申请日2018.07.02
公开(公告)日2018.11.16
IPC分类号C02F3/30; C02F3/12
摘要
本发明涉及一种污水处理装置，具体涉及一体式AAO+MBR反应器，属于化工反应设备技术领域。所述的反应器自左向右依次包括串联连通的厌氧反应区、兼氧反应区、好氧反应区，兼氧反应区和好氧反应区下方设有MBR膜分离区且MBR膜分离区与好氧反应区连通，厌氧反应区与兼氧反应区连通处的离地高度、兼氧反应区与好氧反应区连通处的离地高度及好氧反应区的出口处离地高度依次降低。本发明结合了厌氧条件、好氧条件和膜生物反应器各自的优点具有同步废水处理和污泥减量的特点，保持高活性污泥浓度。与传统反应器相比具有处理效率高、出水水质好、布置紧凑占地面积小、易实现自动控制、运行管理简单等优势。
权利要求书
1.一体式AAO+MBR反应器，其特征在于，所述的反应器自左向右依次包括串联连通的厌氧反应区(22)、兼氧反应区(9)、好氧反应区(14)，兼氧反应区(9)和好氧反应区(14)下方设有MBR膜分离区(23)且MBR膜分离区(23)与好氧反应区(14)连通，厌氧反应区(22)与兼氧反应区(9)连通处的离地高度、兼氧反应区(9)与好氧反应区(14)连通处的离地高度及好氧反应区(14)的出口处离地高度依次降低。
2.根据权利要求1所述的一体式AAO+MBR反应器，其特征在于，厌氧反应区(22)出口处接有管路并在管路上依次设有第一闸阀(61)、第一泵(111)及污水储存箱(20)，在厌氧反应区(22)底部具有污泥。
3.根据权利要求1或2所述的一体式AAO+MBR反应器，其特征在于，厌氧反应区(22)自上而下依次包括：气体逸出口(26)、喷头(11)、填料层组件一(71)、碳毡电极(12)，且厌氧反应区(22)的底部呈倒圆锥形且开设有出口，在厌氧反应区上端部侧壁开设有与兼氧反应区(9)连通的第一溢流口(51)。
4.根据权利要求3所述的一体式AAO+MBR反应器，其特征在于，气体逸出口(26)通过管路连接有装有碱性溶液的过滤瓶(3);喷头(11)通过管路连接有清水储存箱(21)。
5.根据权利要求1所述的一体式AAO+MBR反应器，其特征在于，兼氧反应区(9)内设有填料层组件二(72)、曝气装置一(41)和竖向设置的导流板(10)，其中导流板(10)将兼氧反应区(9)分隔成左、右两腔室，填料层组件二(72)和曝气装置一(41)分别位于右腔室的上方和下方，且曝气装置一(41)外接有曝气机(15)，左腔室通过第一溢流口(51)与厌氧反应区(22)联通，右腔室通过第二溢流口(52)与好氧反应区14联通。
6.根据权利要求1所述的一体式AAO+MBR反应器，其特征在于，好氧反应区(14)自上而下依次设有：填料层组件三(73)、导流筒(8)、曝气装置三(43)、蠕虫床(13)、曝气装置二(42);曝气装置二(42)设置在蠕虫床(13)下方，与曝气机(15)连接。
7.根据权利要求1所述的一体式AAO+MBR反应器，其特征在于，MBR膜分离区(23)设置在兼氧反应区(9)和好氧反应区(14)的下方，MBR膜分离区(23)中设有金属旋转膜组件(16);在MBR膜分离区23顶部内设有射流式喷头(17)和加压装置(24)，加压装置(24)通过管路与装有药剂的清洗水箱(18)连接，在该管路上安装有第三闸阀(63)。
8.根据权利要求7所述的一体式AAO+MBR反应器，其特征在于，金属旋转膜组件(16)包括轴和安装于轴上的多个金属膜，在轴中心还设置有膜腔(19)，膜腔(19)一端连接电机，一端接出水管，出水管中间设有隔膜泵(114)，膜腔19通过隔膜泵(114)与清水储存罐(21)联通。
9.根据权利要求1所述的一体式AAO+MBR反应器，其特征在于，MBR膜分离区(23)与兼氧反应区(9)之间通过导管(25)联通且在导管(25)上安装有第二泵(112)和第五闸阀(65)，当MBR膜分离区内的污泥达到一定浓度打开第五闸阀(65)在第二泵(112)的作用下将污泥吸到兼氧反应区(9)内，循环冲洗，同时导管(25)上延伸出一支路与好氧反应区(14)联通，在该支路上安装有第六闸阀(66)，在第六闸阀(66)打开时，通过第二泵(112)能将好氧反应区(14)内的淤泥抽回至兼氧反应区(9)内，循环。
10.一种用如权利要求1所述的反应器处理污水的方法，其特征在于，使用一体式AAO+MBR反应器进行污水处理。
说明书
一体式AAO+MBR反应器及用其处理污水的方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理装置，具体涉及一体式AAO+MBR反应器，属于化工反应设备技术领域。
背景技术
水资源短缺与水环境污染是全球淡水资源领域面临的主要问题，也是中国经济快速发展过程中所遇到的严峻挑战。污水回用是缓解水资源短缺的重要方法，水污染控制也是解决水危机的根本。
厌氧技术是一种具有有机负荷高、能耗低和产生沼气能源等特点的废水处理技术。而膜生物反应器其处理效果好、占地面积小、处理效率高、出水水质好被广泛应用。
但是，传统厌氧膜生物反应器(AnMBR)结构泥水混合不均匀，三相分离的效率受限于颗粒污泥的培养形成和三相分离器的合理设计，未能很好的拦截污泥。另外，厌氧MBR处理效果劣于厌氧-好氧-MBR。针对以上的不足进行厌氧-兼氧-好氧MBR反应器的研发和三相分离器的设计改造以及使用微电解技术等结合各项技术优势进一步提高出水水质和处理效率。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种同步进行废水处理和污泥减量，且处理效率高、出水质量好的一体式AAO+MBR反应器。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一体式AAO+MBR反应器，所述的反应器自左向右依次包括串联连通的厌氧反应区、兼氧反应区、好氧反应区，兼氧反应区和好氧反应区下方设有MBR膜分离区且MBR膜分离区与好氧反应区连通，厌氧反应区与兼氧反应区连通处的离地高度、兼氧反应区与好氧反应区连通处的离地高度及好氧反应区的出口处离地高度依次降低。
作为优选，厌氧反应区出口处接有管路并在管路上依次设有第一闸阀、第一泵及污水储存箱，在厌氧反应区底部具有污泥，当打开时，在第一泵作用下将污水储存罐内的污水输送至厌氧反应区内并冲起底部污泥，从而使泥水充分混合。
进一步优选，厌氧反应区自上而下依次包括：气体逸出口、喷头、填料层组件一、碳毡电极，且厌氧反应区的底部呈倒圆锥形且开设有出口，在厌氧反应区上端部侧壁开设有与兼氧反应区连通的第一溢流口。
进一步优选，气体逸出口通过管路连接有装有碱性溶液的过滤瓶，过滤瓶用于收集经微生物作用产生的气体CH4、CO2、H2S，保证所收集气体甲烷的纯度。过滤瓶还设有管道，排出经过过滤瓶处理后的无害气体，如H2等。
进一步优选，喷头通过管路连接有清水储存箱，且在该管路处安装有第三泵，在第三泵泵的作用下能将内的清水抽取至喷头处，由喷头喷水并对填料层组件一进行反冲洗。
作为优选，兼氧反应区内设有填料层组件二、曝气装置一和竖向设置的导流板，其中导流板将兼氧反应区分隔成左、右两腔室，填料层组件二和曝气装置一分别位于右腔室(即设计于右侧)的上方和下方，且曝气装置一外接有曝气机，左腔室通过第一溢流口与厌氧反应区联通，右腔室通过第二溢流口与好氧反应区联通。
进一步优选，在兼氧反应区的底部放置有污泥，兼氧反应区内污泥不同于厌氧反应区，进行的微生物处理也不同于厌氧反应区，需要进一步提高出水水质。
进一步优选，在兼氧反应区底部接有管路并设有第二闸阀与厌氧反应区相连通，当需将兼氧反应区内的污泥压入厌氧反应区时，应降低厌氧反应区水位，即打开泥水出口将内的水排放出一部分，同时提高兼氧反应区水位，当打开第二闸阀时，在压力差作用下内的污泥会被压入至厌氧反应区内。
作为优选，好氧反应区自上而下依次设有：填料层组件三、导流筒、曝气装置三、蠕虫床、曝气装置二。
进一步优选，曝气装置二设置在蠕虫床下方，与曝气机15连接。
作为优选，MBR膜分离区设置在兼氧反应区和好氧反应区的下方，MBR膜分离区中设有金属旋转膜组件;在MBR膜分离区顶部内设有射流式喷头和加压装置，加压装置通过管路与装有药剂的清洗水箱连接，在该管路上安装有第三闸阀。
进一步优选，加压装置为小型泵，由管路与药剂清洗水箱相连，吸取药剂清洗水箱内的药水于MBR膜分离区顶部，在压力作用下喷射水流对膜表面进行冲刷。
进一步优选，金属旋转膜组件通过动力装置使其旋转形成错流，在金属旋转膜组件表面形成剪切力进一步减缓膜污染。
进一步优选，金属旋转膜组件包括轴和安装于轴上的多个金属膜，在轴中心还设置有膜腔，膜腔一端连接电机，一端接出水管，出水管中间设有隔膜泵，膜腔通过隔膜泵与清水储存罐联通。
进一步优选，金属旋转膜组件上设有小孔是指膜表面的微小孔径零点几微米到几微米不等过滤水中大于微小孔径的杂质。
进一步优选，MBR膜分离区与兼氧反应区之间通过导管联通且在导管上安装有第二泵和第五闸阀，当MBR膜分离区内的污泥达到一定浓度打开第五闸阀在第二泵的作用下将污泥吸到兼氧反应区内，循环冲洗，同时导管上延伸出一支路与好氧反应区联通，在该支路上安装有第六闸阀，在第六闸阀打开时，通过第二泵能将好氧反应区内的淤泥抽回至兼氧反应区内，循环。
本发明的另一个目的在于提供一种处理污水的方法，该方法为使用上述一体式AAO+MBR反应器进行污水处理。
进一步地，一种处理污水的方法，打开第一闸阀，污水在第一泵的作用从污水储存箱中输送至厌氧反应区内进行厌氧微生物作用，水流上升当混合液与填料层组件一碰撞后，气体首先溢出由反应器顶端的排气口，排出并收集利用;厌氧污泥则因自身的重力作用和填料层组件一的拦截沉淀在厌氧反应区底部，污水水质变清，经第一溢流口流出后进入兼氧反应区。兼氧反应区中的曝气装置一与曝气机相连进行兼氧反应区曝气达到缺氧状态，污水经兼氧反应区中缺氧状态处理后上升，污泥在填料层组件二截留，污水从第二溢流口流入好氧反应区。污水进入好氧反应区后经过蠕虫床和好痒微生物等一系列微生物作用后由填料层组件三进行污泥的截留，污水从第三溢流口进入MBR膜分离区。在金属旋转膜组件微滤或超滤下产生的清水在隔膜泵的作用下从膜腔进入清水储存箱。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明一体式AAO+MBR反应器结合了厌氧条件、好氧条件和膜生物反应器各自的优点，具有同步废水处理和污泥减量的特点，保持高活性污泥浓度。与传统反应器相比具有处理效率高、出水水质好、布置紧凑占地面积小、易实现自动控制、运行管理简单、操作方便等一系列优势。
2、本发明一体式AAO+MBR反应器利用微电解提高废水可生化性，蠕虫捕食污泥改变微生物群落结构减缓膜污染，在反应区内形成内循环增强泥水混合摒弃使用外加回流管进行循环降低能耗，解决了现有厌氧膜生物反应器(AnMBR)结构泥水混合不均匀，三相分离的效率受限于颗粒污泥的培养形成和三相分离器的合理设计，未能很好的拦截污泥以及设计的新型厌氧-兼氧-好氧MBR反应器进一步提高厌氧MBR处理效果等相关问题。
