本發明專利技術提供一種利用生化技術和膜分離技術處理廢水的設備，特別涉及一種自吸式射流噴頭曝氣外置式膜生物反應器廢水處理設備。該設備由集成生物反應器、自吸式射流噴頭曝氣單元和外置式膜分離單元組成。本發明專利技術集成深層曝氣、生物流化床、射流曝氣、膜分離及SBR脫氮除磷工藝等多種水處理技術的優點，氧轉移利用效率高，不需鼓風曝氣設備，剩余污泥少，可實現低能耗下長時間穩定運行。該設備出水水質好，工藝緊湊，占地面積小，設備投資少，便于檢修維護，易于實現自動控制，在廢水處理及回用領域有較好的應用前景。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于利用生化技術和膜分離技術處理廢水的設備，特別涉及一種自吸式射流曝氣外置式膜生物反應器廢水處理設備。
技術介紹
膜生物反應器為傳統活性污泥法與膜分離技術的結合。活性污泥中微生物對原水中有機物進行生物降解，達到去除有機物的目的。膜分離單元代替了傳統工藝中的二沉池，可以截留原水中的固體懸浮物、膠體物質等，保證優質而穩定的出水水質。膜生物反應器與傳統水處理工藝相比有以下優勢占地面積小，僅為傳統工藝的1/3 1/2 ;出水水質好，可 回用；濁度明顯低于傳統工藝，對于大腸菌、噬菌體和有毒的微污染物的去除很明顯；生物處理單元中污泥濃度高，泥齡長，對有機物去除率高；對于氮磷污染物有較高的去除效果；與傳統工藝相比，膜生物反應器產生的剩余污泥量少，降低了對剩余污泥處置的費用。膜生物反應器工藝簡單、體積小、運行管理方便、易于實現自動控制。按照膜組件和生物反應器的相對位置，膜生物反應器分為淹沒式膜生物反應器和外置式膜生物反應器。外置式膜生物反應器把生物反應器與膜組件分開放置，生物反應器的混合液經增壓后進入膜組件，在壓力作用下透過膜得到系統出水，活性污泥則被截留，并隨濃縮液回流到生物反應器內(圖5)。外置式膜生物反應器特點是運行穩定可靠，易于膜的清洗、更換及增設，而且膜通量普遍較大。但是，公知的外置式膜生物反應器多采用鼓風曝氣為活性污泥提供新陳代謝所需要的空氣，并起攪拌混合作用。為生物反應池配置鼓風曝氣系統需要昂貴的投資，與高造價的膜分離設備一起造成了膜生物反應器系統固定投資過高。鼓風曝氣過程需消耗大量能量，也不易進行脫氮工藝操作。一般條件下，為減少污染物在膜表面的沉積，延長膜的清洗周期，外置的膜分離單元需要循環泵提供較高的膜面錯流流速，水流循環量大、動力費用高，據報道，現有公知的外置式膜生物反應器單位能耗很高，一般在3 5kWh/m3，約是普通活性污泥法的10 15倍。膜生物反應器利用膜分離的濃縮特性提高生物反應池的污泥濃度，從而增加生物反應池的去除能力，但污泥濃度過高易于形成膜污染，在一定條件下，污泥濃度越高，膜通量越低；有研究認為，膜面錯流速度并非越高越好，膜面流速的增加使得膜表面污染層變薄，有可能會造成不可逆的污染，并且泵的高速旋轉產生的剪切力會使某些微生物菌體產生失活現象。因此，應設法對現有外置式膜生物反應器廢水處理技術進行改進，解決目前公知外置式膜生物反應器投資高、運行費用高等問題。
技術實現思路
本專利技術目的在于克服公知的外置式膜生物反應器投資高、運行費用高等缺陷，提供一種易于操作和維護、投資運行費用較低的自吸式射流噴頭曝氣外置式膜生物反應器。本專利技術所述設備由集成生物反應器、外置式膜分離單元和自吸式射流噴頭曝氣單元組成。所述的集成生物反應器由位于下部的深層曝氣生化反應池和上部的脫氣池組成。在生化反應池中設置有中心導流內筒，導流內筒為降流管，池壁與內筒間的環形通道為升流管，循環加壓泵吸水口布置在脫氣池中，自吸式射流噴頭(3)出水口向下，安裝在內筒上部中心位置，原水進水口安裝在自吸式射流噴頭(3)下方。所述的外置式膜分離單元由膜組件、循環加壓泵、膜組件清洗裝置、管道、閥門、儀表及電氣控制等組成；所述膜組件采用外置式過濾形式，過濾孔徑在O. I O. 4 μ m間(微濾)和O. 05 O. I μ m間(超濾)；膜組件配置必要的膜組件清洗裝置，根據需要該裝置可以跟膜生物反應器結合成一整套設備，也可以設計成移動式設備，實現一套清洗裝置服務多個膜生物反應器裝置。本專利技術自吸式射流噴頭曝氣外置式膜生物反應器處理廢水工藝流程為待處理的廢水首先由原水進水口(11)進入深層曝氣生化反應池中心導流筒上部自吸式射流噴頭(3)下方；循環加壓泵產生的經膜組件濃縮的高壓循環液經自吸式射流噴頭(3)曝氣后射入反應池中心導流筒，使射流噴頭下方形成高速紊流剪切區，射流噴頭利用高壓循環液經過噴頭產生負壓吸入空氣并使其分散成微小氣泡，夾帶射流噴頭下方的進水形成富含氧氣和活性污泥的混合液沿著中心導流筒向下流動，同時進行高效好氧生化反應，到達反應器底部后，又經環形升流管向上返流到達環形升流管頂部，此時混合液中大部分氧氣被生化反應消耗，其中一部分混合液再經剪切向下射流，如此循環往復運行，于是，污水被反復充氧，氣泡和微生物菌膠團被不斷剪切細化，形成致密細小的絮凝體，在往復循環過程中進行高效生化反應，廢水中的有機污染物質得到降解；以上為生化反應循環過程。另一部分混合液進入脫氣池，脫去混合液中的大氣泡，以利于進入膜分離循環系統進行射流曝氣；同時，混合液中的污泥會有部分沉到脫氣池底，經脫氣池帶坡度的池底污泥回流槽滑落到生化反應池中心導流筒，繼續參與生化循環過程，此過程可降低進入膜分離單元的循環液污泥濃度，有利于減輕膜污染；脫氣和泥水分離后的混合液經循環加壓泵增壓后進入膜組件進行過濾分離，過濾后的濃縮液經射流噴頭曝氣后進入生化池中心導流筒繼續生化循環過程，膜分離系統透過液即為系統出水；以上為膜分離循環過程。以上兩個過程連續運行，循環往復，即可實現連續進出水并使廢水中有機物被好氧氧化而得以凈化。本專利技術的有益效果在于I.在外置式膜分離單元循環液出口設置自吸式射流噴頭曝氣代替鼓風曝氣，節省曝氣系統設備投資，自吸式射流噴頭結構簡單、造價低、維護檢修便捷。2.利用循環加壓泵富余能量和射流噴頭進行曝氣，省去鼓風曝氣過程消耗的大量能量，生化反應池集成了生物流化床和深層曝氣兩種水處理工藝的優點，反應器內污泥呈懸浮流化狀態，使混合液泥水氣三相混合更均勻，氧的傳遞效率更高，提高生化反應效率，所以反應器總能耗較低，降低了噸水處理運行成本。3.大部分生化循環混合液從升流管進入脫氣池脫去大氣泡，同時進行簡單沉淀，以降低進入膜分離單元的污泥濃度，經循環加壓泵增壓后進入膜組件進行過濾；高壓混合液易達到湍流狀態，可使膜分離在較低的膜表面錯流速度下長時間運行而不易膜污染，延長膜清洗周期和使用壽命，降低能耗，降低膜清洗、維護和更換費用。附圖說明圖I為自吸式射流噴頭曝氣外置式膜生物反應器工藝流程2為自吸式射流噴頭曝氣單元(b)示意3為外置式膜組件單元(C)示意4為集成生物反應器(a)示意5為現有外置式膜生物反應器示意中a_集成生物反應器，b-自吸式射流噴頭曝氣單元，C-外置式膜分離單元，I-深層曝氣生化反應池，2-脫氣池，3-自吸式射流噴頭，4-空氣流量計，5-循環加壓泵，6-壓力表，7-外置式膜組件，8-清水出水口，9-膜組件清洗裝置，10-清水池，11-原水進水口，12-循環加壓泵吸水口。·具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術所述工藝過程作進一步的說明。如圖I所示，原水進水口(11)位于深層曝氣生化反應池(I)中心導流筒上部的自吸式射流噴頭(3)下方，循環加壓泵吸水口(12)位于脫氣池(2)中；循環加壓泵通過吸水口吸入已脫氣和簡單沉淀后混合液后經外置式膜組件(7)過濾分離，過濾后的高速流濃縮液經自吸式射流噴頭(3)曝氣后射入生化池中心導流筒，可在噴頭下方形成高速紊流剪切區，把射流器吸入的氣體進一步分散成細小的氣泡，并夾帶噴頭下方的原水進水，形成富含氧氣和活性污泥的混合污水沿導流筒向下流動，同時進行高效好氧生化反應；污水混合液到達反應器底部后，又經環形升流管向上返流到達升流管頂部，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種自吸式射流噴頭曝氣外置式膜生物反應器廢水處理設備，其特征是該設備由集成生物反應器(a)、自吸式射流噴頭曝氣單元(b)和外置式膜分離單元(c)組成。所述的集成生物反應器(a)由兩部分組成：一是位于下部的深層曝氣生化反應池(1)，二是位于上部的脫氣池(2)；在深層曝氣生化反應池中設置中心導流內筒，導流內筒為降流管，生化反應池外筒與內筒間的環形通道為升流管。所述的自吸式射流曝氣單元(b)由自吸式射流噴頭(3)及流量計(4)等組成。所述的外置式膜分離單元(c)由外置式膜組件(7)、循環加壓泵(5)、膜組件清洗裝置(9)、管道、閥門、儀表(6)及電氣控制等組成。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李小利，趙繼紅，馬安然，張玉潔，李國倉，
申請(專利權)人：河南工業大學，
類型：發明
國別省市：
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