利用侧流式膜生物反应器装置的制作方法

专利名称：利用侧流式膜生物反应器装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种污水处理装置，更具体地说，涉及一种利用侧流式
膜生物反应器(MBR)装置。
背景技术：
中国是一个缺水国家,污水处理及其回用是开发利用水资源的有效措 施。"中水"回用是将城市污水通过膜生物反应器等设备的处理之后，将其
用于绿化、冲洗、补充观赏水体、工业循环水的补充水等非饮用目的；而将 进一步深度处理的清洁水可用于饮用等高水质要求的用途。城市污水就近可 得，免去了长距离输水，其在被处理之后污染物被大幅度去除，这样不仅节 约了水资源，也减少了环境污染。"中水"回用已经在世界上许多缺水的地 区广泛釆用，被认为具有显著的社会、环境和经济效益。
膜处理技术，是基于膜分离材料的水处理新技术。膜分离技术的工程应 用开始于20世纪60年代的海水淡化。以后，随着各种新型膜的不断问世， 膜技术也逐步扩展到城市生活饮用水净化和城市污水处理，以及医药、食品、 生物工程等领域。在全球水资源紧缺、受污染日益严重的今天，膜技术作为 一种新型的再生水回用技术，得到越来越广泛的应用。
膜技术在城市污水处理中的最初应用是利用超滤膜取代传统污水处理 的二沉池，取得了极好的水质效果。但当时膜技术处于t艮初期，膜价格昂 贵，寿命短，能耗高，难以得到广泛的推广应用。
20世纪80年代，随着膜技术的发展和完善，膜生物反应器(MBR)开 始引入城市污水及垃圾填埋渗滤液的处理。这种集成式组合新工艺是把活性 污泥生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离技术融于一体，具有出水水 质好且稳定、处理负荷高、装置占地面积小、产泥量小、操作管理简单等特 点。
膜技术在90年代后期发展迅速，特别是进入21世纪后，随着膜材料生 产的规模化、膜组件及其处理产品的设备化和集成化，膜设备生产技术的普 及化和价格大众化，使膜技术的发展已经从实验室的潜在技术迅速发展成为工程实用技术。已经在许多大型工程应用中应用，并且可以与传统技术相竟 争。
从20世纪90年代末到现在，MBR已从单纯好氧型向着与各种新的污 泥工艺更紧密结合的方向发展。已经出现的新工艺包括AO型MBR、 A20 型MBR、序批式MBR等。这些新型膜生物反应器的出现使得降解高浓度污 水、以及控制大水量排水中的氨氮、总磷、总氮成为可能。
随着工业的迅猛发展及城市规;漠的不断扩大，将有越来越多的城市污水 需要进行处理，城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制约许多 城市可持续发展的主要原因，因而污水的有效处理方法已经成为人们亟待解 决的难题。
膜-生物反应器(Membrane-Bioreactor，简称MBR)工艺是一种将膜分 离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与深度处理
回用工艺，其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池进行固液分 离，近年来在国际水处理技术领域日益得到广泛关注，在中国国内再生水处 理工程中也得到了较大的推广和应用。通过与生物处理工艺的整合，使得 MBR工艺具有很好的脱氮和除磷功能
1. MBR工艺具有4艮好的脱氮功能膜的高效截流作用，^f吏;微生物完全 截流并全反馈到反应器内，实现了反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄
(SRT)的完全分离，有利于增殖緩慢的硝化细菌的截流、生长和繁殖，系 统硝化效率高，同时由于膜的高效截流作用，反应器内可维持较高的污泥浓 度，使得系统的碳化效率、反硝化效率很高。
2. MBR工艺具有很好的除磷功能由于膜对悬浮固体(SS)近100% 的截留，膜系统的出水几乎不含SS,这就把颗粒中的磷很好地截留在系统内。 另外，由于MBR的完全截留作用和通过厌氧、好氧环境的交替，聚磷菌将 更容易得到富集，聚磷菌在厌氧环境中将聚磷酸盐(Poly-p)中的磷分解释 放出来，提供必需的能量，吸收易降解的有机物并将以聚P-羟基丁酸(pHB) ^存在细胞中；在好氧过程中，聚磷菌利用体内的聚P-羟基丁酸(pHB), 过量地吸收在数量上远远超过其细胞合成所需的磷量，将磷以聚磷酸盐的形 式贝e:藏在菌体内而形成高磷污泥，通常MBR系统的剩余污泥含磷量比传统 除磷工艺高1.2~1.5倍，这样，即使MBR有更长的SRT，也能取得相当好 的除磷效果。从20世纪90年代末到现在，MBR已从单纯好氧型向着与各种新的污 泥工艺更紧密结合的方向发展。这些新型膜生物反应器的出现使得降解高浓 度污水、以及控制大水量排水中的氨氮、总磷、总氮成为可能。
在其工作方式上，也已从单纯完成污泥截留的浸没式向着更能合理的利 用活性污泥和更适于工程改造改建的侧流式方向发展。由于膜设备是MBR 的重要组成部分，而很多新型MBR的发展和所谓的死端膜组件技术的发展 密切相关。
此前，通常使用利用比重大于水(水的比重为1.0)的单一滤料的下流 式生物膜过滤装置，因而固体物质的去除只能发生在过滤池表面，因为截流 在表面的固体物质急速发生落差损失导致过滤持续时间缩短，并且为了除去 溢流的固体物质需要频繁进行反冲洗，所以导致操作经常被中断，同时出现 反沖洗水量增加的问题。
为了解决上述问题，人们开发出一种下流式多层生物膜过滤装置。该下 流式多层生物膜过滤装置具有过滤层厚度增高、过滤持续的时间延长的优 点。
近年来，开始将生物膜过滤装置作为脱氮的装置来使用。因为下流式脱 氮过滤装置的脱氮速度快且固体物质的去除效果好，所以得到了广泛使用。 然而，这种下流式脱氮生物膜过滤装置，脱氮时产生的氮气(按照下列化学 反应式进行反应)的排出方向与水流的方向相反，氮气被截流在滤料层内， 出现与固体物质相同的效果，使得落差损失急剧增加(参见图2，图2是在 下流式脱氮过滤中氮气的截流状态示意图)。因此，在下流式生物膜过滤装 置条件下，为了去除截流在滤料内的氮气，需要经常进行脱气操作，从而无 法完成连续运转，并且存在反冲洗的空气量及水量增加的缺点。
<formula>formula see original document page 8</formula>(化学反应式)
为了解决上述问题，美国专利第6，605，216B1号还披露了一种上流式多 层生物膜过滤装置，但是由于使用了比重比水大的滤料，因此设置了用于防 止因采用上流式而引起的滤料膨胀的装置和用于防止反冲洗引起的滤料膨 胀的机械装置，从而使运转工艺变得复杂，而且该装置只能作为单纯的过滤 装置，无法实现通过硝化及脱氮去除氮气的效果。
为此，中国专利申请公开CN 1834033A公开了一种利用上流式多层生 物膜过滤和浮游式生长组合工艺，用于除去氮、磷、难降解的有机物、以及 降低色度。该组合工艺适用于污水的深度处理，特别是可对净化水进行过滤， 从而保证了出水的品质。图1是CN 1834033A的污水深度处理工艺流程该污水深度处理装置包括厌氧池201、第一缺氧池202、第二缺氧池 203、好氧池204、沉淀池205、接触池206、以及生物膜过滤装置207,其 中在好氧池204内设置固定式滤料204a以强化硝化作用，并且生物膜过滤 装置207为上流式生物膜过滤装置。
其中，固定式滤料204a由聚乙烯制成，设置在好氧池204的底部，装 填量为好氧池204总体积的30%,其中固定式滤料204a呈纤毛状，规格为 宽是200mm、长是750mm,比重是1.2g/cm3,抗拉强度是700 kg/20cm。
但上述的利用上流式多层生物膜过滤和浮游式生长组合工艺的污水深 度处理装置是固定配置的，无法根据水质需要和场地要求进行灵活搭配，因 此存在一定的缺陷。
综合来看，现有的MBR基本上都是浸没式MBR,虽然与大多数传统 活性污泥法相比能耗有所降低，但其能耗仍很高；目前普遍采用的内置膜浸 没式MBR,其膜系统仅仅起到逆水分离的作用，而不能起到对活性污泥的 调控作用；膜的污染问题始终是一个难以解决的问题，采用错流技术虽然可 以在一定程度上降低膜的污染，但所需技术设备复杂、能耗高；膜维护过程 复杂，对设备、人员技术水平要求较高， 一般需要停工维护；多余污泥排放 量较大；并且，造价和运行成本也较高。
为解决现有污水处理装置存在的缺陷，本实用新型提供了一种利用侧流 式膜生物反应器(MBR)装置以及利用该装置处理污水的方法。

实用新型内容
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种利用侧流式 膜生物反应器装置用于除去COD、 BOD、 SS以及氮、磷、难降解的有机物、 以及降低色度。该组合工艺适用于污水的深度处理，从而保证了出水的品质。
本实用新型的一个方面提供了一种側流式膜生物反应器装置，依次包 括调节池，至少一个第一生物反应器，超滤系统，其中，所述第一生物反 应器包括第一好氧池、第一缺氧池、第一厌氧池，其特征在于所述超滤系 统进一步包括膜超滤装置、超滤反冲水罐，所述膜超滤装置具有中空的膜筒， 在所述膜筒中心设置有气体反沖管，在所述膜筒的下方设有滤过水收集仓， 所述膜筒与所述滤过水收集仓之间具有不透性隔板，多个U型中空纤维膜被 紧密排列在所述中空的膜筒的内壁与所述气体反冲管的外壁之间并开口向 下地封装于所述膜筒中，所述多个U型中空纤维膜的U型开口被不透性隔板封闭在所述滤过水收集仓内，所述多个u型中空纤维膜的开口向下的u型上 部顶端与所述中空的膜筒之间的空间形成储污仓，在所述膜筒的上方设有进 水口和/或反冲混合液出口 ，在所述膜筒的下方设有出水口和/或反冲混合液
进口 ；所述第 一生物反应器中还具有由所述第 一好氧池向所述第 一缺氧池流 动过程中形成部分水体回流的装置，在所述第一好氧池与所述第一缺氧池、 以及所述第一缺氧池与所述第一厌氧池之间的隔板上方形成溢流，由所述第 一厌氧池流出的液体经超滤给水泵流入所述超滤系统的膜超滤装置，经所述 反沖混合液出口流出的反沖混合液返流回到所述第 一生物反应器的所述第 一好氧池，所述第 一好氧池进一步包括带有第 一气体分布器的第 一进气管。
优选地，所述装置进一步包括第二生物反应器，所述第二生物反应器可 选包括第二好氧池、第二缺氧池、第二厌氧池，其中所述第二生物反应器中 还具有由所述第二好氧池向所述第二缺氧池或所述第二厌氧池流动过程中 形成部分水体回流的装置，所述膜超滤装置的所述反冲混合液进口与超滤反 沖水罐相连，其中所述气体反沖管连接有鼓风机，所述调节池为厌氧池，所 述第二好氧池进一步包括带有第二气体分布器的第二进气管，所述第一气体
分布器和第二气体分布器将压缩空气在所述第一进气管和可选的所述第二 进气管的出口处排入第一和第二好氧池进行曝气，经超滤给水泵流入所述超 滤系统的所述膜超滤装置的污水来自由所述第二厌氧池流出的液体，经所述 反沖混合液出口流出的反沖混合液返流回到所述第 一好氧池或可选的所述 第二好氧池，所述第一气体分布器远离所述第 一缺氧池而可选的第二气体分 布器远离可选的所述第二缺氧池。
更优选地，所述第一气体分布器和第二气体分布器将压缩空气在所述第 一进气管和可选的所述第二进气管的出口处沿所述第一和第二进气管内径 各点的切线方向甩出。
优选地，所述装置进一步包括第三生物反应器，所述第三生物反应器可 选包括第三好氧池、第三缺氧池、第三厌氧池，其中所述第三生物反应器中 还具有由所迷第三好氧池向所述第三缺氧池或笫三厌氧池流动过程中形成
部分水体回流的装置；以及可选包括第四生物反应器，所述第四生物反应器 可选包括第四好氧池、第四缺氧池、第四厌氧池，其中所述第四生物反应器 中还具有由所述第四好氧池向所述第四缺氧池或第四厌氧池流动过程中形 成部分水体回流的装置，经所述超滤给水泵流入所述超滤系统的所述膜超滤 装置的污水来自由所述第三厌氧池或第四厌氧池流出的液体。
优选地，由所述第 一好氧池向所述第 一缺氧池流动过程中形成部分水体 回流的装置为所述第 一好氧池与所述第 一缺氧池之间的隔板下方具有的狭缝，用于在所述第一好氧池与所述第一缺氧池之间形成部分7jC体回流，由所 述第二好氧池向所述第二缺氧池或所述第二厌氧池流动过程中形成部分水 体回流的装置是所述第二生物反应器可选包括的所述第二好氧池与所述第 二缺氧池或所述第二厌氧池之间的隔板下方具有的狭缝，用于在流动过程中 形成部分水体回流。
优选地，所述第一生物反应器，所述第二生物反应器，所述第三生物反 应器，所述第四生物反应器内的各个好氧池、各个缺氧池、各个厌氧池的反 应条件可以是相同的，也可以是不同的，所述反应条件根据欲处理的污水情 况而定。
优选地，进一步包括使反沖所述膜超滤装置后产生的混合液回流至所述 第一生物反应器中的所述第一好氧池的装置。
优选地，所述第一生物反应器、所述第二生物反应器、可选的所述第三 生物反应器、可选的所述第四生物反应器是一个整体的生物反应器组件。
优选地，所述第一生物反应器、所述第二生物反应器、可选的所述第三 生物反应器、可选的所述第四生物反应器是由单独的组件串接在一起的。
优选地，通过所述膜筒的下方设有的所述出水口排出的经处理后的排水 量与进入所述至少第 一生物反应器的污水的水量是相等的。
优选地，该側流式膜生物反应器装置，进一步包括控制系统，用于控制 原污水在所述至少第一生物反应器的所述第一好氧池、第一缺氧池、第一厌 氧池中的处理时间、在所述超滤系统的膜超滤装置中的处理时间、所述膜超 滤装置的液体反冲洗时间以及所述膜筒的气体反冲时间，以及上述各处理之 间的切换。
优选地，其中所述各处理时间和各处理之间的切换是依据原水水质和对 处理后7JC质的要求预设定的。
优选地，其中所述各处理时间和各处理之间的切换是根据实际需要手动 控制的。
优选地，其中所述原污水在所述至少第 一生物反应器中的处理时间与在 所述超滤系统的膜超滤装置中的处理时间、接着所述膜筒的气体反冲时间、 然后所述膜超滤装置的气水联合反冲洗等时间及上述各处理之间的切换均 是依原水水质和处理后的所要求水质的需要预设好的。
更优选地，其中所述原污水在所述至少第 一生物反应器中的处理时间与 在所述超滤系统的膜超滤装置中的处理时间、接着所述膜筒的气体反冲时间、然后所述膜超滤装置的气7JC联合反沖洗等时间以及上述各处理之间的切 换均是依原水水质和处理后的所要求水质的需要预设好的。
优选地，所述多个U型中空纤维膜的孔径为0.01-lpm。
优选地，所述多个U型中空纤维膜为内径为lmm、外径为2mm的中空 管状纤维膜，所述纤维膜的孔径为0.01 0.1iim。
优选地，所述狭缝为200 ~ 300 mm宽。
优选地，所述超滤给水泵是输水泵。
优选地，在该側流式膜生物反应器装置的至少第一生物反应器出口包括 一泵，用于将来自至少第一生物反应器的污泥返流回到至少第一生物反应器 的好氧池。更优选地，该泵为输水泵。
根据本实用新型的侧流式膜生物反应器装置和利用实用新型的侧流式 膜生物反应器装置的侧流式污水处理方法具有如下优点本实用新型的侧流 式膜生物反应器装置(MBR)以及利用其的侧流式污水处理方法是一种把高 效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型污水处理技术，它是把污水"二级 处理工艺"与"三级处理工艺，，合二为一的工艺，具有"1 + 1 > 2"的系统 优势，可用于有机物含量较高的市政和工业废水处理，是目前水处理高端技 术的典型代表。


本实用新型的上述目的和优点通过参照附图对其优选实施例的详细描 述将变得更加显而易见，其中
图1是CN 1834033A的污水深度处理工艺流程图2是在下流式脱氮过滤中氮气的截流状态示意图3是本实用新型的侧流式膜生物反应器装置的结构原理示意图4是图3所示的侧流式膜生物反应器装置中的膜超滤装置的纵剖图5是图4所示的膜超滤装置中的单个U型中空纤维膜(40-8-10)的 放大图。
具体实施方式
侧流复式膜生物>^应器(MBR)技术M词解释侧流——与活性污泥回《d目区别，在本实用新型中是指在水体运行 过程中存在与水体总体运行方向相异(或相反)的分支，且该分支实施全反 馈或全回流(或者或缺回流)过程。在本实用新型的污水处理方法运行过程 中存在两种侧流①超滤膜组件与泥水的分离，借助对超滤膜的反冲实现 高浓度的泥水混合液的全反馈或全回流(或者或缺回流)；②在生物反应器
部分中，7jC体由好氧区向缺氧区流动过程中形成的部分水体反馈的"环流"，
即部分回流。
复式——在本实用新型中是指在两个或多个生物反应器中，根据需 要选择好氧、缺氧、厌氧反应的全部或间或(即部分重复，且各部分的顺序 可以调整)多级重复运行，以达到更好的生化降解及除氮排磷效果。
侧流式膜生物反应器装置——在本实用新型中可解释为側流式膜生 物反应器装置(MBR)=生物反应器+膜过滤设备(或膜超滤装置)+反 沖程序及其所产生的混合液反馈及全反馈(侧流)+生化反应过程的側流。
侧流式膜生物反应器装置中的膜超滤装置——在本实用新型中是指由 固定封装放置在塑料管筒(即膜筒)内的中空纤维超滤膜构成的装置(参见 图4)。
储污仓(储泥仓或污泥仓)——在本实用新型中是指U型中空纤维超 滤膜(也称为膜丝)被以倒置的U型封装安置于膜筒内，其U型顶端与膜筒 之间预留出的空腔，用于緩冲储存污泥之用(参见图4)。
术语"可选地(或可选的)"——在本申请中是指其后的过程或要素或 部件可以发生或不发生、或者可以存在或不存在。
术语"处理池"是指任一生物反应器中的"好氧池"、"缺氧池"或"厌 氧池"的总称，可以根据需要表示上述任意一个。
术语"或缺回流"是与"全回流"相对的，是指部分回流而非全回流。
侧流式MBR装置的工作原理
1. 在本实用新型中，原水(即污水的来水)经至少第一生物反应器与 生物团接触(即通过曝气池、缺氧池或厌氧池)后在一定的压力下被输水泵 打入过滤系统(或超滤系统)中通过超滤膜过滤，实现了泥水分离。过滤后 的水被回用或排放，而活性污泥被截留在由倒扣的U型中空纤维超滤膜与膜 筒之间的空间构成的储泥仓中或附着在过滤膜的外表面。
2. 在本实用新型中，通过反沖，使反冲洗水与膜超滤装置中沉积的活 性污泥(包括储污仓内和膜表面li附的活性污泥)形成浓缩的混合液侧流。并且通过侧流全反馈实现污泥的循环。膜的高效截流作用，佳省i生物完全截
流并反馈回到第一生物反应器内，实现了生物反应器内水力停留时间(HRT) 和污泥龄(SRT)的完全分离并可调控，也就是说，活性污泥中的菌类的培
养时间是在各生物反应器中停留时间的总和，间接缩短了活性污泥中的菌类 的培养时间。
3. 在本实用新型中，进入生物反应器的污水量和经处理后的排水量可 以是相等的。而出水前过滤分离出来的活性污泥通过侧流全回流，可以满足 降解进水所需的活性污泥的补充。因此，侧流式膜生物反应器装置基本实现 了污泥定量控制或全回流。而在现有技术中，是通过不断重新补充活性污泥 来达到所需的菌群浓度的，因为活性污泥是所需菌群的载体。
4. 本实用新型的侧流的作用和一般污水处理装置的氧化沟中的混合液 回流作用有某些相似之处，但本实用新型中的侧流可以允许设计者更灵活地 根据需要来回用侧流所带来的活性污泥。如可以根据需要，用于整个生物 反应过程，或过程中的某个或某些环节，因而可以根据需要和现有技术中的 AO、 A20、 AOA等以及多级降解的新的生物反应器工艺组合成所需的MBR。
5. 本实用新型的侧流式MBR可通过同步硝化-反硝化来加强整个生物 反应过程，并不需要追求很高的污泥浓度(MLSS)，却能有效地去除COD、 BOD、氨氮、磷等。
下面，将参照附图对本实用新型的利用侧流式膜生物反应器装置以及利 用该装置的污水处理方法进行详细描述。
图3是本实用新型的側流式膜生物反应器装置的结构原理示意图；图4 是图3所示的侧流式膜生物反应器装置中的膜超滤装置的纵剖图。
如图3和图4所示，在一个具体实施方式
中，本实用新型的侧流式膜生 物反应器装置，依次包括调节池10-2,至少一个第一生物反应器20-0，超 滤系统40-0，其中，第一生物反应器20-0包括第一好氧池20-2、第一缺氧 池20-4、第 一厌氧池20-6,其中超滤系统40-0进一步包括膜超滤装置40-0-0、 超滤反沖水罐40-10-4,所述膜超滤装置40-0-0具有中空的膜筒40-8-64，在 膜筒40-8-64中心设置有气体反沖管40-8-30，在膜筒40-8-64的下方设有滤 过水收集仓40-8-48，膜筒40-8-64与滤过水收集仓40-8-48之间具有不透性 隔板，多个U型中空纤维膜40-8-10被紧密排列在中空的膜筒40-8-64的内 壁与气体反沖管40-8-30的外壁之间并开口向下地被封装于膜筒40-8-64中， 多个U型中空纤维膜40-8-10的U型开口被不透性隔板封闭在所述滤过水收 集仓40-8-48内，在多个U型中空纤维膜40-8-10的开口向下的U型顶端与中空的膜筒40-8-64之间的空间形成储污仓40-8-40，在膜筒40-8-64的上方 设有进水口 40-8-80和/或反沖混合液出口 40-8-90，在膜筒40-8-64的下方设 有出水口 40-8-50和/或反沖混合液进口 40-8-60;第一生物反应器20-0中还 具有由所述第一好氧池20-2向所述第一缺氧池20-4流动过程中形成部分水 体回流20-14的装置，在第一好氧池20-2与第一缺氧池20-4、以及第一缺氧 池20-4与第一厌氧池20-6之间的隔板上方形成溢流，由第一厌氧池20-6流 出的液体经超滤给水泵40-2流入超滤系统40-0的膜超滤装置40-0-0,经反 沖混合液出口 40-8-卯流出的反沖混合液返流回到第一生物反应器20-0的第 一好氧池20-2,第一好氧池20-2进一步包括带有第一气体分布器20-20的第 一进气管20-8。
在一个优选实施例中，本实用新型的侧流式膜生物反应器装置，进一步 包括第二生物反应器30-0，第二生物反应器30-0包括第二好氧池30-2、第 二缺氧池30-4、第二厌氧池30-6，其中第二生物反应器30-0中还具有由第 二好氧池30-2向第二缺氧池30-4或第二厌氧池30-6流动过程中形成部分水 体回流30-14的装置，膜超滤装置40-0的反冲混合液进口 40-8-60与超滤反 沖水罐40-10相连，其中气体反沖管40-8-30连接有鼓风机40-24，调节池10-2 兼具有厌氧池的功能，第二好氧池20-2进一步包括带有第二气体分布器 30-20的第二进气管30-8，第一气体分布器20-20和第二气体分布器30-20将 压缩空气在所述第一进气管20-8和所述第二进气管30-8的出口处排入第一 和第二好氧池进行曝气，沿第一和第二进气管内径各点的切线方向甩出，经 超滤给水泵40-2流入超滤系统40-0的膜超滤装置40-0-0的污水来自由第二 厌氧池30-6流出的液体，经反沖混合液出口 40-8-90流出的反沖混合液返流 回到第一好氧池20-2或第二好氧池30-2，第一气体分布器20-20远离第一缺 氧池20-4而第二气体分布器30-20远离第二缺氧池30-4。在一更优选实施例 中，第一气体分布器20-20和第二气体分布器30-20将压缩空气在第一进气 管20-8和第二进气管30-8的出口处沿第一和第二进气管内径各点的切线方 向甩出排入第 一和第二好氧池进行曝气。
在另一优选的实施例中，本实用新型的装置进一步包括第三生物反应 器，该第三生物反应器包括选自由第三好氧池、第三缺氧池、第三厌氧池构 成的组中的一个或多个处理池，其中所述第三生物反应器中还具有由所述第 三好氧池向所述第三缺氧池或第三厌氧池流动过程中形成部分水体回流的 装置。
在另一优选的实施例中，本实用新型的装置进一步包括第四生物反应 器，所述第四生物反应器选自由包括第四好氧池、第四缺氧池、第四厌氧池构成的组中的一个或多个处理池，其中所述第四生物反应器中还具有由所述 第四好氧池向所述第四缺氧池或第四厌氧池流动过程中形成部分水体回流 的装置。
在一更优选的实施例中，由第 一好氧池20-2向第 一缺氧池20-4流动过 程中形成部分水体回流20-14的装置为第一好氧池20-2与第一缺氧池20-4 之间的隔板下方具有的狭缝，用于在第一好氧池20-2与第一缺氧池20-4之 间形成部分水体回流20-14，由第二好氧池30-2向第二缺氧池30-4或第二厌 氧池30-6流动过程中形成部分水体回流30-14的装置是第二生物反应器30-0 可选包括的第二好氧池30-2与第二缺氧池30-4或第二厌氧池30-6之间的隔 ;tl下方具有的狭缝，用于在流动过程中形成部分水体回流30-14,其中第一 气体分布器20-20和第二气体分布器30-20将压缩空气在第一进气管20-8和 可选的第二进气管30-8的出口处沿第一和第二进气管内径各点的切线方向 甩出。
本领域技术人员应该理解，至少一个第一生物反应器20-0，第二生物反 应器30-0,第三生物反应器，第四生物反应器，以及更多的生物反应器可以 根据需要设置，其中的好氧池、缺氧池、厌氧池也可以根据需要处理的污水 的情况包括全部的好氧池、缺氧池、厌氧池或其中的部分处理池，并且其中 各个处理池的顺序可以互换。
在另一优选的实施例中，本实用新型的装置，其中第一生物反应器20-0, 第二生物反应器30-0，第三生物反应器，第四生物反应器内的各个好氧池、 各个缺氧池、各个厌氧池的反应条件可以是相同的，也可以是不同的，所述 反应条件根据欲处理的污水情况而定。
在另一优选的实施例中，本实用新型的侧流式膜生物反应器装置，进一 步包括使反沖所述膜超滤装置40-0-0后产生的混合液回流至所述第 一生物反 应器20-0中的所述第一好氧池20-2的装置。
在一个优选的实施例中，本实用新型的侧流式膜生物反应器装置，其中 所述第一生物反应器20-0、所述第二生物反应器30-0、可选的所述第三生物 反应器、可选的所述第四生物反应器是一个整体的生物反应器组件。
在另一优选的实施例中，本实用新型的侧流式膜生物反应器装置，其中 所述第一生物反应器20-0、所述第二生物反应器30-0、可选的所述第三生物 反应器、可选的所述第四生物反应器是由单独的组件串接在一起的。在另一优选的实施例中，本实用新型的侧流式膜生物反应器装置，其中
通过所述膜筒40-8-64的下方设有的所述出水口 40-8-50排出的经处理后的排 水量与进入所述至少第一生物反应器20-0的污水10-6的水量是相等的。
在另一优选的实施例中，本实用新型的侧流式膜生物反应器装置，进一 步包括控制系统，用于控制原污水10-4在至少第一生物反应器20-0的第一 好氧池20-2、第一缺氧池20-4、第一厌氧池20-6中的处理时间、在超滤系 统40-0的膜超滤装置40-0-0中的处理时间、膜超滤装置40-0-0的液体反冲 洗时间以及膜筒40-8-64的气体反沖时间，以及上述各处理之间的切换。
在一个优选的实施例中，其中所述各处理时间和各处理之间的切换是依 据原污水水质和对处理后水质的要求预设定的。
在另 一优选的实施例中，其中所述各处理时间和各处理之间的切换是依 据实际需要手动控制的。
在一个优选的实施例中，本实用新型的侧流式膜生物反应器装置，其中 原污水10-4在所迷至少第一生物反应器20-0中的处理时间与在所述超滤系 统40-0的膜超滤装置40-0-0中的处理时间依水质要求设定，例如在所述至 少第一生物反应器20-0中的处理时间可以为10~20小时，接着所述膜筒 40-8-64的气体反沖时间依水质要求进行设定，例如为0.5~2分钟，优选30 秒，然后所述膜超滤装置40-0-0的液体反沖洗与所述膜筒40-8-64同时进行 的气液联合反冲洗的时间也依水质要求进行设定，例如为0.5 2分钟，优选 30秒，并且上述各处理之间的切换是预设好的。
在一个优选的实施例中，多个U型中空纤维膜40-8-10的孔径为 O.Ol-lpm，其是可商购的任何中空管状纤维，例如为内径为1 ~ 10mm、外径 为2 ~ 20mm的中空管状纤维膜。
在一个更优选的实施例中，多个U型中空纤维膜40-8-10的孔径为 O.Ol-O.lpm，其为商购的内径为lmm、外径为2mm的中空管状纤维膜。
在一个优选的实施例中，在各生物反应器内的各处理池之间的狭缝为 200-300,宽。
在一个优选的实施例中，其中所述超滤给水泵40-2为输水泵。
在本实用新型的另 一具体实施例中，还提供了 一种侧流式污水处理方 法，利用上述的侧流式膜生物反应器装置，所述污水处理方法包括以下步骤
将欲处理的原污水10-4流经调节池10-2，在所述调节池10-2中调节适 宜的pH值，同时兼有在厌氧条件下使污泥进行初沉的作用；然后使经pH调节的污水顺次流入至少第 一生物反应器20-0的第 一好氧 池20-2、第一缺氧池20-4、第一厌氧池20-6,其中在由所述第一好氧池20-2 向所述第 一缺氧池20-4流动过程中形成部分水体的回流20-14;
使流经所述至少第一生物反应器20-0的第一厌氧池20-6的污水在一定 的压力下被超滤给水泵40-2泵入超滤系统40-0的膜超滤装置40-0中进行超 滤，其中经处理的污水进入在所述膜超滤装置40-0-0的膜筒40-8-64的下方 设有的滤过水收集仓40-8-48中，流经超滤反沖水罐40-10后被部分排出， 活性污泥被截留在所述膜超滤装置40-0的多个U型中空纤维膜40-8-10的开 口向下的U型顶端与中空膜筒40-8-64之间的空间形成的储污仓40-8-40中 或粘附于中空纤维膜外表面。
在一优选的实施例中，侧流式污水处理方法，进一步包括
将滞留于所述超滤反沖水罐40-10的经处理的污水40-10-4利用在所述 膜筒40-8-64的下方设置的反沖混合液进口 40-8-60泵入所述膜超滤装置 40-0-0内，所述经处理的污水40-10-4作为反沖洗水沖洗所述储污仓40-8-40 中沉积的活性污泥和所述多个U型中空纤维膜40-8-10外表面黏附的活性污 泥，并形成浓缩的反沖混合液40-8-90,所述反沖混合液40-8-90侧流反馈入 所述至少第一生物反应器20-0的第一好氧池20-2内或依需要指定的上述生 化反应器的任意处理池内。
在另 一优选的实施例中，利用本实用新型的侧流式膜生物反应器装置的 侧流式污水处理方法，进一步包括
在将滞留于所述超滤反沖水罐40-10的经处理的污水40-10-4利用在所 述膜筒40-8-64的下方设置的反冲混合液进口 40-8-60泵入所述膜超滤装置 40-0-0中的同时，通过在所述膜筒40-8-64中心设置的气体反冲管40-8-84鼓 入空气，进一步除去所述储污仓40-8-40中沉积的活性污泥和所述中空纤维 膜40-8-10外表面黏附的活性污泥，其中通过所述气体反沖管40-8-84鼓入的 所述空气仅在由所述膜筒40-8-64的内壁、多个U型中空纤维膜40-8-10的 外壁以及将所述多个U型中空纤维膜40-8-10的U型开口封闭在滤过水收集 仓40-8-48中的不透性隔板之间振荡而不进入多个U型中空纤维膜40-8-10 的内部。
在另一优选的实施例中，利用本实用新型的侧流式膜生物反应器装置的 侧流式污水处理方法，其中所述气体反冲管40-8-84鼓入的空气由连接于所 述气体反沖管40-8-84的鼓风机40-24鼓入。在一更优选的实施例中，利用本实用新型的侧流式膜生物反应器装置的
侧流式污水处理方法，其中将所述原污水10-4供给调节池10-2进行pH调节， 同时使所述原污水10-4在所述调节池10-2中进行污泥初沉，并发生释放磷 的反应，同时将所述原污水10-4中的部分有机物降解；
将经所述调节池10-2处理的污水引入所述至少第一生物反应器20-0的 第一好氧池20-2中，在所述第一好氧池20-2中，使经所述调节池10-2处理 的污水中剩余的有机物被微生物生化氧化而继续下降，而磷随着聚磷菌的过 量摄取，也以较快的速度下降；
将经所述第一好氧池20-2处理的污水引入所述至少第一生物反应器 20-0的第一缺氧池20-4中，在所述第一缺氧池20-4中进行反硝化脱氮，同 时除去经所述调节池10-2处理的污水中剩余的大部分有^/L物，其中经所述第 一好氧池20-2处理的污水在引入所述至少第一生物反应器20-0的第一缺氧 池20-4的过程中有部分回流入所述第 一好氧池20-2;
将经所述第一缺氧池20-4处理的污水引到所述至少第一生物反应器 20-0的第一厌氧池20-6中，在所述第一厌氧池20-6中进一步进行反硝化脱 氮，同时除去经所述第一缺氧池20-4处理的污水中剩余的有机物；
将经所述至少第一生物反应器20-0的第一厌氧池20-6处理的污水进一 步流入所述第二生物反应器30-0的第二好氧池30-2中，在所述第二好氧池 30-2中，使经所述第一缺氧池20-4或第一厌氧池20-6处理的污水中剩余的 有机物被微生物生化氧化而继续下降，而磷随聚磷菌的过量摄取，也继续快 速下降；
将经所述第二好氧池30-2处理的污水引入所述第二生物反应器30-0的 第二缺氧池30-4或第二厌氧池30-6中，在所述第二缺氧池30-4或第二厌氧 池30-6中继续进行反硝化脱氮以除去污水中剩余的大部分有机物，其中经所 述第二好氧池30-2处理的污水在引入所述第二生物反应器30-0的第二缺氧 池30-4或第二厌氧池30-6的过程中有部分回流入所述第二好氧池30-2;
将经所述第二缺氧池30-4处理的污水引到所述第二生物反应器30-0的 第二厌氧池30-6中，在所述第二厌氧池30-6中进一步进行反硝化脱氮，同 时除去经所述第二缺氧池30-4处理的污水中剩余的有机物；
被所述超滤给水泵40-2泵入所述超滤系统40-0的膜超滤装置40-0-0中 进行超滤的污水来自由所述第一厌氧池20-6或所述第二厌氧池30-6排出的 污水，将所述第 一厌氧池20-6和所述第二厌氧池30-6中的污泥与所述储污仓 40-8-40中沉积的活性污泥和所述多个U型中空纤维膜40-8-10外表面翁附的 活性污泥通过反冲回流入所述第一生物反应器20-0的第一好氧池20-2中、 或依需要指定的上述任一生化反应器的任意处理池中。
在一更优选的实施例中，利用本实用新型的侧流式膜生物反应器装置的 側流式污水处理方法，其中对供给所述调节池10-2的所述原污水10-4进行 pH调节，使pH达到6.5 ~ 8之间。
在一更优选的实施例中，利用本实用新型的侧流式膜生物反应器装置的 侧流式污水处理方法，其中所述原污水10-4在所述至少第一生物反应器20-0 中的处理时间与在所迷超滤系统40-0的膜超滤装置40-0-0中的处理时间视 原水水质和处理后的水质要求而异，接着所述膜筒40-8-64的气体反冲时间、 然后所述膜超滤装置40-0-0的气水联合反沖洗等时间、以及上述各处理之间 的切换均是依原水水质和处理后的7K质要求所需预设好的。
在一更为优选的实施例中，利用本实用新型的侧流式膜生物反应器装置 的侧流式污水处理方法，其中所述原污水10-4在至少第一生物反应器20-0 中的处理时间与在所迷超滤系统40-0的膜超滤装置40-0-0中的处理时间依 水质要求设定，例如在第一生物反应器20-0的第一好氧池20-2中的处理时 间在4小时以上，在第一厌氧池20-4中的处理时间在10小时以上，在第一 缺氧池20-4中的处理时间在4小时以上，接着通过气体反冲管40-8-84鼓入 的空气对所述膜筒40-8-64的气体反冲时间为0.5~2分钟，例如30秒钟，然 后利用在膜筒40-8-64下方设置的反冲混合液进口 40-8-60将经处理的污水泵 入膜超滤装置40-0-0内对所述膜超滤装置40-0-0的液体反沖洗时间为0.5 2 分钟，例如为30秒钟，并且上述各处理之间的切换是通过控制系统预设好 的。
由于采用本实用新型的側流式膜生物反应器装置，当污水从进水处进入 到膜管内时，污泥等大部分停留在储污仓，仅有很少一部分会进入到膜与膜 中间和膜管的底部，这对于膜的清洗非常有益；鼓风机或气泵通过气体反沖 管向膜筒内注入空气(空气不穿越中空纤维膜壁，不到达膜内腔，而仅流荡 于膜筒内腔与膜外壁之间)，空气的振荡流动冲击使膜表面黏附的污泥疏松、 脱落，有利于反沖洗时将污泥清洗的更彻底。
本实用新型的侧流式MBR的优点
通过和传统的活性污泥法及生物膜法比较，本实用新型的侧流式MBR 工艺有以下优点作为死端膜组件(即中空的u型膜纤维)的特点，其出水水质标准高，
品质稳定。膜表面孔径只有1~0.1微米，能够高效地进行固液分离，悬浮物 和浊度都接近于零，可直接回用；
运行控制更加灵活稳定。膜的高效截流作用，使活性污泥和微生物完全 截流并反馈在反应器内，实现了反应器水力停留时间(hrt)和污泥龄(srt) 的完全分离；水力停留时间短，污泥(有机大分子胶料)停留时间长；微生 物浓度、生化效率大幅度提高。
对水质水量的变化适应力强，耐冲击负荷强。解决了传统活性污泥法造 成的沉淀部分对最大生物浓度的限制，反应器内的微生物浓度高；同时側流 式mbr可通过同步硝化-反硝化来加强整个生物反应过程，并不单纯追求很 高的mlss，这是由于本实用新型的侧流式膜生物反应器装置中的活性污泥 随所形成的浓缩反沖混合液返流入至少第 一生物反应器的第 一好氧池内，使 得好氧池中始终保持一定浓度的活性污泥，同时还能有效地去除cod、bod、 氨氮、磷等。
除磷脱氮效果好。有利于增殖緩慢的硝化细菌及其它细菌的截流、生长 和繁殖，系统硝化效率、cod去除率等各项指标得以提高，反应时间也大大 缩短；同时大的有机物被截留在池内，保证其被继续降解；
有机物去除率高。膜分离使污水中的大分子难降解成分在体积有限的生 物反应器内有足够的停留时间，有利于专性菌的培养，例如利用商购的活性 污泥在需要处理的污水中进行驯化，从而使驯化后的菌群适于处理该污水， 大大提高了难降解有机物的降解效率，cod去除率高；
模块化设计，适应性强，易于扩容或进行工艺调整，可以根据来水的情 况和外排污水的要求可以采用单生物反应器、双生物反应器、三生物反应器 或四生物反应器，优选为双生物反应器，其中后续生物反应器中的好氧池、 缺氧池和厌氧池是否存在及其排列顺序是可变的，根据来水的情况和外排污 水的要求来决定，但是应该注意，在进入超滤系统之前的生物反应器最后排 列的应为厌氧池，只是因为厌氧池中污水进行静置，减少了过滤污水中的污 泥量；
系统采用plc控制，可实现全程自动化控制，运行管理方便，在本实 用新型的侧流式膜生物反应器装置中包括控制系统，可以对污泥反沖进行自 动控制；中空膜的材质为聚丙烯腈，寿命长，抗污染性强，易清洗，价格低廉， 适于污水处理。化学性能稳定，抗氧化性强，并且在需要时可采用常用的氧
化性药剂清洗；
本实用新型的側流式膜生物反应器装置中实现了污泥的全回流，使得污 泥龄长，污泥量少。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄条件下运行， 剩余污泥排放量极低；
采用低压过滤，定时周期程序化地进行气体反沖和气水联合反沖洗、其 中气体反沖与气水联合反沖洗可以顺序进行，可以先进行气体反沖0.1 ~ 10 分钟，例如0.3 3分钟，优选0.5 1分钟，使储泥仓中的污泥和附着在中 空纤维膜表面的污泥疏松，然后进行气水联合反冲洗0.1 ~ 10分钟，例如0.3 ~ 3分钟，优选0.5~1分钟，还可以根据中空纤维膜的表面污染情况进行程序 化增强反沖洗(即增加气体反冲洗和气水联合反沖洗的强度和时间)、增强 化学反沖洗(在反沖水罐中加入常用的化学试剂来进行反沖洗)，以确保膜 污染达到最低水平。同时大幅度降低能耗。
本实用新型的侧流式膜生物反应器装置容积负荷高，占地少；启动快， 操作筒便，不受污泥膨胀的影响；可省去二沉池，污泥浓缩与消毒池。
本实用新型的侧流式MBR的适用性
高效低压超滤运行，减少膜表面污染。
设计紧凑，体积小，并且灵活，可以根据污水的实际情况以及处理后的 污水的要求进行设计，决定所需要的生物反应器的数量。
能耗低(较浸没式膜反应器相比大幅度降低能耗)，与传统处理系统相 比，可节省50%的能耗。本实用新型的给水输水泵为加压泵，加压泵的能耗 远低于抽吸泵，并且传统的浸没式膜反应器通常需要使用一组抽吸泵，每个 抽吸泵仅能进行若干个中空纤维膜的抽吸，本实用新型比传统浸没式膜反应 器相比大幅度减低了能耗，同时，本实用新型又使膜污染问题大幅度减轻(低 压给水对膜形成的污染强度远低于高压或抽吸泵吸水给膜造成的污染强 度)，并且本实用新型中，污泥仅存在由开口向下的U型中空纤维膜的顶部 与塑料膜筒的内壁之间的空间构成的储泥仓中以及粘附在紧密排列的U型 中空纤维膜的外表面上。
低造价和低运行成本，清洗简单，运行费用低。无异味。高负荷处理能力强。污泥排放量很低，甚至在某些条件下几乎没有污泥排放量，减少了处理
的费用。完全去除悬浮物和细菌。在一个MBR内能同时去除悬浮物、细菌 和降解COD、 BOD、氨氮、总氮和总磷。无污泥膨胀问题。启动系统快。 可以根据要求在好氧、缺氧、厌氧等条件下操作。更方便项目改建和改建设 计。超滤系统(或膜过滤系统)中的膜超滤装置可代替活性污泥法中的二次 沉降池去除悬浮固体、有机物，制备无菌水。可截留硝化菌及大分子有机物， 延长其在反应器内的停留时间，可提高氮的去除率和有^4勿降解。
能够在程序化空气、过滤水、和化学自动反冲洗的条件下长期运行，膜 过滤取水形式，可适应根据需要从好氧、缺氧、厌氧任意部位取水。
即使各种反沖洗失效，也只是膜孔变小。不会引起出水质量问题。
对膜的维护不会影响膜过滤系统(或膜超滤系统)外的生物反应，因而 可以在低氧条件下操作；膜超滤装置不但完成泥水分离，而且完成对污泥的 收集。因而可以通过反冲混合液的合理利用，实现污泥使用的依需要合理调 控。
本实用新型的侧流式膜生物反应器同时适应新建和改造项目发展的需 求。适应水资源匮乏使社会对水的合理利用提出的新的要求，并使污水排放 标准提高了。
由于本实用新型的側流式MBR使用输水(加压)式的膜设备，改建项 目不需要建设膜过滤池等不必要的设施，也不需要原设施停产。
与改建或新建每一个工程都需要专业的浸没式膜设备安装队伍相比，采 用本实用新型的侧流式膜生物反应器装置，污水厂改建承包商只需购买膜设 备和具备简单的设备安装知识。施工简单，工期缩短，易于维护。
与浸没式膜生物反应器相比，本实用新型的侧流式膜生物反应器装置的 造价要低20%到30%，但设备性能却更好。
由于本实用新型的侧流式膜生物反应器装置可以在厌氧、缺氧、或好氧 的条件下工作，给了生物反应器设计者更大的设计空间。
气体反冲与汽水联合反沖结构，使得当污水从进水口进入到膜筒内时， 污泥等大部分停留在储污仓，很少一部分会进入到膜与膜中间和膜筒的底 部，这对于减小膜污染和膜的清洗非常有益；
鼓风机或气泵通过气体反冲管向膜筒内注入空气(空气不穿越中空纤维 膜壁，不到达膜内腔，仅流荡于膜筒内腔与膜外壁之间)，空气的振荡流动 沖击使膜表面黏附的污泥疏松、脱落，有利于反沖洗时将污泥清洗的更彻底。同时，空气进入膜筒中进行气体反沖对膜纤维表面还可起到类似小气泡 维护的作用。
膜过滤系统的侧流，不仅可以起到泥水分离的作用，使泥龄和水力停留 时间彻底分离，互不相关，也就是说，污泥龄为从设备开车或运行过程中添 加新的污泥开始计算，而水力停留时间则为每个污水处理周期的时间总和， 使得污泥龄远大于水力停留时间。而且，还能借助膜反沖洗实现高浓度泥水 混合液反馈或全反馈，起到对活性污泥和活性污泥生化反应的调控作用。
在生物反应器部分中，水体依生物反应器的结构，由好氧区向缺氧区流 动过程中形成的部分水体反馈"环流"是又一项侧流技术。它进一步使水体的
生化反应时间达到可控。泥龄与水体生化反应时间的"可控"，使得MBR水 处理技术的可控程度达到了 一个新的水平。同时由于流体力学规律的作用， 流体的变化也会给生化反应带来一些变化。
由于侧流技术的应用，使生化处理过程没有必要以追求较高的MLSS 来达到较高的生化效果。因此，多余污泥排放量很低，甚至在某些条件下几 乎可以做到没有多余污泥排放量。
本实用新型的侧流式膜生物反应器装置进行了气体反冲洗、气7K联合反 沖洗和化学反沖洗，以及增强化学反冲洗技术的应用，并且其可以根据需要 设定于整个MBR正常运行程序之中，它可以使得膜长期处于高通量状态， 使MBR的运行可以保持在高效运行之中；同时使膜维护过程变得极其简单， 不需要任何复杂的设备和高技术水平的人员， 一般无需停工。
生化反应器中，由于本实用新型的侧流式膜生物反应器装置的结构特点 (如图3的结构原理图)及间歇曝气技术的应用， 一方面可以依需要调节好 氧、厌氧反应，有效的提高处理效率；另一方面使好氧区与缺氧区、厌氧区 会存在短时间的落差，对于水质较恶劣的污水经曝气后会产生大量气泡浮于 表面，气泡会流动覆盖于各区域表面，在一定程度上可以抑制异味气体的散 发，使异味小。
下面结合实施例，对本实用新型进行进一步阐述，并且不会因此限制本 实用新型的保护范围。
实施例
本实用新型的实施例是基于中试装置进行的各种试验，如图3所示，将 其安装在废水处理工厂。
实施例1在本实施例中，本实用新型的侧流式膜生物反应器装置如图3所示，其中将膜超滤(或过滤)装置40-0-0设置成如图4所示的组件，其中开口向下的多个U型中空纤维膜紧密排列被封装在一膜筒中。
如图3和图4所示，本实用新型的側流式膜生物反应器装置，依次包括调节池10-2、至少一个第一生物反应器20-0，第二生物反应器3(M),膜超滤系统40-0,其中，膜超滤系统40-0进一步包括膜超滤装置40-0-0、超滤反沖水罐40-10-4,所述膜超滤装置40-0-0具有中空的膜筒40-8-64，在膜筒40-8-64中心设置有气体反沖管40-8-30,在膜筒40-8-64的下方设有滤过水收集仓40-8-48，膜筒40-8-64与滤过水收集仓40-8-48之间具有不透性隔板，多个U型中空纤维膜40-8-10被紧密排列在中空的膜筒40-8-64的内壁与气体反冲管40-8-30的外壁之间并开口向下地被封装于膜筒40-8-64中，多个U型中空纤维膜40-8-10的U型开口被不透性隔板封闭在所述滤过水收集仓40-8-48内，在多个U型中空纤维膜40-8-10的开口向下的U型顶端与中空的膜筒40-8-64之间的空间形成储污仓40-8-40。
第一生物反应器20-0包括第一好氧池20-2、第一缺氧池20-4、第一厌氧池20-6，第二生物反应器30-0包括第二好氧池30-2、第二缺氧池30-4、第二厌氧池30-6，在膜筒40-8-64的上方设有进水口 40-8-80和/或反冲混合液出口 40-8-90,在膜筒40-8-64的下方设有出水口 40-8-50和/或反冲混合液进口 40-8-60;在第 一生物反应器20-0中所述第 一好氧池20-2与所述第 一缺氧池20-4之间的不透性隔板的下部具有一狭缝，该狭缝的高度为约200-300mm，从而在所述第一好氧池20-2向所述第一缺氧池20-4的流动过程中形成部分水体回流20-14。在第二生物反应器30-0的第二好氧池30-2与第二缺氧池30-4或第二厌氧池30-6之间的不透性隔板的下部也具有一狭缝，该狭缝的高度为约200-300 mm，从而在所述第二好氧池30-2向所述第二缺氧池30-4或第二厌氧池30-6的流动过程中形成部分水体回流30-14,在第一好氧池20-2与第 一缺氧池20-4、以及第 一缺氧池20-4与第 一厌氧池20-6之间的隔板上方形成溢流，在第二好氧池30-2与第二缺氧池30-4、以及第二缺氧池30-4与第二厌氧池30-6之间的隔板上方形成溢流，并且在超滤系统40-0中的膜超滤装置40-0-0的反沖混合液进口 40-8-60与超滤反冲水罐40-10相连，其中气体反沖管40-8-30连接有鼓风机40-24。由第 一厌氧池20-6流出的液体经超滤给水泵40-2流入超滤系统40-0的膜超滤装置40-0-0,经反沖混合液出口 40-8-卯流出的反沖混合液返流回到第一生物反应器20-0的第一好氧池20-2，第一好氧池20-2还包括带有第一气体分布器20-20的第一进气管20-8，第二好氧池20-2还包括带有第二气体分布器30-20的第二进气管30-8,第一气体分布器20-20和第二气体分布器30-20将压缩空气在第一进气管20-8和第二进气管30-8的出口处沿第一和第二进气管内径各点的切线方向甩出排入第一和第二好氧池进行曝气，经超滤给水泵40-2流入超滤系统40-0的膜超滤装置40-0-0的污水来自由第二厌氧池30-6流出的液体，经反沖混合液出口 40-8-90流出的反沖混合液返流回到第一好氧池20-2或第二好氧池30-2,第一气体分布器20-20远离第一缺氧池20-4而第二气体分布器30-20远离第二缺氧池30-4。
在本实用新型的侧流式膜生物反应器装置中，还包括必要的流量计、必要的阀门、回流或输送管道、输水泵、污泥循环泵等配件，以上均是本领域技术人员所熟知的。
实施例2
在本实施例中，利用本实用新型的侧流式膜生物反应器装置的的側流式污水处理方法如图3所示，其中将膜超滤(或过滤)装置40-0-0设置成如图4的组件，其中开口向下的多个U型中空纤维膜紧密排列^皮封装在一膜筒中。
如图3和图4所示，利用本实用新型的侧流式膜生物反应器装置的侧流式污水处理方法，包括
将所述原污水10-4供给调节池10-2,使所述原污水10-4在所述调节池10-2中调节pH值，使pH达到6.5 8,同时进行原污水的污泥初沉，并发生释放磷的反应，同时将所述原污水10-4中的部分有机物降解；
将经所述调节池10-2处理的污水引入所述至少第一生物反应器20-0的第一好氧池20-2中，在所述第一好氧池20-2中，使经所述调节池10-2处理的污水中剩余的有机物被微生物生化氧化而继续下降，而磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降；
将经所述第一好氧池20-2处理的污水溢流入所述至少第一生物反应器20-0的第一缺氧池20-4中，通过第一气体分布器20-20将压缩空气在第一进气管20-8的出口处沿第一进气管内径各点的切线方向甩出，在所述第一缺氧池20-4中进行反硝化脱氮，同时除去经所述调节池10-2处理的污水中剩余的大部分有机物，其中经所述第一好氧池20-2处理的污水在引入所述至少第一生物反应器20-0的第一缺氧池20-4的过程中，在第一好氧池20-2与第一缺氧池20-4的不透性隔板下方设置有一 200 ~ 300 mm的狭缝，使得部分第一缺氧池20-4的污水回流入所述第一好氧池20-2;将经所述第一缺氧池20-4处理的污水溢流到所述至少第一生物反应器20-0的第一厌氧池20-6中，在所述第一厌氧池20-6中进一步进行反贿化脱氮，同时除去经所述第一缺氧池20-4处理的污水中剩余的有机物；
将经所述至少第一生物反应器20-0的第一厌氧池20-6处理的污水进一步溢流入(或泵入)所述第二生物反应器30-0的第二好氧池30-2中，在所述第二好氧池30-2中通过第二气体分布器30-20将压缩空气在第二进气管30-8的出口处沿第二进气管内径各点的切线方向甩出，使经所述第一缺氧池20-4或第一厌氧池20-6处理的污水中剩余的有机物被微生物生化氧化而继续下降，而磷随聚磷菌的过量摄取，也继续快速下降；
将经所述第二好氧池30-2处理的污水溢流入所述第二生物反应器30-0的第二缺氧池30-4中，在所述第二缺氧池30-4中继续进行反硝化脱氮以除去污水中剩余的大部分有机物，其中经所述第二好氧池30-2处理的污水在溢流入所述第二生物反应器320-0的第二缺氧池30-4的过程中，在第二好氧池30-2与第二缺氧池30-4的不透性隔板下方设置有一 200-300 mm的狭缝，使得部分第二缺氧池30-4的污水回流入所述第二好氧池30-2;
将经所述第二缺氧池30-4处理的污水溢流到所述第二生物反应器30-0的第二厌氧池30-6中，在所述笫二厌氧池30-6中进一步进行反硝化脱氮，同时除去经所述第二缺氧池30-4处理的污水中剩余的有机物；
由第二厌氧池30-6流出的液体经超滤给水泵40-2泵入所述超滤系统40-0的膜超滤装置40-0-0，其中污泥被储存在由多个U型中空纤维膜40-8-10的开口向下的u型顶端与中空的膜筒40-8-64之间的空间形成储污仓40-8-40,流出的净水流入超滤反沖水罐40-10-4被排放，上述各过程共运行10分钟。
然后，通过控制系统将压缩空气通过反冲空气入口 40-8-84经气体反冲管40-8-30鼓入中空的膜筒40-8-64的内壁、封闭滤过水收集仓40-8-48的不透性隔板与多个U型中空纤维膜40-8-10的外壁与气体反沖管40-8-30的外壁之间的空间内，使储污仓40-8-40中沉积的与多个U型中空纤维膜40-8-10的外壁上沉积的污泥疏松，共运行l分钟；
接着，将超滤反沖水罐40-10-4中的净水通过超滤反沖泵40-2经反冲混合液进口 40-8-60泵入膜超滤装置40-0-0进行反冲洗，同时压缩空气仍通过气体反冲管40-8-30鼓入中空的膜筒40-8-64的内壁、封闭滤过水收集仓40-8-48的不透性隔板与多个U型中空纤维膜40-8-10的外壁与气体反沖管40-8-30的外壁之间的空间内，共运行1分钟。然后，将经反沖混合液出口 40-8-卯流出的反冲混合液返流回到所述第一生物反应器20-0的第一好氧池20-2内。
然后又开始上述的4喿作循环。
还可以根据生物反应器中累计的污泥量(以不堵塞第一缺氧池20-4与第一厌氧池20-6之间的狭缝、第二好氧池30-2与第二缺氧池30-4之间的狭缝以及第二缺氧池30-4与第二厌氧池30-6之间的狭缝为限)，利用污泥循环泵40-2将第一厌氧池20-6和所述第二厌氧池30-6中的污泥与储污仓40-8-40中沉积的活性污泥和中空纤维膜40-8-10外表面黏附的活性污泥反冲回流入所述第一生物反应器20-0的第一好氧池20-2中或上述任一生物反应器的任一处理池中。
上述的操作时间可以根据污水的来水情况和对净水的要求加以改变。还可以根据中空膜的污染情况进行化学清洗等处理，所使用的药剂和方法是本领域公知的，在此不再赘述。
采用本实用新型的侧流式膜生物反应器装置及利用本实用新型的侧流式膜生物反应器装置的污水深度处理方法，有效地提高了脱氮、除磷、脱除难溶有机物的效果，并且省略了二沉池。从而更进一步地体现了本实用新型的先进性。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
28主要组件符号说明
10-2调节池 10-4原污水 20-0第一生物反应器
30-0第二生物反应器20-2第一好氧池20-4第一缺氧池
20-6第一厌氧池30-2第二好氧池 30-4第二缺氧池
30-6第二厌氧池40-0超滤系统 40-0-0膜超滤装置
40-10-4超滤反沖7jc罐40-8-44隔板40-8-48滤过水收集仓
40-8-64膜筒 40-8-10中空纤维膜40-8-40储污仓
40-8-80进水口 40-8-50出水口 40-8-60反冲混合液进口
20-14第一好氧池部分水体回流 30-14第二好氧池部分水体回流
40-10超滤反冲水罐40-8-30气体反冲管40-24鼓风机
40-6流量计 40-4调节阀20-8第一进气管
20-20第一气体分布器 10-6进水 20-10气体鼓泡
30-8第二进气管 30-20第二气体分布器 20-14第一回流
50-10污泥排出管道 30-14第二回流
40-2泵(如超滤给水泵、超滤反沖泵或污泥循环泵)
40-8-84反冲空气入口 40-50第一污水回流
40-60第二污水回流 40-90第三污水回流。
权利要求1. 一种侧流式膜生物反应器装置，依次包括调节池(10-2)，至少一个第一生物反应器(20-0)，超滤系统(40-0)，其中，所述第一生物反应器(20-0)包括第一好氧池(20-2)、第一缺氧池(20-4)、第一厌氧池(20-6)，其特征在于所述超滤系统(40-0)进一步包括膜超滤装置(40-0-0)、超滤反冲水罐(40-10-4)，所述膜超滤装置(40-0-0)具有中空的膜筒(40-8-64)，在所述膜筒(40-8-64)中心设置有气体反冲管(40-8-30)，在所述膜筒(40-8-64)的下方设有滤过水收集仓(40-8-48)，所述膜筒(40-8-64)与所述滤过水收集仓(40-8-48)之间具有不透性隔板，多个U型中空纤维膜(40-8-10)被紧密排列在所述中空的膜筒(40-8-64)的内壁与所述气体反冲管(40-8-30)的外壁之间并开口向下地封装于所述膜筒(40-8-64)中，所述多个U型中空纤维膜(40-8-10)的U型开口被不透性隔板封闭在所述滤过水收集仓(40-8-48)内，所述多个U型中空纤维膜(40-8-10)的开口向下的U型上部顶端与所述中空的膜筒(40-8-64)之间的空间形成储污仓(40-8-40)，在所述膜筒(40-8-64)的上方设有进水口(40-8-80)和/或反冲混合液出口(40-8-90)，在所述膜筒(40-8-64)的下方设有出水口(40-8-50)和/或反冲混合液进口(40-8-60)；所述第一生物反应器(20-0)中还具有由所述第一好氧池(20-2)向所述第一缺氧池(20-4)流动过程中形成部分水体回流(20-14)的装置，在所述第一好氧池(20-2)与所述第一缺氧池(20-4)、以及所述第一缺氧池(20-4)与所述第一厌氧池(20-6)之间的隔板上方形成溢流，由所述第一厌氧池(20-6)流出的液体经超滤给水泵(40-2)流入所述超滤系统(40-0)的膜超滤装置(40-0-0)，经所述反冲混合液出口(40-8-90)流出的反冲混合液返流回到所述第一生物反应器(20-0)的所述第一好氧池(20-2)，所述第一好氧池(20-2)进一步包括带有第一气体分布器(20-20)的第一进气管(20-8)。
2. 根据权利要求1所述的侧流式膜生物反应器装置，其特征在于，所述 装置进一步包括第二生物反应器(30-0),所述第二生物反应器(30-0) 可选包括第二好氧池(30-2)、第二缺氧池(30-4)、第二厌氧池(30-6), 其中所述第二生物反应器(30-0)中还具有由所述第二好氧池(30-2) 向所述第二缺氧池(30-4)或所述第二厌氧池(30-6)流动过程中形成 部分水体回流(30-14)的装置，所述膜超滤装置(40-0)的所述反冲 混合液进口 (40-8-60)与超滤反沖水罐(40-10)相连，其中所述气体 反沖管(40-8-30)连接有鼓风机(40-24),所述调节池(10-2)兼具 有厌氧池的功能，所述第二好氧池(20-2)进一步包括带有第二气体 分布器(30-20)的第二进气管(30-8),所述第一气体分布器(20-20) 和第二气体分布器(30-20)将压缩空气在所述第一进气管(20-8)和 可选的所述第二进气管(30-8)的出口处排入所述第一和第二好氧池 进行曝气，经超滤给水泵(40-2)流入所述超滤系统(40-0)的所述膜 超滤装置(40-0-0)的污水来自由所述第二厌氧池(30-6 )流出的液体， 经所述反冲混合液出口 (40-8-卯)流出的反冲混合液返流回到所述第 一好氧池(20-2)或可选的所述第二好氧池(30-2),所述第一气体分 布器(20-20)远离所述第一缺氧池(20-4)而可选的第二气体分布器(30-20)远离可选的所述第二缺氧池(30-4)。
3. 根据权利要求2所述的侧流式膜生物反应器装置，其特征在于，所述 装置进一步包括第三生物反应器，所述第三生物反应器可选包括第三 好氧池、第三缺氧池、第三厌氧池，其中所述第三生物反应器中还具 有由所述第三好氧池向所述第三缺氧池或第三厌氧池流动过程中形成 部分水体回流的装置；以及可选包括第四生物反应器，所述第四生物 反应器可选包括第四好氧池、第四缺氧池、第四厌氧池，其中所述第 四生物反应器中还具有由所述第四好氧池向所述第四缺氧池或第四厌 氧池流动过程中形成部分水体回流的装置，经所述超滤给水泵(40-2) 流入所述超滤系统(40-0)的所述膜超滤装置(40-0-0)的污水来自由 所述第三厌氧池或第四厌氧池流出的液体。
4. 根据权利要求2所述的側流式膜生物反应器装置，其特征在于，由所 述第一好氧池(20-2)向所述第一缺氧池(20-4)流动过程中形成部分 水体回流(20-14)的装置为所述第一好氧池(20-2)与所述第一缺氧 池(20-4)之间的隔板下方具有的狭缝，用于在所述第一好氧池(20-2 ) 与所述第一缺氧池(20-4)之间形成部分水体回流(20-14 )，由所述第 二好氧池(30-2 )向所述第二缺氧池(30-4)或所述第二厌氧池(30-6 ) 流动过程中形成部分水体回流(30-14)的装置是所述第二生物反应器(30-0)可选包括的所述第二好氧池(30-2 )与所述第二缺氧池(30-4 ) 或所述第二厌氧池(30-6)之间的隔板下方具有的狭缝，用于在流动 过程中形成部分水体回流(30-14),其中所述第一气体分布器(20-20) 和第二气体分布器(30-20)将压缩空气在所述第一进气管(20-8)和 可选的所述第二进气管(30-8)的出口处沿所述第一和第二进气管内 径各点的切线方向甩出。
5. 根据权利要求3所述的侧流式膜生物反应器装置，其特征在于，所述 第一生物反应器(20-0)，所述第二生物反应器(30-0),所述第三生物 反应器，所述第四生物反应器内的各个好氧池、各个缺氧池、各个厌 氧池的反应条件可以是相同的，也可以是不同的，所述反应条件根据 欲处理的污水情况而定。
6. 根据权利要求1 ~ 5任一项所述的侧流式膜生物反应器装置，其特征在 于，进一步包括佳反沖所述膜超滤装置(40-0-0)后产生的混合液回流 至所述第一生物反应器(20-0)中的所述第一好氧池(20-2)的装置。
7. 根据权利要求3 ~ 5任一项所述的侧流式膜生物反应器装置，其特征在 于，所述第一生物反应器(20-0)、所述第二生物反应器(30-0)、可选 的所述第三生物反应器、可选的所述第四生物反应器是一个整体的生 物反应器组件或是单独的组件串接在一起的。
8. 根据权利要求1 ~ 5任一项所述的侧流式膜生物反应器装置，其特征在 于，通过所述膜筒(40-8-64)的下方设有的所述出水口 (40-8-50)排出的经处理后的排水量与进入所述至少第一生物反应器(20-0)的污 水(10-6)的水量是相等的。
9. 根据权利要求1 ~ 5任一项所述的侧流式膜生物反应器装置，进一步包 括控制系统，用于控制原污水(10-4 )在所述至少第 一生物反应器(20-0 ) 的所述第 一好氧池(20-2 )、第 一缺氧池(20-4 )、第 一厌氧池(20-6 ) 中的处理时间、在所述超滤系统(40-0)的膜超滤装置(40-0-0)中的 处理时间、所述膜超滤装置(40-0-0)的液体反沖洗时间以及所述膜筒(40-8-64)的气体反沖时间，以及上述各处理之间的切换。
10. 根据权利要求9所述的侧流式膜生物反应器装置，其中所述各处理时 间和各处理之间的切换或者依据原水水质和对处理后水质的要求预设 定的，或者根据实际需要手动控制。
11. 根据权利要求1 ~ 5任一项所述的侧流式膜生物反应器装置，其特征在 于，所述多个U型中空纤维膜(40-8-10)的孔径为0.01-l(xm。
12. 根据权利要求4~5任一项所述的侧流式膜生物反应器装置，其特征在于，所述狭缝为200 ~ 300 mm宽。
13. 根据权利要求1 ~ 5任一项所述的侧流式膜生物反应器装置，其中所述 超滤给水泵(40-2)为输水泵。
专利摘要本实用新型提供了一种侧流式膜生物反应器装置，该装置依次包括调节池(10-2)、至少一个第一生物反应器(20-0)，超滤系统(40-0)，其中，所述第一生物反应器(20-0)包括第一好氧池(20-2)、第一缺氧池(20-4)、第一厌氧池(20-6)，其中超滤系统(40-0)还包括膜超滤装置(40-0-0)、超滤反冲水罐(40-10-4)，在膜筒(40-8-64)中心设置有气体反冲管(40-8-30)，在膜筒(40-8-64)的下方设有滤过水收集仓(40-8-48)，所述膜筒(40-8-64)与滤过水收集仓(40-8-48)之间具有不透性隔板，多个U型中空纤维膜(40-8-10)被紧密排列在中空的膜筒(40-8-64)的内壁与气体反冲管(40-8-30)的外壁之间并开口向下地封装于膜筒(40-8-64)中，并与中空的膜筒形成储污仓(40-8-40)。本实用新型利用至少一个侧流式生物反应器装置和包括气体反冲洗、气水联合反冲洗及化学膜清洗系统的侧流式膜超滤装置实现了组合污水处理。
文档编号C02F3/30GK201305510SQ200820123758
公开日2009年9月9日 申请日期2008年11月19日 优先权日2008年11月19日
发明者刘晓雷, 周建冬, 王凯民 申请人:北京渭黄天安环保科技有限公司