专利名称：用于稳定出水质量的水处理方法
技术领域：
本发明涉及一种利用变水位膜生物反应器实现来水水量波动时稳定出水水质的 方法，包括该反应器的设计与运行模式。
背景技术：
城市污水和工业废水含有大量的有机类污染物质，直接排放进入水体将对环境产 生巨大的危害，并影响到人类生活的各个方面，因此在城市中会采用市政管网收集市政污 水和工业废水，建设相应的污水处理设施，将收集的污水汇入污水处理场所进行集中处理。 目前较为通用的一种处理方法是利用活性污泥微生物来降解有机类污染物，在这种方法 中，在进行工艺工程设计时，将有机类污染物与微生物之比称为污泥负荷率，并采用这一参 数进行工艺生化反应段的设计，确定生化反应段的有效容积。然而由于不同的时刻市政污水和工业废水的产生量和水质情况均不相同，因此不 同时刻进入污水处理场所的水质和水量也是变化的，一般而言，每日、每月的来水水质水量 存在一定的曲线波动关系。面对波动的来水水质和水量，尤其是当来水量增大的同时水质 进一步恶化时，污水处理设施按设计的固有参数值运行并不能有效的应对这种变化，出水 水质会急剧恶化。膜生物反应器工艺是一种将膜分离技术与生物处理单元相结合的新型污水处理 工艺，利用膜的高效固液分离能力替代了传统活性污泥工艺中的二沉池。与传统活性污泥法一样，现有技术中的膜生物反应器在作业时为维持在一个固定 的设计水位下运行，进出水仍采取统一调节流量的方式。在这种方法中，出水流量和进水流 量相同，进水和出水流量随着来水量的变化进行同步调整，以维持水位的恒定。但是在来水 流量增大时，污染物在反应器中的水力停留时间便会减少，此时，这种控制模式下的出水水 质是无法得到保障的。
发明内容
本发明的目的是提出一种新的水处理控制方法，以解决传统水处理工艺中由于来 水量波动性引起的出水水质恶化的问题。根据本发明的用于稳定出水质量的水处理方法是利用膜生物反应器，所述反应器 包括多个单元反应池和至少一个膜池，在水处理过程中，膜生物反应器的出水速率被维持 恒定，进水速率随来水量的变化进行相应变化，进而保证污染物在反应器中仍然有足够的 水力停留时间，以达到出水水质的稳定。由于本发明在膜生物反应器工艺中采用恒定的出水速率和变化的进水速率，在来 水量增大时，进水量也增大，反应池的水位相应增高，反之水位也可降低。在本发明中将这 种通过变化水位的方式稳定出水水质的膜生物反应器称为变水位膜生物反应器。
图1为用于实施本发明方法的膜生物反应器的一种示例性实施例的示意图。图2和图3为用于实施本发明方法的包含多单元池和混合液回流的膜生物反应器 的两种示例性实施例的示意图。
具体实施例方式在本发明中，将膜生物反应器的出水速率维持基本恒定，进水速率随来水量的变 化进行适当变化，这样，反应池中的水位随着来水量的变化出现上下波动。在本发明中，由于出水速率基本恒定，单位时间内处理的水量基本恒定，因而在来 水量增大时也不会引起出水水质下降的问题。既简化了控制方法，又达到水质稳定。同样 由于本发明中膜生物反应器的出水速率基本恒定，在设计时将该速率以膜的临界通量进行 确定，保证在来水量变化时反应器始终在临界通量条件下出水。
在具体的工艺设计中，应该对反应器进水速率的数值变化范围进行设定，使得反 应池中的水不至于因为进水量的持续增大而超出最大容量，乃至溢出反应池。同样，反应器中应保证一个最低水位，该水位至少应不会对膜组件的运行造成影 响，即要高于膜组件的高度。本发明的方法同样适用于间歇式出水的情况。在采用间歇式出水的情况下，可以 将出水周期保持不变。如果来水水量一直增大，达到最高水位时，此时可由变频水泵调节进水速率，使其 与出水速率相等，维持在最高水位运行。该方法可以最大限度的应对来水量一直增大的状 况，直至来水量减少时再重新进行进水速率的调节。在本发明的第一实施例中，变水位膜生物反应器如图1所示，其中1为反应器进 水，2为出水泵。反应器存在运行最高水位和最低水位。如果水处理装置包含多个生物反应单元池并设有混合液回流装置，此时反应器中 的混合液回流采取从膜池回流的方法，可采用两种模式第一种模式采用抽吸泵从膜池抽 吸的方式回流，具有膜池及前面各单元池水位均可调的运行特征；在这种情况下，膜池具有 与其他单元池相同的水位；第二种是将膜池设定为恒定的水位，超出该水位的水通过溢流 方式回流到前面各单元中，在这种情况下，膜池可以具有明显小于其他单元池的容积。图2为用于实施本发明方法的膜生物反应器的第二实施例的示意图。图3为第三 实施例的示意图。图2中的反应器包括进水1、出水泵2、混合液回流泵3、曝气部件4、混合液回流管 5、膜组件6、单元池7-9 (即为生物法处理所需的各种池型)、膜池10、来水量监测装置11、 进水水质监测装置12和曝气装置13。该工艺采用回流泵抽吸的方式进行混合液回流，膜池 和前面单元池的水位相同。在运行该图1示出的设备时，出水泵2的速率保持基本恒定，进 水泵(未示出)的速率根据来水量的不同做相应变化，以致在来水量较大时，反应器的运行 水位较高，来水量较小时，反应器的运行水位较低。图3与图2的区别在于，设置了膜池进水泵14，取消了回流泵3。由进水泵14控 制膜池进水的速率，维持膜池在恒定水位，前面单元池水位采取可变水位的运行方法。
权利要求
1.一种用于稳定出水质量的水处理方法，其利用膜生物反应器，所述反应器包括多个 单元反应池和至少一个膜池，其特征在于，将膜生物反应器的出水速率维持恒定，进水速率 随来水量的变化进行相应变化，当来水量增大时，进水速率相应增大，当来水量减小时，进 水速率相应减小。
2.根据权利1所述的方法，该膜生物反应器的运行水位在一最高水位和一最低水位之 间变化。
全文摘要
本发明提出一种用于稳定出水质量的水处理方法是利用膜生物反应器，所述反应器包括多个单元反应池和至少一个膜池，膜生物反应器的出水速率维持基本恒定，进水速率随来水量的变化进行适当变化，这样，反应池中的水位随着来水量的变化出现上下波动。本发明的方法使得即使在来水量增大的情况下污染物质在生物反应器中的水力停留时间仍然不会减少，从而更稳定地控制出水质量。
文档编号C02F3/12GK102092845SQ20091024244
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者汪诚文 申请人:北京国环清华环境工程设计研究院有限公司