低能耗複合膜生物反應器的製造方法
2024-03-28 12:58:05
低能耗複合膜生物反應器的製造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及生物汙水反應器，具體地，涉及一種低能耗複合膜生物反應器。
【背景技術】
[0002]目前，隨著我國農村經濟的發展和農村生活水平的提高，農村分散式水體汙染也日趨加劇。農村分散式水源汙染處理不同於城市及中小城鎮集中式處理，汙水分散收集難、缺乏市政汙水集水管網和有效管理，且量小面廣、分散化。歐美日本等發達國家對分散式生活汙水處理研究起步較早，而國內研究起步較晚且技術單一，主要採用好氧、厭氧或者厭氧與好氧組合的工藝，存在適用性較差、佔地面積大、脫氮除磷效果差、操作運行管理複雜等缺點。
[0003]膜生物反應器是把生物處理與膜分離相結合的高效廢水處理技術。其具有處理效率高，出水可直接回用；系統運行穩定、流程簡單、設備少、佔地面積小;汙泥齡長，剩餘汙泥量少；以及操作管理方便，易於實現自動控制等優點。通過膜生物反應器處理的生活汙水可以達到排放標準直接排放。
[0004]除此之外，國內外研究發現，可以通過同一反應器中發生的同步硝化反硝化或者短程硝化反硝化去除總氮(TN)。將該技術用於膜生物反應器，通過投加一定量的載體填料，不僅可以改變泥水混合液的性質、降低膜汙染，延長膜使用壽命;並且載體填料上附著生長的一定厚度的生物膜由於外層處於好氧狀態，發生硝化反應，而內層生物膜處於缺氧/厭氧狀態，發生反硝化反應，同步發生反硝化反應得以實現，大大加強了系統對總氮去除。
[0005]但是，目前常規膜生物反應器的最大缺點之一在於，其往往需要持續進行好氧曝氣。具體來說，現有常規膜生物反應器曝氣系統由於採用持續性曝氣，曝氣能耗佔整個運行能耗的高至60%_80%，導致整體運行成本居高不下。此外，由於持續曝氣，還會產生膜汙染嚴重、使用壽命短等問題，從而限制其在汙水處理中的實際使用。
[0006]因此，本領域迫切需要一種新的複合生物膜反應器裝置，該裝置能夠在高效處理廢水的同時，降低能耗、減緩膜汙染並延長使用壽命，進而能夠降低汙水處理的整體成本。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型提供了一種低能耗複合膜生物反應器，目的在於獲得提高系統抗負荷衝擊能力、減緩膜汙染、節省運行能耗，同時獲得穩定的脫氮除磷效果。
[0008]在一個方面，本實用新型提供了一種低能耗複合膜生物反應器，所述低能耗複合膜生物反應器包括:生物反應器主體、膜組器以及曝氣管，其中，所述膜組器位於所述生物反應器主體的內部下方，使用導流板將所述生物反應器主體的內部分割成兩個對稱區域，所述膜組器分別位於所述兩個對稱區域中；所述兩個對稱區域中分別布設有所述曝氣管，所述曝氣管分別與電動閥相連，所述電動閥分別控制所述曝氣管循環交替進行曝氣；以及所述生物反應器主體內還布設有載體填料。
[0009]在一個優選的實施方式中，所述低能耗複合膜生物反應器還包括進水系統，所述進水系統安裝在所述生物反應器主體外部，所述進水系統包括進水慄和格柵，所述格柵的過濾孔徑為1-3mm。
[0010]在又一個優選的實施方式中，所述格柵是不鏽鋼格柵。
[0011]在另一個優選的實施方式中，所述低能耗複合膜生物反應器還包括出水系統，所述系統安裝在所述生物反應器主體外部，出水系統所述出水系統包括真空負壓表、出水流量計和產水慄。
[0012]在又一個優選的實施方式中，所述產水慄按周期性間歇運行方式運行，抽、停時間分別約為4-10分鐘和1-5分鐘。
[0013]在另一個優選的實施方式中，所述低能耗複合膜生物反應器還包括鼓風機，所述鼓風機通過供氣管道與所述電動閥以及所述曝氣管相連。
[0014]在另一個優選的實施方式中，所述曝氣管是穿孔曝氣管或微孔曝氣管，所述曝氣管分別設置於兩個對稱區域中的所述膜組器的下方進行交替曝氣。
[0015]在又一個優選的實施方式中，曝氣時間約為30-40秒。
[0016]在另一個優選的實施方式中，所述低能耗複合膜生物反應器還包括連接在所述生物反應器主體底部的排泥管，以及位於所述生物反應器主體內部的靜壓式液體計。
[0017]在另一個優選的實施方式中，所述低能耗複合膜生物反應器還包括與所述進水慄、所述真空負壓表、所述出水流量計、所述產水慄、所述靜壓式液體計、所述排泥管、所述電動閥以及所述鼓風機相連的主控系統。
[0018]在另一個優選的實施方式中，所述載體填料包括以下一種或多種:粉末填料活性碳(PAC)、顆粒活性碳(GAC)、海綿、球形填料、海藻酸鈣。
[0019]在另一個優選的實施方式中，所述膜組器包括多片中空纖維複合膜膜片，所述中空纖維複合膜膜片包括聚氯乙烯(PVC)膜片或聚偏氟乙烯(PVDF)膜片。
[0020]本實用新型的複合膜生物反應器在使用時的工作原理如下所示:待處理汙水經進水慄導入格柵過濾後進入生物反應器主體，曝氣系統不斷向曝氣管供氣，膜組器之間設置的導流板將膜組器分割成兩個對稱的區域，通過控制曝氣管電動閥開關實現對區域交替循環曝氣，曝氣使汙泥混合液、填料均勻分布至膜組器內。當其中一區域曝氣，區域內形成好氧環境，有機物快速分，好氧硝化、好氧吸磷作用發生時；另一區域形成缺氧/兼氧環境，反硝化作用、缺氧釋磷作用發生。兩區域通過交替循環曝氣不斷實現好氧和缺氧/兼氧環境條件轉換，為硝化菌和反硝化菌生長提供了共生條件，從而實現高效除氮除磷。同時，載體填料上生物膜生長，提高了生物反應器中總微生物量，系統有機負荷降低，汙泥濃度減低，減緩了膜汙染，而生物膜對於溶解性微生物產物(SMP)和胞外聚合物(EPS)的吸附降解同樣可以延緩膜汙染。整個處理過程中，主控制裝置控制運行進水系統、曝氣系統、出水系統。
【附圖說明】
[0021]圖1所示是本實用新型的低能耗複合膜生物反應器的示例性實施方式的結構示意圖。
[0022]該低能耗複合膜生物反應器包括:進水慄I;格柵2;載體填料3;膜組器4;第一曝氣管5-1和第二曝氣管5-2;導流板6;真空負壓表7;產水流量計8;產水慄9;主控系統10;靜壓式液位計11;排泥管12;第一電動閥13-1和第二電動閥13-2;鼓風機14;以及生物反應主體區15。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本實用新型作進一步的描述，但是應理解，它們僅用於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍。
[0024]如圖1所示是本實用新型的低能耗複合膜生物反應器，其包括:生物反應主體15、膜組器4、第一曝氣管5-1和第二曝氣管5-2以及載體填料3，其中，所述膜組器4設置於所述生物反應器主體15的內部下方，使用導流板6將所述生物反應器主體15的內部分割成兩個對稱區域，所述膜組器4分別位於兩個對稱區域中。
[0025]所述導流板6的下部距離生物反應器主體15的池底約為30-45cm，其上部距離所述生物反應器主體15的液面約為5-15cm0
[0026]兩個獨立的曝氣管，第一曝氣管5-1和第二曝氣管5-2分別安裝於位於兩個對稱區域內的膜組器4的下方，距所述生物反應主體的15的池底約為20-40cm。所述兩個曝氣管，第一曝氣管5-1和第二曝氣管5-2與第一電動閥13-1和第二電動閥13-2相接後與鼓風機14進口處相接。
[0027]所述膜組器4通過管道與真空負壓表7相連，產生的汙水經產水慄9排出。
[0028]調試運行如下:廢水經進水慄I流入格柵2，經過格柵2的過濾作用後進入生物反應主體區15。第一電動閥13-1和第二電動閥13-2控制兩個曝氣管，第一曝氣管5-1和第二曝氣管5-2交替循環曝氣。即第一曝氣管5-1進行曝氣、第二曝氣管5-2停止曝氣，隨後第二曝氣管5-2曝氣、第一曝氣管5-1停止曝氣，曝氣時間分別約為30-40S，如此循環交替往復。在曝氣作用下，汙泥混合液和載體填料3均勻分布至導流板6—側，形成好氧環境條件，另一側則形成缺氧環境，兩對稱區域內好氧-缺氧-兼氧環境交替分布。膜組器4通過管道與產水慄9相連接抽吸出水，抽吸壓力約為0-60kPa，產水通量約為1-120L/V.h。靜壓式液位計11顯示高低水位。當低水位時，主控系統10啟動進水慄I進水，當高水位時，停止進水慄7進水。產水慄9周期性間歇運行，抽、停時間分別約為4-10分鐘和1-5分鐘。
[0029]實用新型的有益效果
[0030]在本實用新型中，生物反應器主體內投加填料，使得填料上附著大量的微生物，有效形成生物膜，提高系統抗負荷衝擊能力，減緩膜汙染和降低膜清洗頻率。
[0031]在本實用新型中，通過改變傳統常規膜生物反應器持續曝氣方式，將膜組器分割成兩對稱區域，不僅降低了能耗需求，還在同一反應器中實現了同步硝化反硝化，增強了系統脫氮除磷效果。
[0032]在本實用新型中，膜組器採用複合中空纖維膜，可有效防止斷絲現象。
[0033]雖然為了清楚和理解的目的，已對本實用新型進行了詳細的描述，但是在閱讀了本申請說明書之後，本領域技術人員將會明白，在不偏離本實用新型的精神和實質的前提下，可以對本實用新型進行各種修改和改變，這些修改和改變均落入所附權利要求書及其等價內容所包括的範圍之內。
【主權項】
1.一種低能耗複合膜生物反應器，所述低能耗複合膜生物反應器包括:生物反應器主體(15)、膜組器(4)以及第一曝氣管(5-1)和第二曝氣管(5-2)，其特徵在於: 所述膜組器(4)位於所述生物反應器主體(15)的內部下方，使用導流板(6)將所述生物反應器主體(15)的內部分割成兩個對稱區域，所述膜組器(4)分別位於所述兩個對稱區域中； 所述兩個對稱區域中分別布設有所述第一曝氣管(5-1)和第二曝氣管(5-2)，所述第一曝氣管(5-1)和第二曝氣管(5-2)分別與第一電動閥(13-1)和第二電動閥(13-2)相連，所述第一電動閥(13-1)和第二電動閥(13-2)分別控制所述第一曝氣管(5-1)和第二曝氣管(5-2)循環交替進行曝氣；以及 所述生物反應器主體(15)內還布設有載體填料(3)。2.如權利要求1所述的低能耗複合膜生物反應器，其特徵在於，所述低能耗複合膜生物反應器還包括進水系統，所述進水系統安裝在所述生物反應器主體外部，所述進水系統包括進水慄(I)和格柵(2)，所述格柵(2)的過濾孔徑為l-3mm。3.如權利要求1所述的低能耗複合膜生物反應器，其特徵在於，所述低能耗複合膜生物反應器還包括出水系統，所述出水系統安裝在所述生物反應器主體外部，所述出水系統包括真空負壓表(7)、出水流量計(8)和產水慄(9)。4.如權利要求1-3中任一項所述的低能耗複合膜生物反應器，其特徵在於，所述低能耗複合膜生物反應器還包括鼓風機(14)，所述鼓風機(14)通過供氣管道與所述第一電動閥(13-1)和第二電動閥(13-2)以及所述第一曝氣管(5-1)和第二曝氣管(5-2)相連。5.如權利要求1-3中任一項所述的低能耗複合膜生物反應器，其特徵在於，所述第一曝氣管(5-1)和第二曝氣管(5-2)是穿孔曝氣管或微孔曝氣管，並且所述第一曝氣管(5-1)和第二曝氣管(5-2)分別設置於所述膜組器(4)的下方進行交替曝氣。6.如權利要求1所述的低能耗複合膜生物反應器，其特徵在於，所述低能耗複合膜生物反應器還包括進水系統，所述進水系統安裝在所述生物反應器主體外部，所述進水系統包括進水慄(I)和格柵(2)，所述格柵(2)的過濾孔徑為1-3mm，所述低能耗複合膜生物反應器還包括出水系統，所述出水系統安裝在所述生物反應器主體外部，所述出水系統包括真空負壓表(7)、出水流量計(8)和產水慄(9)，所述低能耗複合膜生物反應器還包括鼓風機(14)，所述鼓風機(14)通過供氣管道與所述第一電動閥(13-1)和第二電動閥(13-2)以及所述第一曝氣管(5-1)和第二曝氣管(5-2)相連，並且所述低能耗複合膜生物反應器還包括連接在所述生物反應器主體(15)底部的排泥管(12)，以及位於所述生物反應器主體(15)內部的靜壓式液體計(11)。7.如權利要求6所述的低能耗複合膜生物反應器，其特徵在於，所述低能耗複合膜生物反應器還包括與所述進水慄(I)、所述真空負壓表(7)、所述出水流量計(8)、所述產水慄(9)、所述靜壓式液體計(11)、所述排泥管(12)、所述第一電動閥(13-1)和第二電動閥(13-2)以及所述鼓風機(14)相連的主控系統(10)。8.如權利要求1-3中任一項所述的低能耗複合膜生物反應器，其特徵在於，所述載體填料(3)包括以下一種或多種:粉末填料活性碳(PAC)、顆粒活性碳(GAC)、海綿、球形填料、海藻酸鈣。9.如權利要求1-3中任一項所述的低能耗複合膜生物反應器，其特徵在於，所述膜組器(4)包括多片中空纖維複合膜膜片，所述中空纖維複合膜膜片包括聚氯乙烯(PVC)膜片或聚偏氟乙烯(PVDF)膜片。
【專利摘要】本實用新型涉及一種低能耗複合膜生物反應器。所述低能耗複合膜生物反應器包括：生物反應器主體、膜組器以及曝氣管，其中，所述膜組器位於所述生物反應器主體的內部下方，使用導流板將所述生物反應器主體的內部分割成兩個對稱區域，所述膜組器分別位於所述兩個對稱區域中；所述兩個對稱區域中分別布設有所述曝氣管，所述曝氣管分別與電動閥相連，所述電動閥分別控制所述曝氣管循環交替進行曝氣；以及所述生物反應器主體內還布設有載體填料。
【IPC分類】C02F9/14
【公開號】CN205387523
【申請號】CN201520731868
【發明人】陳清, 陳良剛, 白新徵, 於玉彬, 稅勇
【申請人】海南立昇淨水科技實業有限公司
【公開日】2016年7月20日
【申請日】2015年9月21日