一种基于MABR膜的耦合生物滤池反应装置及处理方法与流程

本发明涉及生态环保，具体涉及一种基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置及处理方法。

背景技术：

1、短程硝化－厌氧氨氧化是一种新型污水脱氮处理技术，该过程分为两步实现：第一步污水中约50％氨氮通过短程硝化过程被氧化为亚硝酸盐；第二步，厌氧氨氧化过程将产生的亚硝酸盐和剩余氨氮转化为氮气。

2、mabr(membrane aerated biofilm reactor)膜曝气生物膜反应器，是气体分离膜技术与生物膜法水处理技术结合起来的一种新型污水处理技术。mabr是一种无泡氧传递技术，主要是利用膜材料，将曝气侧的氧传递到污水中，而在靠近污水的膜侧，会慢慢富集一些需氧的微生物，从而形成一层生物膜。mabr技术氧气利用率极高，可显著降低污水处理能耗，同时其负载的生物膜可大大增加系统内的生物总量，从而提高污水处理负荷。

3、现有的基于mabr膜生物反应池中，在长时间使用过程中，由于反应产生的固体悬浮物会对滤池造成堵塞，需要进行反冲洗，而反应池内不允许出现氧气，往往需要再从外面通入气体，导致反冲洗过程中存在成本高、效率低的问题。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的mabr膜生物反应池在反冲洗过程中需要从外面通入气体，导致反冲洗过程存在成本高、效率低的缺陷，从而提供一种基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置及处理方法。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置，包括：

3、壳体组件，所述壳体组件设有容纳空间，所述容纳空间适于流入污水；

4、mabr膜组件，设于容纳空间内，所述mabr组件适于与污水反应产生氮气和固体悬浮物；

5、过滤组件，所述过滤组件设于壳体组件的底部，所述过滤组件适于截留固体悬浮物；

6、反清洗组件，设于壳体组件外，所述反清洗组件包括集气管、压缩气罐和排气管，所述集气管一端与壳体组件连通，所述集气管另一端连通压缩气罐，所述排气管一端与压缩气罐连通，所述排气管另一端与过滤组件连通。

7、可选地，所述壳体组件包括集气罩和池体，所述池体的顶部设有与集气管连通的集气罩，所述池体上设有进水口和出水口，所述进水口的高度高于出水口。

8、可选地，所述池体的内壁上设有反洗出水堰。

9、可选地，所述mabr膜组件包括进气管、膜丝管组和出气管，所述进气管穿过池体后与膜丝管组贯通设置，所述出气管穿过池体后与膜丝管组贯通设置，所述池体设有固定架，所述固定架与mabr膜组件固定连接。

10、可选地，所述进气管上设有吹风机，所述出气管上设有调压阀。

11、可选地，所述膜丝管组包括至少两根平行设置的mabr膜管，所述mabr膜管为中空设置，所述mabr膜管的外周壁上设有至少两个凹槽，所述凹槽内填充有生物膜。

12、可选地，所述过滤组件包括填料槽、填料球，所述填料槽位于池体的底部，所述填料槽内容纳有若干颗填料球。

13、可选地，所述填料槽的底部还布设有挡板，所述挡板设有若干个通孔，所述通孔的直径小于填料球的直径。

14、可选地，所述填料球与凹槽适配。

15、可选地，所述反清洗组件还包括布气器，所述布气器设于填料槽的底部，所述布气器设有若干个喷气嘴，所述喷气嘴穿过填料槽后伸入至挡板的通孔内，所述布气器与排气管连通设置。

16、可选地，自所述集气罩至压缩气罐的集气管上依次设有压缩机和进气阀。

17、可选地，自压缩气罐至池体的排气管上依次设有压力计和出气阀。

18、可选地，所述压缩气罐上设有排气阀。

19、一种基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置的处理方法，集气管收集壳体组件内的氮气，经压缩气罐压缩后，由排气管排出，以对过滤组件进行反清洗，避免固体悬浮物堵塞过滤组件。

20、可选地，包括以下步骤：

21、(1)污水经进水口进入，在池体内进行流动，由mabr膜管上的生物膜和填料球表面的微生物去除污染物，mabr膜管的中空内提供氧气，短程硝化菌、厌氧氨氧化菌可附着于mabr膜管外周壁生长，膜管表面具有多个凹槽，增大了膜管的比表面积，同时凹槽亦能提高生物膜的附着性能，氧气通过膜管内部扩散到膜表面，短程硝化菌利用氧气将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐，位于外侧的厌氧氨氧化菌利用no2－和nh4+转化为氮气，氮气漂浮于集气罩内，实现氮去除；同时，通过风机和调压阀调控mabr膜管内的气压；

22、(2)反硝化菌及厌氧氨氧化菌附着于填料槽内填料球的表面生长，实现反硝化与厌氧氨氧化的耦合，同时池体截留固体悬浮物及微生物，过滤后的水流经出水口排出；

23、(3)当反应一段时间后，空气压缩机启动通过集气管将集气罩内的氮气压缩进入压缩气罐内，进行反冲洗时，打开压缩气罐，压缩气罐经排气管进入到布气器内，对填料槽内的填料球进行冲洗，气流裹挟填料球对mabr膜管进行冲洗，去除mabr膜管表面的生物膜，由于填料球与凹槽适配保证mabr膜管留有合适的生物膜厚度，反冲洗产生的污泥进入到反洗出水堰内进行收集。

24、本发明技术方案，具有如下优点：

25、1.本发明提供的基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置，包括：壳体组件，设有容纳空间，容纳空间适于流入污水；mabr膜组件，设于容纳空间内，适于与污水反应产生氮气和固体悬浮物；过滤组件，设于壳体组件的底部，过滤组件适于截留固体悬浮物；反清洗组件，设于壳体组件外，包括集气管、压缩气罐和排气管，集气管一端与壳体组件连通、另一端连通压缩气罐，排气管一端与压缩气罐连通、另一端与过滤组件连通。集气管收集壳体组件内的氮气，经压缩气罐压缩后，由排气管排出，以对过滤组件进行反清洗，避免固体悬浮物堵塞过滤组件，以保证过滤效果，同时，还可实现壳体组件内气体的循环利用、无需再使用其它气体，氮气对环境没有任何伤害，具有成本低、绿色环保的优势。此外，氮气还可避免对厌氧氨氧化产生抑制。

26、2.本发明提供的基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置，壳体组件包括集气罩、池体，池体的顶部设有与集气管连通的集气罩，池体上设有进水口和出水口，进水口的高度高于出水口。进水口高度高于出水口，实现污水自进水口流入、出水口排出，集气罩内的气体通过集气管排出。

27、3.本发明提供的基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置，池体的内壁上设有反洗出水堰，反洗出水堰以容纳反清洗组件吹起的固体漂浮物。

28、4.本发明提供的基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置，mabr膜组件包括进气管、膜丝管组和出气管，进气管穿过池体后与膜丝管组贯通设置，出气管穿过池体后与膜丝管组贯通设置，池体设有固定架，固定架与mabr膜组件固定连接。固定架固定膜丝管组，进气管进入气体，再由出气管排出。

29、5.本发明提供的基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置，进气管上设有吹风机，所述出气管上设有调压阀，以实现进入气体的压力的控制。

30、6.本发明提供的基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置，膜丝管组包括至少两根平行设置的mabr膜管，mabr膜管为中空设置，mabr膜管的外周壁上设有至少两个凹槽，凹槽内填充有生物膜。凹槽，增大了膜管的比表面积，提高生物膜表面积，同时凹槽亦能提高生物膜的附着性能。气体通过中空结构扩散到膜表面，短程硝化菌利用氧气将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐，位于外侧的厌氧氨氧化菌利用no2－和nh4+转化为氮气，实现氮去除。

31、7.本发明提供的基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置，过滤组件包括填料槽、填料球，填料槽位于池体的底部，填料槽内容纳有若干颗填料球。反硝化菌及厌氧氨氧化菌也可附着于下部生物滤池填料球表面生长，实现反硝化与厌氧氨氧化的耦合，进一步提高脱氮效率，同时填料槽和填料球也能截留固体悬浮物及微生物，提高出水水质、增加厌氧氨氧化菌群停留时间。

32、8.本发明提供的基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置，填料槽的底部还布设有挡板，挡板设有若干个通孔，通孔的直径小于填料球的直径，挡板以阻挡填料球排出填料槽外，同时，挡板的通孔以便于水流流出。

33、9.本发明提供的基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置，填料球与弧形凹槽适配，以保障颗粒与膜管碰撞时保留最适生物膜厚度。

34、10.本发明提供的基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置，反清洗组件还包括布气器，布气器设于填料槽的底部，布气器设有若干个喷气嘴，喷气嘴穿过填料槽后伸入至挡板的通孔内，布气器与排气管连通设置，通过布气器吹出气体，以带动固体悬浮物漂浮于水体内，进而进入至反洗出水堰内。

35、11.本发明提供的基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置，自所述集气罩至压缩气罐的集气管上依次设有压缩机和进气阀，压缩机以将集气罩内气体压入至压缩气罐内。

36、12.本发明提供的基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置，自压缩气罐至池体的排气管上依次设有压力计和出气阀，通过出气阀调节排气管内通过的气体压力。

37、13.本发明提供的基于mabr膜的耦合生物滤池反应装置，压缩气罐上设有排气阀，以防止压缩气罐内的压力过大。