净化系统周围通过设置磁场发生器产生磁场，使固定化微生物球在所述的膜生物反应器污水净化系统中处于悬浮状态;固定化微生物球在长时间使用中，表面的活性污泥渐渐失去活性，通过关闭磁场，使固定化微生物球通过自身的重力下沉到底部进行回收，最后将回收的固定化微生物球通过浸泡，碾压，离心的方式回收磁介质;再将回收到的磁介质与活性污泥充分混合重新制成固定化微生物球。
优选的，所述的固定化微生物球的直径为7~13mm。
优选的，所述的磁介质为金属镍。
优选的，所述的金属镍为经过钝化处理后的金属镍。
优选的，所述的磁介质的直径为1~2mm。
所述的膜生物反应器污水净化系统，其操作方法为：
第一步、打开容器，使内部的固定化微生物球流入到所述的膜生物反应器污水净化系统中;
第二步、打开磁场发生器和曝气装置，使所述的膜生物反应器污水净化系统内部产生磁场，进而使固定化微生物球在所述的膜生物反应器污水净化系统中处于悬浮状态;
第三步、将MBR池中的出水管连接上输水管一端的出水口;
第四步、打开管道阀门，使污水流入到所述的膜生物反应器污水净化系统中;
第五步、将所述的膜组件放置于MBR池中，位于顶盖内的流速测速仪能够检测出水流速度;
第六步、将电磁铁连接的导线连接上交流电源，并通过流速测速仪能够检测出水流速度大小，结合公式调节交流电的周期与大小，使电磁铁在交流电的作用下，产生间歇性的磁性，吸引磁介质，在吸引的过程中压缩弹簧，使膜也产生间接性的压缩，通过膜间歇性的压缩与恢复原状的过程中，使污泥难以附着在膜表面，而且能够去除已经附着于膜表面的污泥;
第七步、污水经过所述的膜生物反应器污水净化系统处理后排出;固定化微生物球在所述的膜生物反应器污水净化系统中使用一段时间后，流入到没有磁场的MBR池中，一部分的固定化微生物球流入到收集装置中，另一部分固定化微生物球回流到缺氧池中循环使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述的膜生物反应器污水净化系统及其操作方法所使用的固定化微生物球采用固定化的方式能够使微生物固定起来，这种方式不仅能够保持住微生物的活性，更好地净化水质，而且能够更好地使泥水分离;固定化微生物球的直径为7~13mm，不会阻塞膜孔，而且能够降低膜污染，固定化微生物球的直径不会因为太大而需要较大的磁场才能使固定化微生物球悬浮，污水也不会因为固定化微生物球的直径太大而难以接触到固定化微生物球里面的微生物，固定化微生物球也不会因为直径太小而难以制备和回收;二、固定化微生物球包括磁介质和活性污泥，磁介质能够在外加磁场的作用下使磁介质发生磁化，使固定化微生物球能够在磁场的作用下处于悬浮状态，从而有利于促进微生物的循环以及提高微生物活性，可以更好地净化水质;通过磁场控制固定化微生物球的方式还不会使固定化微生物球发生损坏;三、固定化微生物球能够回收利用，一方面由于固定化微生物球中的微生物新陈代谢以及长时间的处理污水，导致固定化微生物球中的微生物慢慢老死，采用回收的方式定期排出和补充固定化微生物球，可以使固定化微生物球中的微生物始终处于高活性状态;另一方面水中絮凝状或漂浮的微生物能够随着固定化微生物球一起排出，可以防止微生物阻塞膜孔，排出的微生物还可以作为制备固定化微生物球的原材料;四、所述的膜组件通过在顶盖内部设置有电磁铁，底座内部设置有磁介质，顶盖与底座之间设置有弹簧，根据不同的污水水流速将电磁铁通以除污效果较佳的交流电周期与大小使膜组件产生间歇性的收缩，进而使污泥难以附着在膜表面，而且能够去除已经附着于膜组件表面的污泥，操作简单，效果明显。
