申请日2017.12.15
公开(公告)日2018.05.04
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明公开一种多孔填料包覆型MBR装置及污水处理方法，本装置在陶瓷膜组件外套有多孔海绵填料，海绵填料可以围绕陶瓷膜组件转动，利用多孔聚氨酯海绵填料的物理摩擦作用清洗陶瓷膜组件，缓解了MBR的膜污染问题，降低了反冲洗频率，表面摩擦清洗过程中MBR系统仍能正常运行，且不影响出水效果。多孔聚氨酯海绵填料富集生物膜，几乎不产生剩余污泥，填料可更换，经过碱性溶液清洗后还可重复利用。将MBR生化反应池与移动床反应器结合，提高生物量，保障了出水水质。
权利要求书
1.一种多孔填料包覆型MBR装置，包括反应池、设置于反应池内的一组以上的陶瓷膜组件以及设置于反应池上端的进水管，进水管上设有进水泵，其特征在于：每组陶瓷膜组件外均套设有海绵填料，海绵填料连接有驱动其围绕陶瓷膜组件旋转的驱动组件;每组陶瓷膜组件的下端密封，上端连通有收集管，每组陶瓷膜组件的收集管均汇集至收集总管，收集总管上设有出水泵并连接至出水箱;出水箱还连通有反冲洗管，反冲洗管上设有反冲洗泵并与每组陶瓷膜组件的收集管相连通;还包括曝气系统，曝气系统包括空压机、曝气管和曝气头，曝气管由空压机延伸至反应池底部，曝气头位于曝气管上。
2.根据权利要求1所述的多孔填料包覆型MBR装置，其特征在于：所述驱动组件包括旋转帽、转轴、旋转盘和电机，旋转帽套在海绵填料顶端，转轴固定连接在旋转盘和旋转帽之间，旋转盘与电机相连。
3.根据权利要求2所述的多孔填料包覆型MBR装置，其特征在于：旋转帽、转轴和旋转盘上开有相贯通的孔，收集管通过该孔连接陶瓷膜组件。
4.根据权利要求1所述的多孔填料包覆型MBR装置，其特征在于：所述海绵填料为多孔聚氨酯海绵填料，海绵填料内填充有生物膜。
5.根据权利要求1所述的多孔填料包覆型MBR装置，其特征在于：反应池底部连接有放空管，放空管上设有放空管阀门。
6.根据权利要求1所述的多孔填料包覆型MBR装置，其特征在于：反应池内还设有活性污泥。
7.根据权利要求1所述的多孔填料包覆型MBR装置，其特征在于：每组陶瓷组件的集水管、收集总管和反冲洗管上均设有阀门。
8.根据权利要求1所述的多孔填料包覆型MBR装置，其特征在于：陶瓷膜组件为管状微滤膜，孔径为0.10～0.2μm，工作压力为0.05～0.15Mpa，工作温度为5～40℃。
9.一种污水处理方法，其特征在于：该方法基于权利要求1所述多孔填料包覆型MBR装置，包括以下步骤：S01)、微污染水在进水泵的抽吸作用下通过进水管进入反应池，在曝气系统、陶瓷膜组件和海绵填料的作用下，微污染水中的污染物被降解和代谢，水质得到净化，净化后的微污染水通过海绵填料上的内部孔洞，在出水泵的抽吸作用下进入收集管，收集管内的水汇总在收集总管后进入出水箱;S02)、当膜通量降低30%时或者膜压高于0.15Mpa、低于0.4Mpa时，驱动组件带动海绵填料转动，海绵填料在陶瓷膜组件表面旋转刮擦，将一部分附着在陶瓷膜组件表面上的生物膜刮除;S03)、当膜压高于0.4Mpa时，进水泵及出水泵停止工作，反冲洗泵开始工作，出水箱中的水在反冲洗泵的抽吸作用下通过收集总管、收集管进入陶瓷膜组件内部，最终从膜的微孔渗出，进入反应池，反冲洗结束，反冲洗泵停止工作，与此同时，进水泵以及出水泵开启，重新进入运行阶段，降解和代谢微污染水。
说明书
一种多孔填料包覆型MBR装置及污水 处理方法
技术领域
本发明涉及一种多孔填料包覆型MBR装置及污水处理方法，用于处理污水。
背景技术
作为膜分离与生物技术有机结合的污水处理新工艺，膜生物反应器(MembraneBioreactor，MBR)具有出水水质优良稳定、装置占地面积小、操作管理方便等显著优点，在城市污水、工业废水处理及中水回用方面具有强劲的竞争力，在全球范围受到高度重视，被视为“最佳可行技术”，应用前景非常广阔。
但是，膜污染问题却始终困扰MBR 运行。对于生活污水等有机物含量较高的污水来说，MBR中的膜组件表面易形成生物污染甚至形成凝胶层。如果MBR膜污泥负荷过高，不但不能保证污染物的去除率，相反还会促进并加剧膜污染，因此膜必须要及时地进行清洗。常用的清洗技术，无论是物理清洗、外浸渍化学清洗或是化学清洗，不仅耗时耗力，增加了运行成本，膜组件清洗不彻底，而重复关闭和启动设备，会减少其使用寿命。因此，MBR工艺更合适与作为深度处理工艺，针对有机污染物浓度较低的污水，如水质指标仅超过Ⅲ类水体标准的微污染水等等。
近几年来，国内外有关专家及工程技术人员在MBR的运行方式和效果上不断改进，力图在保证污染物去除效率的前提下降低膜污染。例如，在MBR共投加悬浮填料、活性炭等，将MBR与移动床反应器的优点相融合，一方面增加了活性生物量，提高污染物尤其是氨氮的去除效果，另一方面降低悬浮活性污泥含量，尽可能让附着生物膜发挥作用，降低膜污染。然而，膜污染控制的实际效果并不明显，MBR运行过程中清洗频繁。事实上，填料的形式多种多样，有悬浮态、固定式、球状、环装、纤维状，材质也不尽相同，都具有较好的亲水效果，能够提高反应器内部微生物含量。然而，虽然有少数关于利用悬浮填料利用水力条件来降低膜污染的研究，但是收效甚微。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种多孔填料包覆型MBR装置及污水处理方法，解决现有MBR生物膜反应器易污染以及更换膜组件成本高的问题。
为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多孔填料包覆型MBR装置，包括反应池、设置于反应池内的一组以上的陶瓷膜组件以及设置于反应池上端的进水管，进水管上设有进水泵，每组陶瓷膜组件外均套设有海绵填料，海绵填料连接有驱动其围绕陶瓷膜组件旋转的驱动组件;每组陶瓷膜组件的下端密封，上端连通有收集管，每组陶瓷膜组件的收集管均汇集至收集总管，收集总管上设有出水泵并连接至出水箱;出水箱还连通有反冲洗管，反冲洗管上设有反冲洗泵并与每组陶瓷膜组件的收集管相连通;还包括曝气系统，曝气系统包括空压机、曝气管和曝气头，曝气管由空压机延伸至反应池底部，曝气头位于曝气管上。
本发明所述多孔填料包覆型MBR装置，所述驱动组件包括旋转帽、转轴、旋转盘和电机，旋转帽套在海绵填料顶端，转轴固定连接至旋转盘和旋转帽之间，旋转盘与电机相连。
本发明所述多孔填料包覆型MBR装置，旋转帽、转轴和旋转盘上开有相贯通的孔，收集管通过该孔连接陶瓷膜组件。
本发明所述多孔填料包覆型MBR装置，所述海绵填料为多孔聚氨酯海绵填料，海绵填料内填充有生物膜。
本发明所述多孔填料包覆型MBR装置，反应池底部连接有放空管，放空管上设有放空管阀门。
本发明所述多孔填料包覆型MBR装置，反应池内还设有活性污泥。
本发明所述多孔填料包覆型MBR装置，每组陶瓷组件的集水管、收集总管和反冲洗管上均设有阀门。
本发明所述多孔填料包覆型MBR装置，陶瓷膜组件为管状微滤膜，孔径为0.10～0.2μm，工作压力为0.05～0.15Mpa，工作温度为5～40℃。
本发明还公开了一种污水处理方法，该方法基于权利要求1所述多孔填料包覆型MBR装置，包括以下步骤：S01)、微污染水在进水泵的抽吸作用下通过进水管进入反应池，在曝气系统、陶瓷膜组件和海绵填料的作用下，微污染水中的污染物被降解和代谢，水质得到净化，净化后的微污染水通过海绵填料上的内部孔洞，在出水泵的抽吸作用下进入收集管，收集管内的水汇总在收集总管后进入出水箱;S02)、当膜通量降低30%时或者膜压高于0.15Mpa、低于0.4Mpa时，驱动组件带动海绵填料转动，海绵填料在陶瓷膜组件表面旋转刮擦，将一部分附着在陶瓷膜组件表面上的生物膜刮除;S03)、当膜压高于0.4Mpa时，进水泵及出水泵停止工作，反冲洗泵开始工作，出水箱中的水在反冲洗泵的抽吸作用下通过收集总管、收集管进入陶瓷膜组件内部，最终从膜的微孔渗出，进入反应池，反冲洗结束，反冲洗泵停止工作，与此同时，进水泵以及出水泵开启，重新进入运行阶段，降解和代谢微污染水。
本发明的有益效果：本发明在陶瓷膜组件外套有多孔海绵填料，海绵填料可以围绕陶瓷膜组件转动，利用多孔聚氨酯海绵填料的物理摩擦作用清洗陶瓷膜组件，缓解了MBR的膜污染问题，降低了反冲洗频率，表面摩擦清洗过程中MBR系统仍能正常运行，且不影响出水效果。多孔聚氨酯海绵填料富集生物膜，几乎不产生剩余污泥，填料可更换，经过碱性溶液清洗后还可重复利用。将MBR生化反应池与移动床反应器结合，提高生物量，保障了出水水质。旋转盘和旋转帽扣在多孔填料上，便于拆卸组装，为后期的更换、维修提供了便利。本发明结构简单，膜污染清洗速度快、效果好，降低了污水处理成本，特性，节省基建成本，总体上实现微污染水的进一步处理，使得出水水质指标优于Ⅱ类水体标准。
