专利名称：一种分离式重力流膜生物反应器污水处理方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理方法及设备，特别涉及一种分离式膜生物反应器污水处理方法及其设备。
背景技术：
MBR(Membrane Bioreactor)反应器是将膜过滤技术与生物反应器相结合的复合高效废水处理反应器。根据膜的种类和膜在系统中所起的作用可以将MBR分成三类固液分离膜-生物反应器(solid-liquid separation membrane bioreactor)、曝气膜-生物反应器(membraneaeration bioreactor)、萃取膜-生物反应器(extractive membrane bioreactor)。其中固液分离膜-生物反应器是目前研究最为广泛的一种膜-生物反应器，通常简称为膜-生物反应器(MBR)，在该工艺中膜组件代替了传统活性污泥法中的二沉池，分离混合液中的固体微生物和大分子溶解性物质。膜生物反应器具有分离效率高，实现了水力停留时间和泥龄(SRT)的完全分离，膜分离单元不受污泥膨胀的影响，活性污泥浓度高，剩余污泥少的优点。根据生物反应器和膜组件的结合方式不同可以将膜-生物反应器分为分置式膜-生物反应器和一体式膜-生物反应器。其中分置式膜-生物反应器膜组件和生物反应器分开设置，依靠加压泵压力驱动膜分离，该工艺运行稳定可靠，膜易于清洗更换，膜通量较大，但是分置式膜-生物反应器水流循环量大，动力费用高。一体式膜-生物反应器中膜组件直接置于生物反应器内，曝气装置直接置于膜组件下方，通过泵进行抽吸过滤，该工艺设备简单，能耗相对较低，操作方便，但是容易污染，出水不连续。
发明内容
为了克服现有分置式膜-生物反应器能耗高的不足，本发明的目的是提供一种节能的分离式重力流膜生物反应器污水处理方法及其设备。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种分离式重力流膜生物反应器污水处理方法，其特征在于它包括如下步骤将SBR反应器置于至少高出MBR膜组件1米处，SBR反应器的出水由水管与MBR膜组件输入口相连通；水泵从污水箱中抽取污水进入SBR反应器，污水在搅拌装置的搅拌下，在SBR反应器内产生厌氧状态；SBR反应器厌氧搅拌阶段结束以后，停止搅拌，空气压缩机向SBR反应器通入曝气，使SBR反应器内呈现好氧状态；好氧曝气阶段结束以后，SBR反应器内停止通入曝气，静置沉淀后出水；SBR反应器高位出水经重力压差流入MBR膜组件，同时空气压缩机对MBR膜组件通入曝气以防止SBR反应器出流水中固体颗粒在MBR膜组件的膜上聚结而降低膜通量，经MBR膜组件的膜处理后出水，膜处理后出水分二路，一路为回流液，在曝气作用下回流液经过消泡器消泡后回流至SBR反应器内，另一路为水质指标达标的净水。
一种实现上述方法的分离式重力流膜生物反应器污水处理设备，它包括污水箱1、水泵2、第一水管3、第一气管4、搅拌装置6、SBR反应器7、第二水管9、第一截止阀10、第三水管11、MBR膜组件12、第一微孔曝气头13、空气压缩机16、第二气管18、第二微孔曝气头20，第一水管3的一端与污水箱1相连通，第一水管3的另一端位于SBR反应器7内，第一水管3上设有水泵2；SBR反应器7内设有搅拌装置6，SBR反应器7内底部设有第一微孔曝气头13，第一微孔曝气头13由第一气管4与空气压缩机16的输出端相连通；MBR膜组件12内的底部设有第二微孔曝气头20，第二微孔曝气头20由第二气管18与空气压缩机16的输出端相连通；MBR膜组件12的净化水出口与第三水管11相连通，MBR膜组件12的回流口与第二水管9的一端相连通，第二水管9的另一端位于SBR反应器7内；其特征在于SBR反应器7位于支撑架上并至少高出MBR膜组件1米，SBR反应器7的出水口由第四水管14与MBR膜组件12的输入口相连通，第四水管14上设有第一截止阀10。
本发明将生物反应器与膜组件分离，生物反应器放置于膜组件上方至少1米处，从生物反应器出水到经过膜组件出水，形成水头差，依靠重力完成膜组件过滤出流；与现有分置式膜-生物反应器相比，不依靠加压泵压力驱动膜分离，因而节能，其节能效果显著。
本发明的分离式重力流膜生物反应器污水处理设备(GSMBR反应器)不仅具有膜-生物反应器的优点，而且解决了分置式膜-生物反应器需要依靠泵抽吸过滤的不足，本发明的设备节能效果显著。
图1是本发明的分离式重力流膜生物反应器污水处理设备结构示意中1-污水箱，2-水泵，3-第一水管，4-第一气管，5-第一转子流量计，6-搅拌装置，7-SBR反应器，8-消泡器，9-第二水管，10-第一截止阀，11-第三水管，12-MBR膜组件，13-第一微孔曝气头，14-第四水管，15-第二截止阀，16-空气压缩机，17-第二转子流量计，18-第二气管，19-第三截止阀，20-第二微孔曝气头。
具体实施例方式
一种分离式重力流膜生物反应器污水处理方法，它包括如下步骤将SBR反应器置于至少高出MBR膜组件1米处(如1米或1.5米或2米或2.5米，其高度由支撑架调节)，SBR反应器的出水由水管与MBR膜组件输入口相连通；水泵从污水箱中抽取污水进入SBR反应器，污水在搅拌装置的搅拌下，在SBR反应器内产生厌氧状态；SBR反应器厌氧搅拌阶段结束以后，停止搅拌，空气压缩机向SBR反应器通入曝气，使SBR反应器内呈现好氧状态；好氧曝气阶段结束以后，SBR反应器内停止通入曝气，静置沉淀后出水；SBR反应器高位出水经重力压差流入MBR膜组件，同时空气压缩机对MBR膜组件通入曝气以防止SBR反应器出流水中固体颗粒在MBR膜组件的膜上聚结而降低膜通量，经MBR膜组件的膜处理后出水，膜处理后出水分二路，一路为回流液，在曝气作用下回流液经过消泡器消泡后回流至SBR反应器内(消泡器的作用是以减少回流气水混合物对活性污泥混合液的扰动)，另一路为水质指标达标的净水。按现有的照瞬时进水-厌氧搅拌-好氧曝气-静置沉淀四个步骤进行污水的处理，厌氧搅拌3小时，好氧曝气2小时，静置沉淀1小时。
如图1所示，一种实现上述方法的分离式重力流膜生物反应器污水处理设备，它包括污水箱1、水泵2、第一水管3、第一气管4、第一转子流量计5、搅拌装置6、SBR反应器7、消泡器8、第二水管9、第一截止阀10、第三水管11、MBR膜组件12、第一微孔曝气头13、第四水管14、第二截止阀15、空气压缩机16、第二转子流量计17、第二气管18、第三截止阀19、第二微孔曝气头20，第一水管3的一端与污水箱1相连通，第一水管3的另一端位于SBR反应器7内，第一水管3上设有水泵2；SBR反应器7内设有搅拌装置6，SBR反应器7内底部设有第一微孔曝气头13，第一微孔曝气头13由第一气管4与空气压缩机16的输出端相连通，第一气管4上设有第一转子流量计5、第二截止阀15；MBR膜组件12内的底部设有第二微孔曝气头20，第二微孔曝气头20由第二气管18与空气压缩机16的输出端相连通，第二气管18上设有第二转子流量计17、第三截止阀19；MBR膜组件12的净化水出口与第三水管11相连通，第三水管11上设有第四截止阀，MBR膜组件12的回流口与第二水管9的一端相连通，第二水管9的另一端位于SBR反应器7内，第二水管9的另一端设有消泡器8；SBR反应器7位于支撑架上并至少高出MBR膜组件1米(SBR反应器7的出水口与MBR膜组件12的输入口之间的高度至少大于1米，如1米或1.5米或2米或2.5米，其高度由支撑架调节，图1中未画出支撑架)，SBR反应器7的出水口由第四水管14与MBR膜组件12的输入口相连通，第四水管14上设有第一截止阀10。
整个设备进水采用水泵抽吸，污水瞬时进入生物反应器，生物反应器为序批式活性污泥反应器(sequencing batch reactor，SBR)。SBR反应器由PVC材料制成，有效容积20.0L，搅拌装置由电机自动控制器、电机、搅拌叶轮组成，电机自动控制器控制SBR反应器内的搅拌叶轮的搅拌速度，SBR反应器采用微孔曝气，MBR膜组件采用聚偏氟乙烯中空纤维微(PVDF)材料的滤膜，膜孔径0.25μm，膜面积0.5m2，膜通量26.35L/(m2·h)，SBR反应器出水与膜组件形成重力压差，使SBR反应器出水自流经过膜组件出水。本发明采用的膜组件和SBR反应器完全独立设置，之间高差可以随试验条件改变，当SBR反应处理后出水经过膜组出流时对膜组件曝气，以减少截流颗粒堵塞膜孔造成膜通量的下降，部份SBR反应器出水从膜组中回流，经消泡器将气水混合回流液以液体形式进入SBR反应器，以减少回流气泡对活性污泥混合液的扰动。
权利要求
1.一种分离式重力流膜生物反应器污水处理方法，其特征在于它包括如下步骤将SBR反应器置于至少高出MBR膜组件1米处，SBR反应器的出水由水管与MBR膜组件输入口相连通；水泵从污水箱中抽取污水进入SBR反应器，污水在搅拌装置的搅拌下，在SBR反应器内产生厌氧状态；SBR反应器厌氧搅拌阶段结束以后，停止搅拌，空气压缩机向SBR反应器通入曝气，使SBR反应器内呈现好氧状态；好氧曝气阶段结束以后，SBR反应器内停止通入曝气，静置沉淀后出水；SBR反应器高位出水经重力压差流入MBR膜组件，同时空气压缩机对MBR膜组件通入曝气以防止SBR反应器出流水中固体颗粒在MBR膜组件的膜上聚结而降低膜通量，经MBR膜组件的膜处理后出水，膜处理后出水分二路，一路为回流液，在曝气作用下回流液经过消泡器消泡后回流至SBR反应器内，另一路为水质指标达标的净水。
2.一种实现权利要求1所述方法的分离式重力流膜生物反应器污水处理设备，它包括污水箱(1)、水泵(2)、第一水管(3)、第一气管(4)、搅拌装置(6)、SBR反应器(7)、第二水管(9)、第一截止阀(10)、第三水管(11)、MBR膜组件(12)、第一微孔曝气头(13)、空气压缩机(16)、第二气管(18)、第二微孔曝气头(20)，第一水管(3)的一端与污水箱(1)相连通，第一水管(3)的另一端位于SBR反应器(7)内，第一水管(3)上设有水泵(2)；SBR反应器(7)内设有搅拌装置(6)，SBR反应器(7)内底部设有第一微孔曝气头(13)，第一微孔曝气头(13)由第一气管(4)与空气压缩机(16)的输出端相连通；MBR膜组件(12)内的底部设有第二微孔曝气头(20)，第二微孔曝气头(20)由第二气管(18)与空气压缩机(16)的输出端相连通；MBR膜组件(12)的净化水出口与第三水管(11)相连通，MBR膜组件(12)的回流口与第二水管(9)的一端相连通，第二水管(9)的另一端位于SBR反应器(7)内；其特征在于SBR反应器(7)位于支撑架上并至少高出MBR膜组件1米，SBR反应器(7)的出水口由第四水管(14)与MBR膜组件(12)的输入口相连通，第四水管(14)上设有第一截止阀(10)。
3.根据权利要求2所述的分离式重力流膜生物反应器污水处理设备，其特征在于第二水管(9)的另一端设有消泡器(8)。
全文摘要
本发明涉及一种污水处理方法及设备。一种分离式重力流膜生物反应器污水处理方法，其特征在于它包括如下步骤将SBR反应器置于至少高出MBR膜组件1米处，SBR反应器的出水由水管与MBR膜组件输入口相连通；水泵从污水箱中抽取污水进入SBR反应器，污水经厌氧、好氧处理、静置沉淀后出水；SBR反应器高位出水经重力压差流入MBR膜组件，同时空气压缩机对MBR膜组件通入曝气以防止SBR反应器出流水中固体颗粒在MBR膜组件的膜上聚结而降低膜通量，经MBR膜组件的膜处理后出水，膜处理后出水分二路，一路为回流液，在曝气作用下回流液经过消泡器消泡后回流至SBR反应器内，另一路为水质指标达标的净水。本发明具有节能的特点。
文档编号C02F3/00GK1958473SQ200610124989
公开日2007年5月9日 申请日期2006年11月9日 优先权日2006年11月9日
发明者夏世斌, 张召基, 唐艳 申请人:武汉理工大学