专利名称：强化膜生物反应器水处理新技术的制作方法
技术领域：
本发明是将催化氧化、吸附、膜分离、生物处理等作用有机地结合起来的一种新型、高效水处理技术，主要用于受污染饮用水源水的净化处理，污水回用、难于生物降解废水的处理等多个方面。
近年来，随着我国水环境污染的加剧，水源水中的有机微污染物质浓度不断提高，使得常规饮用水处理工艺受到了严峻挑战，出水水质难于达到日益严格的饮用水水质标准的要求。同时世界范围内水资源缺乏的问题，使得污水回用课题倍受重视。在此情况下，研究与开发新的高效水处理工艺具有重要的意义。
强化膜生物反应器水处理新技术，是在膜生物反应器工艺基础上进行的发展和改进。该技术的主要内容是首先向水中投加一定的氧化剂，经过催化剂滤床时，在催化剂的作用下，生成氧化能力极强的自由基，可将水中稳定性、难于生物降解的有机物结构破坏，生成可被生物降解的有机物；通过向反应器内投加一定种类和数量的吸附剂，利用其物理吸附作用，将水中游离细菌、微生物和有机物吸附到表面，在微生物新陈代谢作用下，将有机物降解去除；由于膜组件具有良好的固液分离效果，可将全部的活性污泥和吸附剂都截留在膜生物反应器中，保证了系统对有机物连续、稳定的去除效果。由于吸附剂的存在，可有效地吸附水中的溶解性有机物，将其转移至固相中，减小了膜污染的可能性，大大延长了膜组件的运行周期。另外，吸附剂吸附在膜表面，形成松软的多孔膜，防止了对膜的堵塞，降低了膜清洗的难度。
本技术发明适合于受污染的饮用水源水处理、污水回用处理以及难生物降解废水处理的核心技术。
本技术发明中，膜组件的种类是多种的，可以是超滤膜，也可以是微滤膜。
本技术发明中，膜生物反应器的型式不是单一的，膜组件既可以置于生物反应器中，构成一体式膜生物反应器；膜组件也可以与生物反应器分开放置，形成分离式膜生物反应器。
本技术发明中，吸附剂的种类是多样的，可以是经过改性处理的滤料、粉末活性炭、粒状活性炭、沸石、陶粒等单一轻质材料，也可以是上述轻质材料与聚丙烯酰胺组成的混合材料。吸附剂的粒径大小依据水质情况、膜组件孔径而有所不同。
本技术发明中，吸附剂的表面做金属氧化物的涂层，不但可提高吸附剂的吸附性能，还可催化提高细菌的生物降解，提高生物对有机物的降解能力。
本技术发明中，催化剂是自行研制和开发的一种新型催化剂，是采用一定形式的载体作为内核，表面进行某些金属氧化物的涂层。
本技术发明中，氧化剂可以采用臭氧、高锰酸钾、高锰酸盐复合剂、高铁酸钾、高铁酸盐复合药剂、二氧化氯、过氧化氢、氯和次氯酸钠等多种形式。
利用本技术发明可组合成如下处理工艺处理工艺1微污染水→预处理→强化膜生物反应器水处理新技术→消毒处理→饮用水处理工艺2生活污水→预处理→强化膜生物反应器水处理新技术→消毒处理→回用水处理工艺3难生物降解废水→预处理→强化膜生物反应器水处理新技术→排放
权利要求
1.一种新型的强化膜生物反应器水处理技术，可显著地提高对受污染水源水、二级生物处理后出水和难生物降解废水的处理效率，特别适合于低有机物浓度的水处理。其特征是一定氧化剂在新型催化剂的作用下，生成氧化能力更强的自由基，改变稳定性有机物的结构，使其可被生物降解；投加吸附剂，使得有机物和微生物在其表面富集，提高有机物的去除效率；通过膜组件的固液分离作用，获得了高质量的出水。
2.按权利要求1所述，强化膜生物反应器水处理新技术中的氧化剂可以是臭氧、高锰酸钾、高锰酸盐复合药剂、二氧化氯、高铁酸钾、高铁酸盐复合药剂、过氧化氢、氯、次氯酸钠等多种不同的形式。
3.按权利要求1所述，强化膜生物反应器水处理新技术中的催化剂是自行开发的一种新型催化剂，是采用一定的载体最为内核，表面进行金属氧化物的涂层。其中金属可以是锰、铁、铝、铜、镁、钙、镍、钛、钾中的一种或多种的复合。
4.按权利要求1所述，强化膜生物反应器水处理新技术中的吸附剂是粉末状或粒状的活性炭、沸石粉、硅藻土、火山石粉、陶粒等单一轻质材料，或使用聚丙烯酰胺等高分子将粉末活性炭、陶粒、沸石粉、火山石粉等复合在一起的复合材料，或有机高分子纤维材料。
5.按权利要求4所述的吸附剂表面可以使用一种或多种金属氧化物进行表面改性处理。
6.如权利要求1、4、5所述的强化膜生物反应器水处理新技术中的吸附剂的表面改性剂是经锰、铁、铝、铜、镁、钙、镍、钛等几种元素中一种或多种氧化物经过一定方式组合制备而成的。
7.按权利要求1所述，强化膜生物反应器水处理新技术中的膜组件可以是微滤膜，也可以是超滤膜，可以是无机膜或有机膜，组件形式可以是中空纤维、平板或管式。
8.如权利要求1～7所述，在强化膜生物反应器水处理新技术单元之后设液氯、二氧化氯或其他消毒措施，即可替代现行的常规给水处理工艺。
9.如权利要求1～7所述，在强化膜生物反应器水处理新技术之前设沉砂池、初沉池等一级处理设备作为预处理，该技术则可作为中水回用的核心处理方法。
10.如权利要求1～7所述，强化膜生物反应器水处理新技术用于给水处理或中水回用，其中膜生物反应器型式是一体式或分离式。
11.如权利要求1-10所述，在反应器下部设置曝气装置。
全文摘要
强化膜生物反应器水处理新技术是将催化氧化、吸附、生物降解和膜分离技术有机地结合起来的一种高效水处理技术，其主要特色是在催化剂作用下，使得某些氧化剂(如臭氧、高锰酸盐、高铁酸盐、二氧化氯、过氧化氢、氯、次氯酸钠等)产生出氧化能力更强的自由基，可将水中具有高稳定性、难于生物降解的有机物进行转化，形成可被生物降解的有机物。通过向水中投加一定数量和种类的吸附剂，使得有机物和微生物在吸附剂表面富集，提高了微生物对有机物的去除效率，最后通过超滤或微滤膜组件的分离作用获得了高质量的出水。强化膜生物反应器水处理新技术适用于受污染饮用水源水处理、污水深度处理、难生物降解废水处理等多个领域。
文档编号B01J21/00GK1490263SQ0314314
公开日2004年4月21日 申请日期2003年6月13日 优先权日2003年6月13日
发明者马军, 张立秋, 马 军 申请人:哈尔滨工业大学