专利名称：粉末活性炭强化内置束式膜生物反应器的制作方法
技术领域：
本发明是将活性炭吸附、生物降解、膜分离等作用有机地结合起来的一种新 型、高效水处理技术，主要用于微污染饮用水源预处理、市政污水处理和工业 污水处理等多个方面。
背景技术：
目前我国水资源严重短缺，据1996年对世界上149个国家和地区的调查，我 国人均水资源占有量排在世界109位，仅为世界平均水平的1/4。与此同时，我国 水资源利用率低，用水严重浪费，比如2002年我国每万元国民生产总值取水量 537m3，是世界平均水平的4悟。我国工业用水重复利用率不足60%，比发达国 家低15% 25%，水资源的供需矛盾日益突出。
从城市生活污水和工业废水回用淡水以节约有限淡水资源的观念近年来获 得广泛支持，膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)工艺正是这一观念的 技术体现。膜生物反应器是结合传统的生物处理工艺和膜分离技术基础上发展 起来的。但在膜生物反应器的工程应用中，膜污堵造成通量下降从而频繁的反 冲洗和膜组件设计不合理造成能源浪费、运行成本过高的问题一直存在。而且 在工业污水处理中一些难降解有机物在膜生物反应器中不能得到有效去除的问 题也普遍存在。因此，目前内置式膜生物反应器的工程应用厄待解决两个问题: 一是不断优化膜组件结构，降低膜丝曝气清洗的能源消耗、提高膜通量的稳定 性；二是强化膜生物反应器处理能力，增加难降解有机物的去除率，提高出水 水质。
发明内容
本发明提供了一种新型内置束状膜组件，该膜组件采用中气泡曝气，曝气 端在膜组件下部，出水端在膜组件上部。由于膜丝固定采用了束装结构，上部 膜丝采用均匀多束构造，中底部采用均匀密集构造，再加上均匀曝气的底部布 气构造，形成了良好的节涌流流态，中空纤维丝曝气清洗效果好，动力消耗低， 避免了其它膜组件曝气清洗过程中大量空气浪费，膜清洗效果不好的情况发生。
在工程应用中，往生化反应器中投加一定比例的粉末活性炭，并用该新型 内置束式膜组件代替二沉池进行泥水分离，由于中空纤维膜的截留作用，系统
中生物相非常丰富，污泥量也大幅度提高，可以达到10g/l 15g/l的范围，这将 带来三个优点 一是污泥量的增加减少了生化系统所需的容积，提高了容积效 率；二是一些容易流失的生物相被膜截留，系统处理能力也相应增强，如系统 的脱氮除磷能力；三是由于中空纤维膜的作用，系统出水水质大幅度提高，悬 浮物、细菌降低到适合回用的水平。而粉末活性炭的投加，也带来了一系列协 同效应第一、粉末活性炭使污泥更容易成为颗粒污泥，和絮状污泥相比，颗 粒污泥会减少对膜丝的污堵；第二、由于粉末活性炭对膜丝的不断冲刷，减少 膜丝表面有机物的累积，使膜丝能一直维持较高通量水平；第三、活性炭的吸 附作用可以将一些难处理的有机物富集在系统中，通过排泥和较长时间的生物 降解，这部分物质得到去除，这就加强了膜生物反应器对难降解有机物的去除 能力。
在工程使用中可以灵活调整粉末活性炭的投加比例，不同的处理效果和处 理能力形成了灵活的系统功能。随着剩余污泥排出系统外的粉末活性炭，可以 釆用高温或者高级氧化的方式再生后回用于系统。
图l是本发明的系统原理图。
图2是内置束式膜组件构造图。
具体实施例方式
如图1所示，有机废水1进入生化反应槽6、 7中，根据工程需要可将6设 为一段缺氧，和好氧池7形成硝化一反硝化脱氮工艺，也可将6设成两段厌氧 形成脱氮一除磷工艺。同时往系统中投加一定量的粉末活性炭2，剩余污泥和部 分粉末活性炭8排出系统进行处理和再生，再生后的粉末活性炭回用于系统。 在生化池中放置束状膜生物反应器5，外接真空泵3将处理后的水引出系统，曝 气风机4将空气引入膜组件进行膜丝的曝气清洗。在系统运行中，无论出水3 和曝气4都是间断运行的。
如图2所示，是内置束式膜组件的构造，系统出水在上端14，进风曝气在 下端13。束式膜丝垂直布置，在上端ll呈均匀多束构造，中底部12呈均匀密 集构造，这种构造可以充分排散空气、防止污泥堵塞。曝气采用中孔曝气，曝 气盘15开口均匀，在运行中可形成良好的节涌流状态。在工程中可以把若干这 种膜单体排列在一个膜组中使用，进气管和出水管分别连接在一个总管上，接 相应的风机和真空泵。
权利要求
1. 一种有机污水生物处理的粉末活性炭强化内置束式膜生物反应器技术，其特征是一种特殊构造的内置束式膜组件，在生化系统中投加粉末活性炭，强化膜的清洗和有机物的去除。
2. 根据权利要求l所述的粉末活性炭强化内置束式膜生物反应器技术，束式膜 组件5的特征在于束式膜丝垂直布置，在上端ll呈均匀多束构造，中底部12呈均匀密集构造，系统出水在上端14，进风曝气在下端13。曝气采用中孔曝气， 曝气盘15开口均匀，在运行中可形成良好的节涌流状态。在工程中可以把若干这种膜单体排列在一个膜组中使用，进气管和出水管分别连接在一个总管上， 接相应的风机和真空泵。
3. 根据权利要求l所述的粉末活性炭强化内置束式膜生物反应器技术，粉末活 性炭强化工艺的特征在于第一、系统投加一定比例的粉末活性炭2，控制一定 的进水有机负荷，可使生化池6、 7中的污泥成为颗粒污泥，通过强化污泥性状 减少对膜丝的污堵；第二、粉末活性炭随着水流和曝气对膜丝不断冲刷，减少 膜丝表面有机物的累积，强化了膜丝的清洗；第三、粉末活性炭的吸附作用可 以将一些难处理的有机物富集在系统中，通过排泥和较长时间的生物降解，这 部分物质得到去除，强化了膜生物反应器对难降解有机物的去除能力。
全文摘要
本发明是一种采用投加粉末活性炭来强化膜生物反应器的处理工艺，工艺中采用一种新型束式中空纤维膜组件。通过粉末活性炭的投加，使生物系统更容易形成具有良好沉淀性能的颗粒状污泥，减少中空纤维膜的污堵。同时粉末活性炭和膜生物反应器产生协同效应，可将废水中难生物降解的有机物进行吸附降解，提高系统处理能力和出水水质。特殊设计的束式中空纤维膜组件，在运行中可以充分排散空气、防止污泥堵塞，气洗效果好、出水通量稳定。
文档编号C02F3/12GK101376538SQ200710148440
公开日2009年3月4日 申请日期2007年8月29日 优先权日2007年8月29日
发明者蕾 亚 申请人:蕾 亚