专利名称：带复合菌种和膜生物反应器的中水回用工艺及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于污水处理的工艺设备。尤其是一种通过复合菌种和膜生物反应器使污水成为可回用的中水的工艺，以及该工艺所专用的设备。
背景技术：
中国专利01120691.8所公开的“一体式膜生物反应器”，是靠膜截留生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质，将进入其内的污水处理成为可回用的中水。它虽能提高活性污泥浓度、增加水力停留时间，但用它还有以下的缺点1)因为它的生化池中所采用的普通生物菌种，不能快速有效地把含有氨氮的有机物颗粒转化成为可溶解的小分子物质、不能彻底地完成“氨的循环”以使有机物最终分解成水、二氧化碳和氮气，故剩余的污泥量大、膜的有机污染速度快、操作人员清洗膜和清除剩余污泥的周期短，并且设备连续运行的能力较差、单位水的处理费用高；2)根据有关的资料报道膜生物反应器中膜的单位面积膜通量一般仅为5-10L/m2.h.0.1Mpa[刘锐，1999，给水排水，VOL.25(1)，1-4]，故透水率较低，然而污水的浊度却很高，并且现有该膜生物反应器中膜污的清除是靠曝气产生的气流和液流引发膜丝振动、表面擦洗，但这对膜深层的污染仍起不了作用，因此它的膜污染快、膜透水率低，能耗较大。
本发明是要克服上述现有技术中还存在的缺点，提供一种带复合菌种和膜生物反应器的中水回用工艺及其设备，以使该中水回用工艺的单位水的处理费用低、剩余污泥量减少、膜的清洗周期延长，同时使该工艺专用的设备使用寿命长、省电且日常维修量少。
本发明带复合菌种和膜生物反应器的中水回用工艺，其特征是1)选用复合菌种，它包含有目前已形成产品的芽孢杆菌，枯草杆菌、硝化菌；2)选用膜生物反应器，在该器内设有调节池、曝气池、膜生物反应池、膜装置、消毒池，其中在曝气池和膜生物反应池内分别投放上述的复合菌种，且在曝气池中的复合菌种浓度为(6000-7000)mg/l、膜生物反应池内的复合菌种浓度为(10000-12000)mg/l，并使污水先经过滤再依次进入调节池内以调节水质水量、进入曝气池对污水充氧降解，且降解后进入膜生物反应池进一步降解，最后经膜装置分离提纯后，再进入消毒池，通过常规的水消毒，即成为可供人们作一般性洗用的中水。
上述的中水回用工艺中复合菌种为芽孢杆菌(BS22)，枯草杆菌(TrpRS)或枯草杆菌(ATCC9372)或枯草杆菌(ATCC6633)，及专用于硝化作用分解氨氮的硝化菌。
上述的中水回用工艺，还可在膜装置的水流出通道与消毒池之间带有膜装置的反冲清洗流程。以确保中水回用工艺能持续进行。
为实现本发明工艺而专用的设备，它含有内带格栅的调节池、带曝气管的曝气池和膜生物反应池；其中曝气管通过阀门连接曝气泵、曝气管的另端依次穿入曝气池和膜生物反应池，且曝气管上带有曝气器、曝气池的顶部带有能使水从其内溢入膜生物反应池内的溢流槽；膜生物反应池内装有膜装置、曝气池和膜生物反应池带有复合菌，且膜装置通过管道、泵连通消毒池，消毒池上带有中水供出管。
上述的设备可在膜装置的水流出管道、泵、消毒池之间的管道上还装有能以消毒后的水反冲清洗膜装置的一组电磁阀。
本发明的有益效果1)本发明工艺利用复合菌种的强生化作用，可大大降低活性污泥的残余量，又利用膜的高截留性，截留有益菌，提高曝气池和膜生物反应池的微生物浓度，改善出水的水质；2)通过脉冲式反洗技术，增大膜通量，延长膜的保养周期及使用寿命、提高了水处理效率；3)本发明工艺的专用设备占地面积小、安装方便、不需专人管理，并且耗电量少，吨水处理的成本低。
图1是带复合菌种和膜生物反应器的中水回用工艺所专用的设备的结构示意图。
图中的标号说明1-人孔；2-污水进口管；3-格栅；4-调节池；5-曝气池；6-曝气管；7-曝气器；8-膜装置；9-消毒池；10-中水供出管；11-膜生物反应池；12a、12a′和12b、12b′-电磁阀；13-泵；14-曝气泵；15-阀门；16-溢流槽。
具体实施例方式
芽孢杆菌(BS22)，枯草杆菌(TrpRS)或枯草杆菌(ATCC9372)，实施例1本实施例带复合菌种和膜生物反应器的中水回用工艺包含1)选用复合菌种，该复合菌种均为目前已形成产品，且能购入的芽孢杆菌(BS22)、枯草杆菌(TrpRS)、枯草杆菌(ATCC9372)、或枯草杆菌(ATCC6633)、枯草芽孢杆菌(由华中农业大学在技术展台中提供的Bacillus Subtilis)菌株；专用于硝化作用分解氨氮的硝化菌由采用北京必诺信环境科技有限公司提供的产品——百洁B-Te产品；2)选用膜生物反应器，该器带有调节池、曝气池、膜生物反应池、膜装置、消毒池，其中在曝气池和膜生物反应池内分别投放上述的复合菌种，且在曝气池中的复合菌种浓度为(6000-7000)mg/l、膜生物反应池内的复合菌种浓度为(10000-12000)mg/l，并使污水先经过滤再依次进入调节池内以调节水质水量、进入曝气池使污水充氧降解，且降解后进入膜生物反应池进一步降解，最后经膜装置分离提纯后，再进入消毒池，通过常规的水消毒，如以投入漂白粉对水消毒，即成为可供人们作一般性洗用的中水。
投入到曝气池和膜生物反应池中的复合菌种，是采用现代生物技术把从自然界分离培养出来的芽孢杆菌、枯草杆菌、枯草芽孢杆菌、硝化菌等多种有益菌种放大、培养、复合而成。这些微生物在曝气池内大量繁殖，并且处于饥饿状态的菌类产生大量的体外酶，加速并完成污水中的氨氮、氩硝酸盐的降解、消除硫化氢等有害物质，高效分离污水中的有机物、最终转达化成水、氮气和二氧化碳气体排放到空气中。该过程中，微生物菌群通过相互补充的菌群交互作用，祛除氨、氩硝酸盐和可溶解的有机物；与采用现有的单纯硝化菌相比较，单纯的硝化菌不利于将含有的有机物颗粒转化成可溶解的小分子物质，因此就不能彻底完成‘氨的循环’，以使有机物最终分解为水、二氧化碳和氮气。本发明工艺中使膜生物反应器使膜分离技术与生物技术有机地结合，将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留，从而可省掉现有水处理中的二沉池，利用复合菌种的强生化作用，大大降低活性污泥的残余量、利用膜的高截留性截留有益菌，并提高曝气池和膜生物反应池的微生物浓度，改善出水的水质；还利用脉冲式反洗技术增大膜的通量、延长膜的保养周期及使用寿命。与现有同类的水处理工艺相比较，本实施例中水回用工艺具有生化效率高、出水稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点。
为实现本发明工艺而专用的设备，可从图1中看到。它含有内带格栅3的调节池4、分别带有曝气管6的曝气池5和膜生物反应池11、消毒池9的器壳；其中曝气管6通过阀门15连接曝气泵14、曝气管的另端依次穿入曝气池5和膜生物反应池11，且曝气管上带有曝气器7、曝气池5的顶部带有能使水从其内溢入膜生物反应池11的溢流槽16；膜生物反应池11内装有膜装置8，该装置通过管道和泵13连通消毒池9，消毒池上带有中水供出管10。膜装置上的膜，是采用现有同类膜生物反应器中的膜，它可以是带中空纤维膜丝的膜片，其微孔直径为(0.1-0.4)μm。上述的调节池4、曝气池5和膜生物反应池11、消毒池9上分别带有可方便操作和维修的人孔1。
污水经格栅3过滤后进入能起调节水质水量的作用调节池4，然后进曝气池5；空气通过曝气泵14和阀门15，曝气管6、曝气器7进入曝气池5，对污水充氧降解，降解后的水通过曝气池顶部的溢流槽16流入膜生物反应池11，在其内含的复合菌种的作用下进一步降解；此后通过膜装置8的分离提纯，由泵13的抽吸到消毒池9，通过消毒池内的漂白粉消毒后从中水供出管10供出回用。
实施例2本实施例带复合菌种和膜生物反应器的中水回用工艺与实施例1所不同的是它还可在膜装置的水流出通道与消毒池之间带有膜装置的反冲清洗流程。以使膜装置在设定的工作时间段中以其消毒后的中水进行反冲清洗，确保膜装置的工作效率、中水回用工艺的持续进行。
本实施例中水回用工艺专用设备，也可从图1中看到。它与实施例1中的设备所不同的是它在膜装置的水流出管道、泵13、消毒池9之间的管道上还装有能以消毒后的水反冲清洗膜装置的一组电磁阀(12a、12a′和12b、12b′)。
当电磁阀12a、12a′关闭，且电磁阀12b、12b′打开，则膜装置8中的膜丝起过滤作用；如电磁阀12a、12a′打开，且电磁阀12b、12b′关闭，则膜装置8中的膜丝的被消毒池中的消毒水反冲清洗。因此，通过设定反洗和过滤的时间周期、自动切换电磁阀12a、12a′、12b、12b′，可对膜装置进行反冲洗，有效降低了膜的污染、进一步提高中水回用的效率。
权利要求
1.一种带复合菌种和膜生物反应器的中水回用工艺，其特征是1)选用复合菌种，它包含有目前已形成产品的芽孢杆菌，枯草杆菌、硝化菌；2)选用膜生物反应器，在该器内设有调节池、曝气池、膜生物反应池、膜装置、消毒池，其中在曝气池和膜生物反应池内分别投放上述的复合菌种且在曝气池中的复合菌种浓度为(6000-7000)mg/l、膜生物反应池内的复合菌种浓度为(10000-12000)mg/l，并使污水先经过滤再依次进入调节池内以调节水质水量、进入曝气池对污水充氧降解，且降解后进入膜生物反应池进一步降解，并经膜装置分离提纯后，再进入消毒池，通过常规的用水消毒，即成为可作一般性洗用的中水。
2.根据权利要求1所述的带复合菌种和膜生物反应器的中水回用工艺，其特征是所说的复合菌种为芽孢杆菌(BS22)，枯草杆菌(TrpRS)或枯草杆菌(ATCC9372)或枯草杆菌(ATCC6633)，及专用于硝化作用分解氨氮的硝化菌。
3.根据权利要求1或2所述的带复合菌种和膜生物反应器的中水回用工艺，其特征是所说的膜装置的水流出通道与消毒池之间带有膜装置的反冲清洗流程。
4.为实现本发明工艺而专用的设备，其特征是它含有内带格栅(3)的调节池(4)、带有曝气管(6)的曝气池(5)和膜生物反应池(11)；其中曝气管(6)通过阀门(15)连接曝气泵(14)、曝气管的另端依次穿入曝气池(5)和膜生物反应池(11)，且曝气管上带有曝气器(7)、曝气池(5)的顶部带有能使水从其内溢入膜生物反应池(11)内的溢流槽(16)；膜生物反应池(11)内装有膜装置(8)、曝气池和膜生物反应池内带有复合菌，且膜装置通过管道、泵(13)连通消毒池(9)，消毒池上带有中水供出管(10)。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征是所说的膜装置(8)的水流出管道、泵(13)、消毒池(9)之间的管道上装有能以消毒后的水反冲清洗膜装置(8)的一组电磁阀(12a、12a′和12b、12b′)。
全文摘要
带复合菌种和膜生物反应器的中水回用工艺，包括选用复合菌种芽孢杆菌，枯草杆菌、硝化菌，选用膜生物反应器，且在曝气池和膜生物反应池内分别放入复合菌种，并使污水经过滤后依次进入调节池、曝气池、膜生物反应池，污水以充氧降解、生物降解，最后经膜装置分离提纯在消毒池消毒成为可洗用的中水。本发明工艺利用复合菌降低活性污泥的残余量、利用膜的高截留性截留有益菌并提高曝气池和膜生物反应池的微生物浓度、改善出水的水质；又通过脉冲式反洗技术增大膜通量、延长膜的保养周期及使用寿命且提高了水处理效率。其所用设备的占地面积小、安装方便、不需专人管理，且耗电量少，吨水处理的成本低。
文档编号C02F3/12GK1699216SQ200410018539
公开日2005年11月23日 申请日期2004年5月21日 优先权日2004年5月21日
发明者叶茂杨 申请人:叶茂杨