申请日2014.11.26
公开(公告)日2015.03.04
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及污水处理领域，具体而言，涉及一种超滤生物膜污水处理装置，污水处理的流通量大成本低，可反复冲洗使用寿命和产气率高，降解COD的能力强能耗低，鼓泡管主管道一端开口水平设在好氧生物反应池的底部，其开口端延伸至好氧生物反应池的外部与鼓风机连通;微孔曝气管包括多个，其管壁上均设有多个孔径为0.2～200μm的微孔，多个微孔曝气管均与鼓泡管主管道连通设置;抽吸水主管道为一端开口的中空管道，水平设置在好氧生物反应池内，其开口端延伸至好氧生物反应池的外部与抽吸水泵连通;中空微孔超滤膜过滤管包括多个，其管壁上均设有孔径为0.02～200μm的微孔，其中空微孔超滤膜过滤管的开口端均与抽吸水主管道连通。
权利要求书
1.一种超滤生物膜污水处理装置，其特征在于，包括好氧生物 反应池，所述好氧生物反应池的池壁上设有污水入口，其内设有鼓 泡管主管道、微孔曝气管、抽吸水主管道、中空微孔超滤膜过滤管; 所述好氧生物反应池外设有鼓风机、抽吸水泵;所述好氧生物反应 池的侧壁上还设有自动控制装置，所述鼓风机、抽吸水泵均和所述 自动控制装置电连接;
所述鼓泡管主管道为一端开口的中空管道，水平设在所述好氧 生物反应池的底部，其开口端延伸至所述好氧生物反应池的外部与 所述鼓风机连通;所述微孔曝气管包括多个，其管壁上均设有多个 孔径为0.2～200μm的微孔，多个所述微孔曝气管均与所述鼓泡管 主管道连通设置;
所述抽吸水主管道为一端开口的中空管道，水平设置在好氧生 物反应池内，其开口端延伸至所述好氧生物反应池的外部与所述抽 吸水泵连通;所述中空微孔超滤膜过滤管包括多个，其管壁上均设 有孔径为0.02～200μm的微孔，其中空微孔超滤膜过滤管的开口端 均与所述抽吸水主管道连通。
2.根据权利要求1所述的超滤生物膜污水处理装置，其特征在 于，所述中空微孔超滤膜过滤管和所述微孔曝气管均为中空塑料微 孔管、中空金属烧结不锈钢微孔管、中空钛合金烧结微孔管、陶瓷 微孔管中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的超滤生物膜污水处理装置，其特征在 于，多个所述中空微孔超滤膜过滤管的管壁上的微孔的孔径均为 0.04～50μm。
4.根据权利要求1所述的超滤生物膜污水处理装置，其特征在 于，多个所述中空微孔超滤膜过滤管的外径均为10～500mm，其壁 厚均为2～30mm。
5.根据权利要求4所述的超滤生物膜污水处理装置，其特征在 于，多个所述中空微孔超滤膜过滤管的外径均为50～200mm，其壁 厚均为10～20mm。
6.根据权利要求1所述的超滤生物膜污水处理装置，其特征在 于，和所述中空微孔超滤膜过滤管连通的抽吸水主管道，以及与所 述微孔曝气管连通的鼓泡管主管道均是圆管或方管。
7.根据权利要求1所述的超滤生物膜污水处理装置，其特征在 于，多个所述微孔曝气管均与所述鼓泡管主管道垂直交叉贯通设置。
8.根据权利要求1所述的超滤生物膜污水处理装置，其特征在 于，所述微孔曝气管的管壁上设置的多个所述微孔的孔径为5～ 100μm。
9.根据权利要求1所述的超滤生物膜污水处理装置，其特征在 于，所述自动控制装置为PLC控制装置或者单片机。
10.根据权利要求1所述的超滤生物膜污水处理装置，其特征 在于，在所述抽吸水主管道的同侧，多个所述中空微孔超滤膜过滤 管均并列与所述抽吸水主管道垂直连通。
说明书
一种超滤生物膜污水处理装置
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体而言，涉及一种超滤生物膜污 水处理装置。
背景技术
生物处理技术是污水处理领域使用最成熟的技术，被广泛应用 于各种城市污水和工业污水处理。生物处理就是利用微生物分解氧 化有机物的这一功能，并采取一定的人工措施创造有利于微生物的 生长、繁殖的环境，使微生物大量增殖，以提高其分解氧化有机物 效率的一种废水处理方法。分为厌氧处理和+好氧处理，或MBR生 物膜处理两大类。
厌氧生物处理技术在水处理行业中一直都受到环保工作者们的 青睐，由于其具有良好的去除效果，更高的反应速率和对毒性物质 更好的适应，更重要的是由于其相对好氧生物处理废水来说不需要 为氧的传递提供大量的能耗，使得厌氧生物处理在水处理行业中应 用十分广泛。但由于总体反应式基于莫诺方程的厌氧处理受到低浓 度废水Ks的限制，所以厌氧在处理低浓度废水方面没有太大的空 间，也有一些报道和试验表明，厌氧如果提供合适的外部条件，在 处理低浓度废水方面仍然有非常高的处理效果。
好氧生物处理包括活性污泥法和生物膜法。其中活性污泥法包 括：推流式活性污泥法、完全混合活性污泥法、分段曝气活性污泥 法、吸附-再生活性污泥法、延时曝气活性污泥法、深井曝气活性污 泥法、纯氧曝气活性污泥法、氧化沟工艺活性污泥法、序批式活性 污泥法。生物膜法包括：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、 生物流化床法。
MBR为膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor)的简称，是一 种将膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术，它利用膜 分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉 二沉池。膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应 器的功能，使活性污泥浓度大大提高，其水力停留时间(HRT)和 污泥停留时间(SRT)可以分别控制。膜生物反应器因其有效的截 留作用，可保留世代周期较长的微生物，可实现对污水深度净化， 同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱 氮提供可能。
目前先进的MBR生物膜处理技术也已经大量推广应用，获得 很好的应用效果。
MBR工艺通过将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处 理技术有机结合，不仅省去了二沉池的建设，而且大大提高了固液 分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌 (特别是优势菌群)的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低 F/M比减少剩余污泥产生量(甚至为零)，从而基本解决了传统活性 污泥法存在的许多突出问题。
根据生物反应器和膜组件结合的方式不同,膜生物反应器可分 为分置式和一体式。
分置式是指膜组件与生物反应器分开设置，压力驱动靠加压泵。 分置式的特点是运行稳定可靠，操作管理容易,易于膜的清洗、更换。 但一般条件下为减少污染物在膜表面的沉积,由循环泵提供的水流 流速都很高,动力消耗较高。
一体式是将膜组件置于生物反应器中,通过真空泵抽吸,得到过 滤液。一体式的最大特点是运行费用低，但在运行稳定性、操作管 理方面和膜的清洗更换上不如分置式。
但目前的MBR生物膜处理技术也存在一些负面缺点：
其一，MBR膜片在负压的作用下两片膜片夹在一起，使产水量 降低，投资成本增加;其二，MBR膜片难以经受反复反冲洗的负荷， 容易撕裂。所以阻碍了MBR在大处理量装置的推广使用。其三， 生物池底部曝气管的曝气孔都大于2mm，排出的气泡直径较大，气 泡数量较少，生物降解能力较弱，氧的转化率也很低，导致能耗居 高不下。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超滤生物膜污水处理装置，使用一 种大流通量的中空微孔超滤管代替现有MBR技术的超滤膜，进而 提高污水处理装置的过滤效率和使用寿命;同时，使用微孔曝气管 代替普通的曝气管，能极大提高氧的转化率、降低了鼓风机的动力 负载更加节能，而且也可以促进有机化合物的分解和COD的降解。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种超滤生物膜污水处理装置，包括好氧生物反应池，所述好 氧生物反应池的池壁上设有污水入口，其内设有鼓泡管主管道、微 孔曝气管、抽吸水主管道、中空微孔超滤膜过滤管;所述好氧生物 反应池外设有鼓风机、抽吸水泵;所述好氧生物反应池的侧壁上还 设有自动控制装置，所述鼓风机、抽吸水泵均和所述自动控制装置 电连接;
所述鼓泡管主管道为一端开口的中空管道，水平设在所述好氧 生物反应池的底部，其开口端延伸至所述好氧生物反应池的外部与 所述鼓风机连通;所述微孔曝气管包括多个，其管壁上均设有多个 孔径为0.2～200μm的微孔，多个所述微孔曝气管均与所述鼓泡管 主管道连通设置;
优选地，多个所述微孔曝气管的管壁上的微孔的孔径均为 0.2-200μm之间的任意值均可选用，比如2、10、20、30、40、50、 60、70、80、90、110、130、150、180。
所述抽吸水主管道为一端开口的中空管道，水平设置在好氧生 物反应池内，其开口端延伸至所述好氧生物反应池的外部与所述抽 吸水泵连通;所述中空微孔超滤膜过滤管包括多个，其管壁上均设 有孔径为0.02～200μm的微孔，其中空微孔超滤膜过滤管的开口端 均与所述抽吸水主管道连通。
优选地，多个所述中空微孔超滤膜过滤管的管壁上的微孔的孔 径均为0.02-200μm之间的任意值均可选用，比如0.05、0.2、1、10、 25、30、40、60、80、90、110、150、180。
本发明提供的一种超滤生物膜污水处理装置，使用一种大流通 量的中空微孔超滤膜过滤管代替现有MBR技术的超滤膜，其优点 是不存在膜片那样在负压状态下膜片叠加导致产生量降低的问题， 也不存在多次反冲洗容易损坏膜片的问题。同时对曝气管进行改进， 使用微孔曝气管进行曝气，使空气或氧气经过微孔布气后产生的气 泡率更大，使氧的转化率更高，更加节能，而且生化处理的效果更 好。
同时本技术方案中使用孔径为0.2～200μm的微孔曝气管，与 使用2mm孔径的曝气管相比，其气泡率是2mm孔径的10-10×104倍，可以大大提高氧的转化率，使鼓风机的动力负荷降低，达到充 分节能的目的。另外，细小而密集的气泡对分解有机化合物的能力 也得到大大加强，可以促进COD的快速降解。
进一步地，所述中空微孔超滤膜过滤管和所述微孔曝气管均为 中空塑料微孔管、中空金属烧结不锈钢微孔管、中空钛合金烧结微 孔管、陶瓷微孔管中的任意一种。
进一步地，多个所述中空微孔超滤膜过滤管的管壁上的微孔的 孔径均为0.04～50μm。
进一步地，多个所述中空微孔超滤膜过滤管的外径均为10～ 500mm，其壁厚均为2～30mm。
进一步地，多个所述中空微孔超滤膜过滤管的外径均为50～ 200mm，其壁厚均为10～20mm。其长度根据好氧生物反应池的设 计尺寸而定。
进一步地，和所述中空微孔超滤膜过滤管连通的抽吸水主管道， 以及与微孔曝气管连通的鼓泡管主管道均可以是圆管，也可以是方 管，便于相互之间的连接即可。
进一步地，多个所述微孔曝气管均与所述鼓泡管主管道垂直交 叉贯通设置。
进一步地，所述微孔曝气管的管壁上设置的多个所述微孔的孔 径为5～100μm。
进一步地，所述自动控制装置为PLC控制装置或者单片机。其 中所述自动控制装置还可以为其它任何可以进行自动机电控制的装 置均可。
进一步地，在所述抽吸水主管道的同侧，多个所述中空微孔超 滤膜过滤管均并列与所述抽吸水主管道垂直连通。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)使用中空管式超滤膜与MBR的膜片相比，污水处理的 流通量增大，投资成本降低，而且可以反复冲洗，使用寿命大大提 高。
(2)使用微孔曝气管与传统简单曝气管相比，产气率大大提 高，降解COD的能力得到大大强化，能耗显著降低。
(3)该技术通过PLC系统进行自动控制，可以直接产出清水， 不需要二沉池，可以大大节省占地面积。不仅可以用于新项目的设 计制造，而且也适用于各种工业和城市生活污水系统的升级改造。