申请日2009.03.27
公开(公告)日2009.12.02
IPC分类号C02F9/14; C02F3/12
摘要
本发明提供一种容积负荷高、占地面积少的MJLR(喷射环流膜生物反应系统)污水处理新技术及其装置。MJLR污水处理装置，由喷射环流生物反应单元和高效膜分离单元组成;喷射环流生物反应单元位于主反应区的左侧，高效膜分离单元位于主反应区的右侧。所述的喷射环流生物反应单元包括进水单元和喷射环流生物反应器;进水单元连接喷射环流生物反应器。所述的高效膜分离单元由膜组件出水管、鼓风机气体和曝气头组成;膜组件连接出水管，鼓风机气体和曝气头位于膜组件下方。本发明主要涉及喷射环流生物反应器的导流筒设计、喷射单元设计及喷射环流生物反应器与膜生物反应器的耦合，是一种容积负荷特别高、占地面积非常少的废水好氧生物处理技术。
权利要求书
1.一种MJLR污水处理装置，它是由喷射环流生物反应单元(12) 和高效膜分离单元(13)组成的，其特征在于：喷射环流生物反应单 元(12)位于主反应区的左侧，高效膜分离单元(13)位于主反应区 的右侧。
2.根据权利要求1所述的一种MJLR污水处理装置，所述的喷射 环流生物反应单元(12)包括进水单元(14)和喷射环流生物反应器 (15)，其特征在于：进水单元(14)连接喷射环流生物反应器(15)。
3.根据权利要求2所述的一种MJLR污水处理装置，所述的进水 单元(14)包括进水管(1)、循环总进水管(2)和循环泵(3)，其 特征在于：进水管(1)连接循环总进水管(2)，循环总进水管(2) 连接循环泵(3)。
4.根据权利要求2所述的一种MJLR污水处理装置，所述的喷射 环流生物反应器(15)包括吸气喷头(4)、空气管(5)、喷射环流生 物反应单元外筒(6)和喷射环流生物反应单元内筒(7)，其特征在 于：空气管(5)位于吸气喷头(4)的内部，吸气喷头(4)与空气 管(5)设置在反应区上部，喷射环流生物反应单元内筒(7)位于喷 射环流生物反应单元外筒(6)的内部。
5.根据权利要求1所述的一种MJLR污水处理装置，所述的高效 膜分离单元(13)由膜组件(8)、出水管(9)、鼓风机气体(10)和 曝气头(11)组成，其特征在于：膜组件(8)连接出水管(9)，鼓 风机气体(10)和曝气头(11)位于膜组件(8)下方。
6.一种MJLR污水处理新技术，其特征在于：运行过程如下：混 合反应区抽入的混合液经进水管(1)进入循环总进水管(2)，循环 总进水管(2)中的混合液经循环泵(3)加压后进入导流筒顶端的吸 气喷头(4)，混合液高速喷出，并与从空气管(5)吸进的空气混合， 沿着内环反应区向下流动，到达底部后，转为上向流流过外环反应区， 到达反应器顶部后污水分为三部分：一部分反应后的污水被喷嘴再次 吸入内管反应区循环;一部分被循环泵引入管道与新进入的污水混合 再经喷嘴喷入;一部分流入右侧的高效膜分离单元(13);
经过喷射环流生物反应单元(12)处理后的废水混合高浓度污泥 絮体，扩散到右侧的高效膜分离单元(13)，污泥絮体被膜组件(8) 截留，处理后废水经出水管(9)排出反应器;为保障高效膜分离单 元(13)的过流通量，在设计时考虑在膜组件(8)下部通入鼓风气 体(10)，鼓风气体(10)通过曝气头(11)的释放作用，在膜组件 (8)形成无规则扰动，一定的剪切作用将延长膜组件(8)的出水通 量。
7.根据权利要求6所述的一种MJLR污水处理新技术，所述的喷 射环流生物反应单元外筒(6)的高度与直径比设计为5∶1-7∶1; 喷射环流反应单元内筒(7)与喷射环流生物反应单元外筒(6)的直 径比设计为0.3-0.45;吸气喷头(4)的收缩角为15°-18°;循环水量 为总进水量的4-8倍;膜组件(8)选用超滤膜组件，膜组件(8) 下部通入空气量与处理水量的气水比6∶1-10∶1。
说明书
喷射环流膜生物反应系统污水处理新技术及其装置
(一)技术领域
本发明涉及水处理技术，具体说就是MJLR污水处理新技术及其 装置。
(二)背景技术
好氧生物处理是污水处理最主要的方法和最常用的手段，被广泛 应用于城市污水和工业废水的净化处理工程中，受限于反应器中较低 的污泥浓度和较差的传质效率，该技术在应对要求较少的占地的废水 处理工程时，面临巨大困难。究其原因，其本质仍是现有污水处理工 艺和技术设施传质效率较低所造成的：传质效率低，使污水在反应器 中停留时间过长，这就大幅度增加了污水处理构筑物的设计容积，造 成工程建设投资的巨额浪费;传质效率低，使鼓风机等曝气设备的充 氧效率低下，形成电能消耗巨大损失，大幅度增加了运行成本负担; 传质效率低，反应器中微生物对氧与基质的需求难以得到充分满足， 致使微生物活性下降，影响处理后出水质量。因此，只有氧与基质的 传递得到保证，才能为微生物生长创造良好的环境，才能维持较高的 生物固体浓度，进而提高反应器的容积负荷，并获得较高的反应速率， 提高处理效率。
喷射环流反应技术融合了射流曝气(Jet Aerobic)技术与气升 环流反应器(Air Lift Loop Reactor)技术的特点，形成生物、化学 工程常用的喷射环流反应器(jet loop reactor)。喷射环流反应器， 融合了射流曝气、生物流化床、气升环流反应器等工艺技术特点，从 根本上解决了污水处理过程中氧传质受限的问题，使反应系统中物料 间的混合、传质得到显著的改善，具有传质效率高、水力停留时间短、 容积负荷高、抗冲击负荷能力强、处理效果稳定等优点，被广泛应用 于生活污水和工业废水的处理中。由于高速剪切作用，带来较高的传 质效率，但也带来较大的缺陷——反应后污泥沉降性很差，喷射环流 反应器在处理生活污水时，仅仅需要停留45min，但其后脱除微小絮 体粘附的气泡30min，沉淀分离2-2.5h，给人印象主反应停留很短， 而辅助设施很大的缺陷。
膜生物反应器是一种高效的泥水分离技术，它不同于重力泥水分 离，依靠微孔膜和膜表面污泥层过滤截留作用完成泥水分离，不用担 心微小絮体不易沉降的问题，但传统膜生物反应器受限与传质速率， 仍需要很长的生化反应时间，造成高效的泥水分离效率与低下的生化 反应效率的不匹配。膜分离单元与喷射环流生物反应器耦合，会形成 一种高效的喷射环流膜生物反应系统(MJLR)，在处理低浓度有机污 水仅仅需要约1h的水力停留时间，处理1000mg/LCOD的易降解有机 废水，也仅仅需要2h的水力停留时间，大大节省了占地面积和基建 投资。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种容积负荷特别高、占地面积非常少的 MJLR污水处理新技术及其装置。
本发明的目的是这样实现的：所述的MJLR污水处理装置，它是 由喷射环流生物反应单元12和高效膜分离单元13组成的;喷射环流 生物反应单元12位于主反应区的左侧，高效膜分离单元13位于主反 应区的右侧。
本发明还有以下技术特征：
(1)所述的喷射环流生物反应单元12包括进水单元14和喷射 环流生物反应器15;进水单元14连接喷射环流生物反应器15。
(2)所述的进水单元14包括进水管1、循环总进水管2和循环 泵3;进水管1连接循环总进水管2，循环总进水管2连接循环泵3。
(3)所述的喷射环流生物反应器15包括吸气喷头4、空气管5、 喷射环流生物反应单元外筒6和喷射环流生物反应单元内筒7;空气 管5位于吸气喷头4的内部，吸气喷头4与空气管5设置在反应区上 部，喷射环流生物反应单元内筒7位于喷射环流生物反应单元外筒6 的内部。
(4)所述的高效膜分离单元13由膜组件8、出水管9、鼓风机 气体10和曝气头11组成;膜组件8连接出水管9，鼓风机气体10 和曝气头11位于膜组件8下方。
本发明MJLR污水处理新技术，运行过程如下：混合反应区抽入 的混合液经进水管1进入循环总进水管2，循环总进水管2中的混合 液经循环泵3加压后进入导流筒顶端的吸气喷头4，混合液高速喷出， 并与从空气管5吸进的空气混合，沿着内环反应区向下流动，到达底 部后，转为上向流流过外环反应区，到达反应器顶部后污水分为三部 分：一部分反应后的污水被喷嘴再次吸入内管反应区循环;一部分被 循环泵引入管道与新进入的污水混合再经喷嘴喷入;一部分流入右侧 的高效膜分离单元13;
经过喷射环流生物反应单元12处理后的废水混合高浓度污泥絮 体，扩散到右侧的高效膜分离单元13，污泥絮体被膜组件8截留， 处理后废水经出水管9排出反应器;为保障高效膜分离单元13的过 流通量，在设计时考虑在膜组件8下部通入鼓风气体10，鼓风气体 10通过曝气头11的释放作用，在膜组件8形成无规则扰动，一定的 剪切作用将延长膜组件8的出水通量。
本发明MJLR污水处理新技术还有以下技术特征：
所述的喷射环流生物反应单元外筒6的高度与直径比设计为5∶1 -7∶1;喷射环流反应单元内筒7与喷射环流生物反应单元外筒6 的直径比设计为0.3-0.45;吸气喷头4的收缩角为15°-18°;循环水 量为总进水量的4-8倍;膜组件8选用超滤膜组件，膜组件8下部 通入空气量与处理水量的气水比6∶1-10∶1。
本发明主要涉及喷射环流生物反应器的导流筒设计、喷射单元设 计及喷射环流生物反应器与膜生物反应器的耦合，新组合的技术借鉴 了二者的优点，是一种容积负荷特别高、占地面积非常少的废水好氧 生物处理技术。喷射环流膜生物反应器为一种新型好氧生物处理技 术，将喷射环流反应器与膜生物反应器耦合，解决了喷射环流反应器 出水污泥沉降性差和膜生物反应器停留时间长的缺点，二者相结合充 分利用了喷射环流反应器反应速率快、氧传质效率高的特点，也充分 利用膜生物反应器高效的泥水分离特点，其突出特点是反应器传质效 率高、有较高的容积负荷，特别适合对占地有严格要求的废水处理工 程。
