低能耗膜生物反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及膜過濾和污水處理技術領域，特別涉及一種低能耗膜生物反應器。
【背景技術】
[0002]人類在近幾十年的活動對地球環(huán)境造成了災難性的污染。人類需要在未來幾十年的時間內減少和清理這些污染。其中水污染是最重要的問題之一。在減少和清理水污染的努力中，創(chuàng)新的污水處理技術尤為重要。
[0003]將膜過濾與活性污泥污水處理法相結合產生了膜生物反應器(MBR)技術。迄今為止只有好活性污泥法與膜過濾結合獲得了較廣泛的應用。好氧MBR污水處理技術比傳統(tǒng)的好氧活性污泥法池容效率更高、產水質量更有保證。然而MBR目前存在眾多技術問題，好氧MBR技術需要“生化曝氣”以提供好氧反應需要的氧氣，還需要“膜氣沖洗曝氣”用以降低膜表面污染，同時還需要在生化池與膜池之間使用“液體循環(huán)栗”，這三方面能耗使得好氧MBR技術耗能較高。據(jù)報道MBR工藝中膜氣沖洗曝氣、生化曝氣、液體循環(huán)栗及其他耗能分別占總耗能的約45%、30%、10%和15%。傳統(tǒng)好氧MBR氧氣總利用率一般低于5%。
[0004]中國專利(專利號20180450526.0)氣升式氧化溝型膜生物反應器中處理單元沿水流方向依次形成缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū);所述好氧區(qū)包括第一曝氣區(qū)、第二曝氣區(qū)和分離區(qū)，膜過濾裝置設置在第一曝氣區(qū)內；運行時分別向第一曝氣區(qū)和第二曝氣區(qū)內曝氣，較高曝氣強度的膜沖洗曝氣產生的氣升水流推動氧化溝水流，節(jié)約了液體循環(huán)栗。但是其能量消耗仍然包括了第一曝氣區(qū)中的膜氣沖洗曝氣和第二曝氣區(qū)的生化曝氣能耗。
[0005]中國專利申請(申請?zhí)?01510312899.5)—種雙向液流沖刷的浸沒式膜過濾裝置包括一膜池、至少一組膜堆、一個位于膜堆頂部的導流圍板、其中所述膜堆由至少兩個等高并緊靠一起的膜列組成;使用時向一個膜列爆氣，而另一個膜列不爆氣，曝氣膜列內的液體在氣提作用下向上流，直至該膜列頂端，該向上液流在所述導流圍板作用下轉向，并經不曝氣的膜列向下流;一段時間切換曝氣膜列和不曝氣膜列，從而實現(xiàn)膜的雙向液流沖刷。該裝置節(jié)約了約50%的膜氣沖洗耗能，但是膜氣沖洗動能在膜池內被消耗。這一技術方案沒有解決膜池與生化反應池之間的耦合，沒有將膜沖洗曝氣中的氧氣充分利用，仍然需要生化曝氣和液體循環(huán)栗的耗能。
[0006]本實用新型的目的是要將MBR膜氣沖洗曝氣節(jié)約50%，避免使用液體循環(huán)栗、取消或減低生物曝氣，揭示一種低能耗膜生物反應器，節(jié)能效果約超過50 %。

【發(fā)明內容】

[0007]為了達到以上目的，本實用新型低能耗膜生物反應器(LEMB，LEMBR)(LoW Energyconsumpt1n Membrane B1reactor)包括一個反應池、位于所述反應池中有至少一縱向隔斷、所述隔斷將所述反應池分隔成的反應區(qū)和膜池，在所述膜池內與所述縱向隔斷垂直設至少一縱向膜池隔斷，該膜池隔斷將膜池分隔成相等的膜池A和膜池B，所述膜池隔斷頂端顯著低于反應池頂端，膜池A和膜池B中部分別設有至少一膜組件；在所述隔斷底部聯(lián)通所述反應區(qū)與膜池A設有至少一聯(lián)通通道A;在所述隔斷底部聯(lián)通所述反應區(qū)與膜池B設有至少一聯(lián)通通道B;在所述反應區(qū)內設有至少一反應區(qū)隔斷，所述反應區(qū)隔斷將所述反應區(qū)分隔成至少一反應渠;所述反應渠將所述膜池A下設的至少一聯(lián)通通道A與所述膜池B下設的至少一聯(lián)通通道B聯(lián)通;膜池A和膜池B底部分別設有曝氣裝置A和曝氣裝置B，所述曝氣裝置A和曝氣裝置B分別與至少一進氣管路聯(lián)接;至少一個產水管路分別與位于膜池A和膜池B內的膜組件產水管路聯(lián)接;所述反應池上設置的至少一進水管路、至少一溢流管路、至少一排泥管路;所述溢流管路位于所述反應池上部并限定了反應區(qū)水位;低能耗膜生物反應器還包括必要的水栗、風機、閥門、儀表、膜清洗系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。
[0008]所述反應渠內還包括至少一個上流導流板，上流導流板高度低于所述反應區(qū)水位。
[0009]所述反應渠內在相鄰兩個上流導流板之間設有一下流導流板，下流導流板底部設有水流通道。
[0010]所述反應區(qū)內設有生物填料。
[0011]使用低能耗膜生物反應器的低能耗膜生物反應污水處理方法，包括通過開啟曝氣裝置A向所述膜池A下部均勻曝氣，曝氣強度滿足膜池A膜沖洗曝氣強度要求，關閉曝氣裝置B停止向所述膜池B下部曝氣;氣提水流在膜池A向上流，膜池A水位在氣提作用下被提升，膜池A內膜表面被上向水流沖洗;在氣提作用下膜池B水位低于膜池A水位，氣提水流自膜池A越過膜池隔斷頂端進入膜池B，然后向下流，膜池B內膜表面被下向水流沖洗;氣提水流經位于所述膜池B底部聯(lián)通通道B進入反應渠并延反應渠流動，然后經膜池A下設的聯(lián)通通道A進入膜池A底部，并在膜池A中被氣提提升，實現(xiàn)氣提循環(huán);產水經膜過濾由至少一產水管路產出；定時切換曝氣，即開啟曝氣裝置B，向所述膜池B下部均勻曝氣，關閉曝氣裝置A，停止向所述膜池A下部曝氣，實現(xiàn)對所述膜組件的雙向沖洗和反應區(qū)溝渠內水流方向轉換。
[0012]氣提水流在膜池A獲得溶解氧，溶解氧在此后水流流經膜池B和反應渠過程中被逐步消耗，依次形成好氧、缺氧甚至厭氧環(huán)境，再次進入膜池A底部時水流中溶解氧匱乏，有利于氣體氧的溶解傳質過程。氣提循環(huán)流量通常是處理流量的幾十倍以上，因此污水在該生物反應器中多次循環(huán)，并不斷將膜沖洗曝氣中的氧氣帶入反應渠，所以一般情況下不需要專門的生化曝氣。
[0013]低能耗膜生物反應器在所述反應區(qū)底部還設有反應池微孔曝氣裝置。
[0014]使用該種包含反應池微孔曝氣裝置的低能耗膜生物反應器的污水處理方法與上述的低能耗膜生物反應污水處理方法基本相同，不同之處在于還啟動反應池微孔曝氣裝置。
[0015]低能耗膜生物反應器及污水處理方法的有益效果包括，將膜沖洗曝氣量節(jié)約50%，將生物曝氣量節(jié)約100%，將液體循環(huán)栗耗能節(jié)約100%，總體節(jié)能約為傳統(tǒng)MBR膜系統(tǒng)的62.5%，節(jié)能效果顯著;反應渠內延水流方向氣提水流中的溶解氧逐步降低，實現(xiàn)了同步硝化和反硝化，由于好氧、缺氧甚至厭氧環(huán)境的同時作用，剩余生物污泥得到有效降解。
[0016]針對污染嚴重的污水，本低能耗膜生物反應器需要開啟反應池微孔曝氣裝置，曝氣量約為傳統(tǒng)MBR系統(tǒng)處理此類水時生化曝氣量的25-30%。
【附圖說明】
[0017]圖1第一種低能耗膜生物反應器俯視原理示意圖
[0018]圖2第二種低能耗膜生物反應器俯視原理示意圖
[0019]圖3第三種低能耗膜生物反應器俯視原理示意圖
[0020]圖4第一種、第二種和第三種低能耗膜生物反應器AA剖面原理示意圖[0021 ]圖5第一種、第二種和第三種低能耗膜生物反應器BB剖面原理示意圖
[0022]圖6第四種低能耗膜生物反應器俯視原理示意圖
[0023]圖7第四種低能耗膜生物反應器CC剖面原理示意圖
[0024]圖中:1.反應池，2.隔斷，4.反應區(qū)，5.反應渠，6.膜池，6A.膜池A，6B.膜池B，7A.聯(lián)通通道A，7B.聯(lián)通通道B，8.膜池隔斷，9.反應器隔斷，10.進水管路，11.溢流管路，20.產水管路，23.上流導流板，24.下流導流板，30.排泥管路，40.進氣管路，41A.曝氣裝置A，41B.曝氣裝置B ,81.反應器水位，82.膜池B水位，83.膜池A水位，100.膜組件。
[0025]為簡明起見圖中忽略了必要的水栗、風機、閥門、流量計，膜清洗系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0026]參見圖1至圖7，第一至第四種低能耗膜生物反應器，其特征在于包括一個反應池
(1)、位于所述反應池(I)中有至少一縱向隔斷(2)、所述隔斷(2)將所述反應池(I)分隔成