申请日2016.02.18
公开(公告)日2016.06.22
IPC分类号C02F3/28
摘要
本发明涉及一种处理市政污水的流化床-膜生物处理装置及其处理工艺，处理装置中废水储液罐通过管道与生物反应池相连，生物反应池中部设有排泥阀，正渗透装置置于生物反应池中，正渗透装置顶端通过管道与驱动液储液罐相连，驱动液储液罐通过管道与正渗透装置底部相连，高浓驱动液储液罐通过管道与驱动液储液罐相连。处理工艺为第一抽吸泵将合成废水抽到生物反应池中进行生化处理，然后依靠正渗透膜的截留作用和驱动液的驱动力，污水进入到正渗透装置内部，污水和污泥分离。本发明能实现低压操作，能耗较低;生物反应器膜污染小且反硝化效率高，能有效去除污水中营养物质，大大降低生物反应池中的NO2--N和NO3--N的含量。
摘要附图
权利要求书
1.一种处理市政污水的流化床-膜生物处理装置，包括废水储液罐、电子称、第一抽吸泵、进水阀门、曝气泵、曝气管、生物反应池、溢流管、悬浮填料、排泥阀、正渗透装置、排水阀门、第一流量计、驱动液储液罐、控制器、第二抽吸泵、第二流量计、进液阀门、高浓驱动液储液罐、第三抽吸泵，其特征在于废水储液罐置于电子称上，废水储液罐通过管道与生物反应池相连，管道上设置第一抽吸泵和进水阀门，生物反应池底部设有曝气管，生物反应池中部设有排泥阀，正渗透装置置于生物反应池中，正渗透装置顶端通过管道与驱动液储液罐相连，管道上设置排水阀门和第一流量计，驱动液储液罐通过管道与正渗透装置底部相连，管道上设置第二抽吸泵、第二流量计及进液阀门，高浓驱动液储液罐通过管道与驱动液储液罐相连，管道上设置第三抽吸泵。
2.根据权利要求书1所述的一种处理市政污水的流化床-膜生物处理装置，其特征在于所述正渗透装置垂直放置于生物反应器中，渗透膜的活性层面向合成废水。
3.根据权利要求书1所述的一种处理市政污水的流化床-膜生物处理装置，其特征在于所述生物反应池溢流管与废水储液罐相连。
4.根据权利要求书1所述的一种处理市政污水的流化床-膜生物处理装置，其特征在于生物反应池中的pH维持在6.7～7.7，驱动液pH=7.5～8.5，实验在27℃～29℃条件下进行。
5.根据权利要求书1所述的一种处理市政污水的流化床-膜生物处理装置，其特征在于生物反应池中的悬浮填料为海绵方块，悬浮填料占生物反应池有效容积的40%。
6.根据权利要求书1所述的一种处理市政污水的流化床-膜生物处理装置，其特征在于驱动液浓度通过电导控制器来控制。
7.基于权利要求1所述的处理市政污水的流化床-膜生物处理装置的处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)将合成废水倒入废水储液罐中，持续开启第一抽吸泵;
(2)第一抽吸泵将合成废水抽到生物反应池中进行生化处理;
(3)经过生化处理后的污水依靠正渗透膜的的截留作用和驱动液的驱动力，污水进入到正渗透装置内部，污水和污泥分离;
(4)被稀释后的驱动液通过排水管排入到驱动液储液罐中，驱动液储液罐内连有电导测定装置，当驱动液浓度低于要求浓度时，与之相连的高浓驱动液通过第三抽吸泵进入驱动液储液罐。
8.根据权利要求书7所述的一种处理市政污水的流化床-膜生物处理装置的处理工艺，其特征在于步骤(4)中，驱动液储液罐中驱动液为MgCl2和TritonX-114的混合液，两者溶度分别为1.4mol/L～1.6mol/L和1.4mmol/L～1.6mmol/L。
说明书
一种处理市政污水的流化床-膜生物处理装置及其处理工艺
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别涉及一种处理市政污水的流化床-膜生物处理装置及其处理工艺。
技术背景
随着城市人口的激增，用水需求量增加，从而可用淡水资源也越来越贫乏。因此，将污水回用可在很大程度上缓解淡水的缺乏。目前，膜技术正在被用来增加水的供应，膜生物反应器是一种有效的提高水可持续性利用的方法，具有占地面积少，出水水质好等优点。然而膜污染、高耗能、营养物质去除率低等问题限制了传统的活性污泥膜生物反应器的广泛使用。
正渗透技术是近年来发展起来的一种浓度驱动的新型膜分离技术，它是依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力自发实现水传递的膜分离过程，是目前世界膜分离领域研究的热点之一。相对于传统的膜生物反应器，这一技术具有许多独特的优点，如低压操作，因而能耗较低;对许多污染物几乎完全截留，分离效果好;低膜污染特征等。在许多领域，特别是在海水淡化、饮用水处理和废水处理中表现出很好的应用前景。但目前有研究发现，当正渗透膜生物反应器进行到30天以后，反应器内的NO2--N和NO3--N快速增加，降低了系统的脱氮效果。
发明内容
本发明针对传统膜生物反应器膜污染严重以及现有正渗透膜生物反应器反硝化效率低的缺点，提供了一种处理市政污水的流化床-膜生物处理装置及其处理工艺，生物处理装置将流化床生物反应器和正渗透膜生物反应器复合使用，能够有效降低生物反应池中的NO2--N和NO3--N的含量。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
处理市政污水的流化床-膜生物处理装置，包括废水储液罐、电子称、第一抽吸泵、进水阀门、曝气泵、曝气管、生物反应池、溢流管、悬浮填料、排泥阀、正渗透装置、排水阀门、第一流量计、驱动液储液罐、控制器、第二抽吸泵、第二流量计、进液阀门、高浓驱动液储液罐、第三抽吸泵，其特征在于废水储液罐置于电子称上，废水储液罐通过管道与生物反应池相连，管道上设置第一抽吸泵和进水阀门，生物反应池底部设有曝气管，生物反应池中部设有排泥阀，正渗透装置置于生物反应池中，正渗透装置顶端通过管道与驱动液储液罐相连，管道上设置排水阀门和第一流量计，驱动液储液罐通过管道与正渗透装置底部相连，管道上设置第二抽吸泵、第二流量计及进液阀门，高浓驱动液储液罐通过管道与驱动液储液罐相连，管道上设置第三抽吸泵。
优选的，正渗透装置垂直放置于生物反应器中，渗透膜的活性层面向合成废水，剪切流和移动的海绵可以轻易的去除膜上的积垢。
优选的，溢流管与废水储液罐相连，当污水超过生物反应池的溢流高度时，污水通过溢流管流回到废水储液罐中。
优选的，生物反应池中的pH维持在6.7～7.7，驱动液储液罐中驱动液pH=7.5～8.5，实验在27℃～29℃条件下进行。
优选的，悬浮填料为海绵方块，填料占生物反应池有效容积的40%。
优选的，稳定的驱动液浓度通过电导控制器来调节，当驱动液浓度降低时，高浓驱动液会被抽到驱动液储液罐中来提高驱动液的浓度。
将合成废水倒入废水储液罐中，持续开启第一抽吸泵，第一抽吸泵将合成废水抽到生物反应池中进行生化处理，经过生化处理后的污水依靠正渗透膜的的截留作用和驱动液的驱动力，污水进入到正渗透装置内部，污水和污泥分离，被稀释后的驱动液通过排水管排入到驱动液储液罐中，驱动液储液罐内连有电导测定装置，当驱动液浓度低于要求浓度时，与之相连的高浓驱动液通过第三抽吸泵进入驱动液储液罐。经该生物处理装置处理后，污水中的营养物质得到了有效的去除。
优选的，驱动液储液罐中驱动液为MgCl2和TritonX-114的混合液，两者溶度分别为1.4mol/L～1.6mol/L和1.4mmol/L～1.6mmol/L，可以提高渗透压，增加水用量，降低盐分的反向渗透。
有益效果：本发明中涉及的处理市政污水的流化床-膜生物处理装置能实现低压操作，能耗较低;生物反应器膜污染小且反硝化效率高，能有效去除污水中营养物质，大大降低生物反应池中的NO2--N和NO3--N的含量。