本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，涉及一種模塊化硝化反硝化膜生物反應(yīng)器裝置。

背景技術(shù)：

膜生物反應(yīng)器作為一種高效實用的污水處理裝置，已廣泛應(yīng)用于市政污水和多種有機(jī)工業(yè)廢水處理。它結(jié)合了傳統(tǒng)生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)的優(yōu)點，充分利用超濾膜對微生物的有效截留，可有效抵抗有機(jī)負(fù)荷、溫差變化造成的沖擊，保證系統(tǒng)長期可靠、穩(wěn)定的運行。

傳統(tǒng)的生物脫氮工藝通常采用前置反硝化或后置反硝化，使污水在水平方向通過厭氧—缺氧—好氧區(qū)實現(xiàn)氮的去除，為達(dá)到更好的脫氮效果，往往需要設(shè)置回流裝置將好氧區(qū)混合液回流至前端，這種傳統(tǒng)工藝一方面占地面積大，土建費用高，另一方面需要設(shè)置專門的提升裝置，不僅能耗高，后期維護(hù)費用也高，同時，傳統(tǒng)工藝一旦發(fā)生故障，往往需要停機(jī)檢修，無法保證出水水質(zhì)，這些缺點限制了平板膜在水處理尤其是大型項目中的進(jìn)一步應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種模塊化硝化反硝化膜生物反應(yīng)器裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種模塊化硝化反硝化膜生物反應(yīng)器，包括模塊，模塊內(nèi)左側(cè)為硝化反硝化反應(yīng)區(qū)，硝化反硝化反應(yīng)區(qū)內(nèi)豎直方向上設(shè)置有密度遞減的生物填料，模塊內(nèi)右側(cè)為膜生物反應(yīng)區(qū)，膜生物反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)置有膜箱，膜箱內(nèi)設(shè)有膜元件，膜生物反應(yīng)區(qū)內(nèi)膜箱下方設(shè)置有曝氣箱，污水在硝化反硝化反應(yīng)區(qū)內(nèi)的流向為從上到下，污水在膜生物反應(yīng)區(qū)內(nèi)的流向為從下到上，強(qiáng)化脫氮后的污水在模塊內(nèi)部下方從硝化反硝化反應(yīng)區(qū)流向膜生物反應(yīng)區(qū)高效降解有機(jī)物。

進(jìn)一步的，所述曝氣箱底部設(shè)置有曝氣管，曝氣管通過出風(fēng)管與鼓風(fēng)機(jī)連接，從曝氣管出來的氣體與污水發(fā)生氣水混合，混合后的污水中溶解氧升高，膜箱中活性污泥具有極高的生物多樣性，含有溶解氧的污水在此與好氧微生物進(jìn)一步接觸，在生物轉(zhuǎn)化作用下，進(jìn)一步去除污水中的有機(jī)物，轉(zhuǎn)化氨氮等。

進(jìn)一步的，所述膜箱上部設(shè)置有抽吸管，膜元件分別與抽吸管的一端連接，抽吸管另外一端與出水自吸泵連接，經(jīng)過處理后的水，在自吸泵的作用下，通過膜箱頂部的抽吸管分離膜生物反應(yīng)區(qū)的混合液，將處理干凈的水通過抽吸管流出膜生物反應(yīng)區(qū)得到凈化水。

進(jìn)一步的，所述膜箱與加藥裝置通過管道連接，加藥裝置包括加藥泵與清洗藥箱，清洗藥箱內(nèi)部設(shè)置有清洗液，清洗藥箱與加藥泵管道連接，加藥泵與膜箱通過管道連接，加藥泵將清洗藥箱內(nèi)的清洗液沖入膜箱內(nèi)部，清洗液用于去除膜片表面的污染物，膜元件在清洗液中浸泡一段時間即可恢復(fù)膜片的通透能力。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明將硝化反硝化反應(yīng)區(qū)與膜生物反應(yīng)區(qū)集合成一個模塊，可通過模塊間的組合適應(yīng)各種形式的場地，滿足各種污水處理規(guī)模的要求；而每個模塊都是獨立的處理單元，檢修時互不影響，可完全實現(xiàn)全年不間斷出水，供水可靠性大大提升，系統(tǒng)穩(wěn)定運行周期長，拓展了MBR工程的應(yīng)用范圍；

(2)通過在硝化反硝化反應(yīng)區(qū)豎直方向上設(shè)置密度遞減的生物填料，沿水流方向形成垂直的好氧—缺氧區(qū)，取代了傳統(tǒng)工藝水平方向依次通過各構(gòu)筑物，至少節(jié)約了60％的占地空間；

(3)隨著硝化反硝化反應(yīng)區(qū)生物填料的密度遞減，溶解氧量在豎直方向遞減，污水可在此區(qū)域進(jìn)行充分徹底的硝化反硝化反應(yīng)，實現(xiàn)強(qiáng)化脫氮，隨后進(jìn)入膜生物反應(yīng)區(qū)高效降解有機(jī)物，出水水質(zhì)得到保障；

(4)膜生物反應(yīng)區(qū)混合液的回流無需使用污泥提升泵，利用的是鼓風(fēng)機(jī)的富余風(fēng)量形成氣壓差，促使氣水回流至硝化反硝化反應(yīng)區(qū)，既節(jié)省了設(shè)備成本，又充分利用了膜生物反應(yīng)區(qū)內(nèi)高濃度活性污泥及溶解氧，節(jié)能的同時大大降低了后期維護(hù)、管理費用。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明：

圖1為本發(fā)明實施例所述的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例所述的生物反應(yīng)器同一反應(yīng)池的布置方式圖；

圖3為本發(fā)明實施例所述的生物反應(yīng)器獨立反應(yīng)池的布置方式圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-模塊；2-鼓風(fēng)機(jī)；3-自吸泵；4-硝化反硝化反應(yīng)區(qū)；5-膜生物反應(yīng)區(qū)；6-生物填料；7-膜箱；8-膜元件；9-曝氣箱；10-抽吸管；11-曝氣管；12-鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)管；13清洗藥箱；14-加藥泵；15-進(jìn)水口；16-排水口。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明創(chuàng)造中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明創(chuàng)造和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明創(chuàng)造的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明創(chuàng)造中的具體含義。

下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示，圖1中實線為水管，虛線為風(fēng)管，點劃線為加藥管，短箭頭是風(fēng)的流向，長箭頭是水的流向，一種模塊化硝化反硝化膜生物反應(yīng)器，包括模塊1，模塊1內(nèi)左側(cè)為硝化反硝化反應(yīng)區(qū)4，硝化反硝化反應(yīng)區(qū)4內(nèi)豎直方向上設(shè)置有密度遞減的生物填料6，污水從硝化反硝化反應(yīng)區(qū)4上方的進(jìn)水口15流入，硝化反硝化反應(yīng)區(qū)4形成沿水流方向的好氧—缺氧區(qū)，污水在此區(qū)域?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)化脫氮，模塊1內(nèi)右側(cè)為膜生物反應(yīng)區(qū)5，膜生物反應(yīng)區(qū)5內(nèi)設(shè)置有膜箱7，膜箱7內(nèi)設(shè)有膜元件8，污水在此區(qū)域高效降解有機(jī)物。膜生物反應(yīng)區(qū)5內(nèi)膜箱7下方設(shè)置有曝氣箱9，曝氣箱9底部設(shè)置有“豐”型曝氣管11，曝氣管11通過鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)管12與鼓風(fēng)機(jī)2連接。污水在硝化反硝化反應(yīng)區(qū)4內(nèi)的流向為從上到下，污水在膜生物反應(yīng)區(qū)5內(nèi)的流向為從下到上，強(qiáng)化脫氮后的污水在模塊1內(nèi)部下方從硝化反硝化反應(yīng)區(qū)4流向膜生物反應(yīng)區(qū)5。

膜箱7上部設(shè)置有抽吸管10，抽吸管10一端與膜元件8分別連接，抽吸管10另外一端與出水自吸泵3連接，處理后的水，在自吸泵3的作用下，通過膜箱7頂部的抽吸管10分離膜生物反應(yīng)區(qū)5的混合液，將處理干凈的水通過抽吸管10流出膜生物反應(yīng)區(qū)5，從自吸泵3的排水口16得到凈化水。

膜箱7與加藥裝置通過管道連接，加藥裝置包括加藥泵14與清洗藥箱13，清洗藥箱13內(nèi)部設(shè)置有清洗液，清洗藥箱13與加藥泵14管道連接，加藥泵14與膜箱7通過管道連接，加藥泵14將清洗藥箱13內(nèi)的清洗液沖入膜箱7內(nèi)部，清洗液用于去除膜片表面的污染物，膜元件8在清洗液中浸泡一段時間即可恢復(fù)膜片的通透能力，保證出水水量。

如圖2所示，模塊化硝化反硝化膜生物反應(yīng)器并聯(lián)的設(shè)置在同一反應(yīng)池內(nèi)，污水從進(jìn)水口15流入，凈化后的水從排水口16排出。

如圖3所示，模塊化硝化反硝化膜生物反應(yīng)器分別設(shè)置在獨立的反應(yīng)池內(nèi)，污水從進(jìn)水口15流入，從排水口16排出。

本發(fā)明的工作原理：

使用時，污水采用多點進(jìn)水，分別接入各模塊化硝化反硝化膜生物反應(yīng)器的硝化反硝化反應(yīng)區(qū)4后，污水均勻撒布在生物填料6上，生物填料6沿水流方向自上而下裝填密度遞減。進(jìn)水與來自膜生物反應(yīng)區(qū)5的氣水回流介質(zhì)混合，與吸附在上層生物填料6上的微生物發(fā)生好氧反應(yīng)，此階段充分利用了膜生物反應(yīng)區(qū)5的高溶解氧、高濃度活性污泥和生物多樣性，降解部分有機(jī)物的同時消耗了大量溶解氧；隨著污水在重力作用下持續(xù)下行，溶解氧不斷被消耗，逐步形成有利的缺氧環(huán)境，污水中的硝酸鹽及亞硝酸鹽在吸附于生物填料6上的反硝化菌作用下，進(jìn)行充分徹底的反硝化，使混合液中的NO₃^-快速轉(zhuǎn)化為N₂；隨后，由于曝氣管11不斷向上發(fā)出巨大氣流，在硝化反硝化反應(yīng)區(qū)4與膜生物反應(yīng)區(qū)5的底部造成強(qiáng)大的氣壓差，促使強(qiáng)化脫氮處理后的污水被抽入膜生物反應(yīng)區(qū)5內(nèi)，與此同時，污水與曝氣管11的氣體發(fā)生混合，混合后的污水中溶解氧升高，氣水混合物自下而上進(jìn)入膜箱7，膜箱7中活性污泥濃度可達(dá)到8000～20000mg/L，具有極高的生物多樣性，含有溶解氧的污水在此與好氧微生物進(jìn)一步接觸，在膜生物轉(zhuǎn)化作用下，進(jìn)一步去除污水中的有機(jī)物，轉(zhuǎn)化氨氮等；處理后的水，在自吸泵3的作用下，通過膜元件8頂部的抽吸管10分離膜生物反應(yīng)區(qū)5內(nèi)的混合液，將處理干凈的水通過抽吸管10流出膜生物反應(yīng)區(qū)5得到凈化后的水。

本發(fā)明創(chuàng)造模塊化硝化反硝化膜生物反應(yīng)器裝置(英文簡稱DN--MBR)的機(jī)電設(shè)備的運行由PLC控制箱控制，通過PLC控制箱對自吸泵3進(jìn)行時間控制，自吸泵3按照一定規(guī)律間歇運行，PLC控制箱可根據(jù)需要設(shè)定自吸泵3的啟停時間，主要是為了實現(xiàn)對膜元件8的保護(hù)，減緩膜元件8在實際使用中受到膜污染，影響其出水水量；PLC控制箱還對鼓風(fēng)機(jī)2和加藥泵14實行控制，保證其安全、高效的運行。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。