專利名稱：連續(xù)更新動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污、廢水處理裝置一膜生物反應(yīng)器，尤其涉及一種將具 有強(qiáng)化反硝化效果的生物反應(yīng)器和以環(huán)境礦物、孩克生物菌月交團(tuán)與樣i細(xì)濾網(wǎng)(行 業(yè)統(tǒng)稱微網(wǎng))協(xié)同作用達(dá)到微濾固液分離效果的膜組件合成制作的連續(xù)更新 動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
膜生物反應(yīng)器(Membrane Bio Reactor,筒稱MBR )的研究開發(fā)只有近30 年的歷史，真正的規(guī)模應(yīng)用不到20年。它是將污、廢水生物處理技術(shù)和膜分 離技術(shù)相結(jié)合的一種新型水處理裝置。膜生物反應(yīng)器工藝所具有的高質(zhì)量的 固液分離效果和高濃度、長(zhǎng)泥齡活性污泥對(duì)有機(jī)物較高的去除效果,使其成為 一種出水水質(zhì)好、占地面積小、剩余污泥量低、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的優(yōu)化合成 水處理工藝。在水處理領(lǐng)域，尤其在污、廢水資源化工程方面得到較為廣泛的 應(yīng)用。然而，在MBR工藝推廣過程中存在著如下缺點(diǎn)與障礙(l)MBR采用專用的 膜孔徑在1微米以下微濾或超濾膜組件截留污泥，出水量低，難以滿足大規(guī)模 應(yīng)用的要求;(2)傳統(tǒng)的膜組件造價(jià)高，且運(yùn)行的控制過程相對(duì)復(fù)雜，使得基建 投資較高；(3)膜組件容易出現(xiàn)因濃差極化、污染、老化使其通量下降并產(chǎn)生堵 塞,導(dǎo)致使用壽命低;尤其使用中為使過濾水通過膜組件，需要設(shè)置高壓抽吸 水泵和與之相關(guān)的控制部件，同時(shí)維護(hù)需要較高技術(shù)條件，因此運(yùn)行能耗、 費(fèi)用較高，限制了膜組件較大規(guī)模的應(yīng)用和推廣。
近年，MBR領(lǐng)域開始出現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)膜分離技術(shù)的研究，其特點(diǎn)是以普通孔狀 材料通常是指孔徑在400目以上如不銹鋼絲網(wǎng)、尼龍絲網(wǎng)、化纖絲網(wǎng)、無紡 布等微細(xì)濾網(wǎng)(行業(yè)統(tǒng)稱微網(wǎng))代替?zhèn)鹘y(tǒng)的微濾或超濾膜制作微網(wǎng)組件，使用 時(shí)，微網(wǎng)組件置于生物反應(yīng)器混合液中，在污水處理的循環(huán)過程中，隨著生化 反應(yīng)及過濾過程的進(jìn)行，;隞生物菌膠團(tuán)沉淀附著在微網(wǎng)上形成周期性生長(zhǎng)脫 落的生物質(zhì)層也稱為動(dòng)態(tài)膜。該膜的形成改進(jìn)了作為支撐體的微網(wǎng)介質(zhì)的過 濾性能，動(dòng)態(tài)膜具有活性、柔性和吸附性,其分離質(zhì)量的高低和通量的大小決
定于膜的活性、密度、厚度以及通過壓力；在一定的控制條件下，動(dòng)態(tài)膜可達(dá) 到和上述固體型傳統(tǒng)MBR工藝用膜組件相同的微濾分離效果，但其對(duì)流體的跨膜壓力要求卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的MBR膜組件，且膜組件材料易得、價(jià)格低廉，可
顯著降低工程成本，因此易于大規(guī)才莫應(yīng)用和推廣。然而目前該:忮術(shù)仍不成熟，
尚處于研發(fā)階段。現(xiàn)有動(dòng)態(tài)膜微網(wǎng)組件一般為平面形，類似于傳統(tǒng)平板形MBR 膜組件，并延用傳統(tǒng)膜組件MBR工藝的錯(cuò)流過濾來控制動(dòng)態(tài)膜厚度和降低膜 污染以及延用停機(jī)間斷反沖洗方式來保證膜通量。4晉流是利用紊流剪切和沖 刷作用來抑制污染物質(zhì)在膜表面的附集,這對(duì)于MBR膜組件降低污染非常有 效，但對(duì)以利用污染物質(zhì)進(jìn)行固液分離的活性和柔性的動(dòng)態(tài)膜來說卻會(huì)產(chǎn)生 不利影響，紊流使質(zhì)地柔軟，與濾網(wǎng)附著力弱，尤其在經(jīng)歷生成、成長(zhǎng)、成熟、 衰弱、死亡的新陳代謝過程中本身就會(huì)出現(xiàn)非周期性脫落的生物質(zhì)層更易脫 離微網(wǎng)，造成懸浮物質(zhì)無規(guī)律泄漏;錯(cuò)流除體現(xiàn)表面剪切沖刷作用外，同時(shí)存 在對(duì)膜面的法向振動(dòng)作用，這種法向振動(dòng)使膜層生長(zhǎng)不可能均勻，膜面中心部 位因振幅過高而難以形成有效凝膠層，因此，錯(cuò)流方式運(yùn)行的動(dòng)態(tài)膜對(duì)較大分 子量的溶解性有機(jī)物截流效果很差；錯(cuò)流剪切沖刷和法向振動(dòng)作用也極易使 動(dòng)態(tài)膜層出現(xiàn)"漏洞，，，使出水濁度無規(guī)律波動(dòng)并難以控制在較高水平，細(xì)菌 總數(shù)超標(biāo)；尤其在使用過程中因膜層增厚，附著污物過多，通量下降進(jìn)行反沖 洗時(shí)需要足夠大流量的水或氣混水,使反沖洗設(shè)備容量大，資源耗費(fèi)、能耗高， 間斷使用，設(shè)備閑置率高；反沖洗后，因動(dòng)態(tài)膜再生成期間會(huì)產(chǎn)生大量未經(jīng)過 濾的干擾7K，使出水率難以提高。這些不利影響造成現(xiàn)有動(dòng)態(tài)膜技術(shù)處于出水 水質(zhì)不夠穩(wěn)定、膜面積難以放大、出水率較低、尚不能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的技 術(shù)性瓶頸，限制了動(dòng)態(tài)膜技術(shù)的工程性利用。此外，現(xiàn)有膜生物反應(yīng)器的形式 單一，缺氧區(qū)設(shè)于反應(yīng)器外部，結(jié)構(gòu)繁復(fù),對(duì)總氮總磷去除效果較差。上述諸 問題限制了膜生物反應(yīng)器更為廣泛的應(yīng)用。
如何實(shí)現(xiàn)采用低成本的動(dòng)態(tài)膜分離技術(shù)既能達(dá)到傳統(tǒng)MBR膜組件出水水 質(zhì)，又提高通量及出水率，達(dá)到優(yōu)化簡(jiǎn)化動(dòng)力和控制系統(tǒng)減少能耗，降低成本 的目的，并提高生化效果，尤其是脫氮除磷效果成為業(yè)界關(guān)注問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于針對(duì)上述問題,提供一種將具有強(qiáng)化反硝化效果 的生物反應(yīng)器與以環(huán)境礦物、微生物菌膠團(tuán)和微網(wǎng)協(xié)同作用達(dá)到造價(jià)低、體 積小、出水水質(zhì)好,通量高、出水率高的微網(wǎng)組件相結(jié)合,提供出一種脫氮除 磷效果好，并達(dá)到微濾固液分離效果，在保證出水通量基礎(chǔ)上，優(yōu)化簡(jiǎn)化動(dòng)力 和控制系統(tǒng)的連續(xù)更新動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種連續(xù)更新動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，主要包括盛放含微生物 菌膠團(tuán)的污、廢水混合液的容器，帶曝氣器組的好氧區(qū)，經(jīng)收水堰集水的清水 區(qū)，置于好氧區(qū)中承載動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)組件,原水進(jìn)水管，清水出水管，其特征
在于所述容器是圓筒形罐，罐體內(nèi)由帶有若千通孔的罐體，隔孔板分為上下 兩層，上層為所述好氧區(qū)，下層設(shè)為缺氧區(qū)，所述瀑氣器組設(shè)置于所述分隔孔 板的上板面；所述微網(wǎng)組件是可連續(xù)在線更新動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)組件，主要由具有 波折狀網(wǎng)面的扁圓柱形微網(wǎng)網(wǎng)體、網(wǎng)體環(huán)周套殼、封閉所述微網(wǎng)網(wǎng)體底部的 底網(wǎng)、均勻鋪設(shè)于底網(wǎng)上的2-3層能在上推力作用下在微網(wǎng)網(wǎng)體與底網(wǎng)間跳 動(dòng)的陶粒球、沿微網(wǎng)網(wǎng)體端面直徑在微網(wǎng)網(wǎng)體上方及下方分別設(shè)置的位于同 一豎直平面的反沖洗噴頭及噴氣沖刷頭、帶動(dòng)所述反沖洗噴頭及噴氣沖刷頭 以45-120min/r的轉(zhuǎn)速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的空心軸管及軸管轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成；所述孩￡ 網(wǎng)組件水平密封連接于罐體頂部，所述微網(wǎng)網(wǎng)體的上部開放，為清水區(qū)，清水 通過設(shè)置在所述套殼上部的收水堰排出；內(nèi)設(shè)隔板、兩端封閉的所述空心軸管 轉(zhuǎn)動(dòng)連接在4敬網(wǎng)網(wǎng)體中心，隔板上部的空心軸管連接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)才幾構(gòu)和水源并 與所述反沖洗噴頭密封連接；隔板下部的空心軸管連接氣源，并與噴氣沖刷頭 密封連接，空心軸管下端轉(zhuǎn)動(dòng)、密封連接在所述瀑氣器組上。
所述具有波折狀網(wǎng)面的扁圓柱形微網(wǎng)網(wǎng)體是由多層孔徑為300~500目的 不同孔徑微網(wǎng)疊加并依骨架固定成形為由多個(gè)同心環(huán)狀V形槽依次連接形成 的網(wǎng)體；所述底網(wǎng)的孔徑為50~100目，微網(wǎng)網(wǎng)體與底網(wǎng)之間的空間由多個(gè)網(wǎng)分 隔孔板分隔成若干封閉網(wǎng)室，所述陶粒球是直徑為4 ~ lOmtn的圓形陶粒球并分 置在所述各封閉網(wǎng)室內(nèi)；所述反沖洗噴頭是由水管及其下面連接的多個(gè)與各V 形槽對(duì)應(yīng)設(shè)置的液體噴頭構(gòu)成，所述液體噴頭的形狀與V形槽形狀吻合，并分 別插入各V形槽內(nèi)，其貼靠V形槽槽面的兩側(cè)開有出水孔；所述噴氣沖刷頭是 在其上側(cè)對(duì)應(yīng)所述底網(wǎng)設(shè)置若干出氣孔的噴氣管。
所述水源為清水區(qū)；所述氣源取自曝氣器氣源或附:沒的空氣泵，所述旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于收水堰上方的電機(jī)、減速機(jī)、上旋轉(zhuǎn)活接頭，電機(jī)通過減 速機(jī)連接上旋轉(zhuǎn)活接頭的活動(dòng)端，上旋轉(zhuǎn)活接頭活動(dòng)端連接所述空心軸管并 通過空心軸管帶動(dòng)反沖洗噴頭與噴氣沖刷頭同步旋轉(zhuǎn);上旋轉(zhuǎn)活接頭的固定 端通過水泵出水管連接高壓水泵，高壓水泵通過水泵進(jìn)水管連接清水區(qū)，水泵 出水管上設(shè)有調(diào)節(jié)閥；所述空心軸管下端通過設(shè)置于所述瀑氣器組上的下旋 轉(zhuǎn)活接頭與瀑氣器組轉(zhuǎn)動(dòng)、密封連接。
6所述容器外部設(shè)置至少兩個(gè)回流選擇器，各回流選擇器的上部與好氧區(qū) 的上部相連、底部與缺氧區(qū)的底部相連、中部設(shè)置所述原水進(jìn)水管、頂端設(shè) 置高于所述微網(wǎng)組件頂部且上口開放的釋放管。
所述盛放在容器中的含微生物菌膠團(tuán)的污、廢水混合液含有按其重量百
分比5%。~1%的粒徑在100目-400目的一種或多種用于形成微網(wǎng)填充層的環(huán) 境礦物材料。
所述環(huán)境礦物材料是硅藻土、沸石、海泡石、凹凸棒、蛭石及活性炭粉。 本發(fā)明的有益效果是
(l)采用V形槽式波折狀微網(wǎng)組件，可提供出一種變紊流為層流即穩(wěn)定升 流的死端過濾方式，在V形槽、封閉底網(wǎng)、陶粒球、分隔孔板以及收水堰的 共同作用下，創(chuàng)造了適于動(dòng)態(tài)膜生成、代謝的良好穩(wěn)定的水力環(huán)境，它可有效 避免紊流振動(dòng)造成動(dòng)態(tài)膜層生成不均勻、易脫落和產(chǎn)生"漏洞"問題，以此 為穩(wěn)定和提高出水水質(zhì)提供了基礎(chǔ)性保證；(2)采用V形槽式波折狀微網(wǎng)組件， 提高了單位體積下的膜過濾面積，提高通量并減小裝置體積，尤其與傳統(tǒng)MBR 膜組件相比，微網(wǎng)價(jià)格低，顯著降低制造成本;(3)采用設(shè)于同一豎直平面內(nèi)的 緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的反沖洗噴頭與噴氣沖刷頭實(shí)現(xiàn)了對(duì)微網(wǎng)動(dòng)態(tài)膜的連續(xù)在線反沖洗 及剪切剝離，由于速度緩慢且瞬間^U^沿管線掃描區(qū)域的微網(wǎng)上的局部動(dòng)態(tài) 膜進(jìn)行沖刷，因此給新動(dòng)態(tài)膜的生長(zhǎng)以足夠延續(xù)時(shí)間，尤其采用噴氣沖刷頭與 陶粒球結(jié)合，通過封閉網(wǎng)內(nèi)陶粒球的不規(guī)則跳動(dòng)達(dá)到充分剪切、摩擦樣史網(wǎng)的進(jìn) 水面，使膜充分脫落，這種水、氣協(xié)同作用達(dá)到舊膜去除與新膜生長(zhǎng)良性交替 循環(huán)，有效控制膜厚，既保證通量，又不出現(xiàn)漏洞，防止大粒懸浮污物穿過濾網(wǎng) 保證出水水質(zhì)良好，出水率高；(4)混合液中加入環(huán)境礦物材料，當(dāng)孩i網(wǎng)上的動(dòng) 態(tài)膜層被瞬時(shí)沖開后，環(huán)境礦物材料在水壓作用下及時(shí)填補(bǔ)微網(wǎng)孔隙，抑制懸 浮物質(zhì)和微細(xì)膠體顆粒穿過微網(wǎng)，使干擾降低到最小水平；此外環(huán)境礦物材料 作為微網(wǎng)填充層，比生物體直接包裹在微網(wǎng)上更容易剝離，有利于對(duì)微網(wǎng)組件 的保護(hù)，使其不出現(xiàn)深度污染，因此P爭(zhēng)低反沖洗的能耗;(5)與傳統(tǒng)加一定壓力 及足夠大流量的水或氣混水的間斷反沖洗方式相比，本發(fā)明使用動(dòng)態(tài)膜的透 過水作為反沖洗水，因用量極低，具有非常高的有效透水率；與現(xiàn)有膜生物反 應(yīng)器中采用錯(cuò)流沖洗模式的高氣水比相比，本發(fā)明的在線清洗方式,對(duì)供氣量 的要求不超過正常硝化所需要的供氣量，設(shè)備容量也遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的膜生物反 應(yīng)器，顯著節(jié)約資源及裝機(jī)成本，降低能耗，且使反沖洗水設(shè)備利用率為100 %。 這種連續(xù)在線清洗結(jié)構(gòu)，有效解決了現(xiàn)存有效透水率過低和反沖洗設(shè)備閑置
7率過高的問題。(6)作為升流方式運(yùn)行的生物反應(yīng)器，釆用上層為好氧區(qū)，下層 為缺氧區(qū)的上下層結(jié)構(gòu)，不僅與微網(wǎng)組件工作有機(jī)配合,且在瀑氣氣升負(fù)壓作 用下，混合液吸入好氧區(qū)，形成混合液往復(fù)循環(huán)流動(dòng)的無泵回流方式，無須附 加其他動(dòng)力和設(shè)備，在降低能耗以及減少占地和基本建設(shè)投資上體現(xiàn)出優(yōu)化 效果。(7)生物反應(yīng)器外部連接多個(gè)帶釋放管的回流選擇器，為反硝化菌群提供 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，滿足反硝化過程對(duì)碳源的需求，創(chuàng)造和強(qiáng)化反硝化環(huán)境,提高總氮 去除效果；同時(shí)具備生物選擇器功能，可將絲狀菌控制在一定的水平，保證出 水質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明的主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖(反沖洗噴頭與收水堰位于同一平面)； 圖2是圖1中V形槽式波折狀微網(wǎng)組件的放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖(反沖洗噴頭與收水堰錯(cuò)開)。 圖中l(wèi)微網(wǎng)組件，11水泵進(jìn)水管，12支座，13高壓水泵，14水泵出水 管，15調(diào)節(jié)閥，161上旋轉(zhuǎn)活接頭，162下旋轉(zhuǎn)活4妄頭，17減速機(jī)，18電機(jī)， 19空心軸管，100反沖洗噴頭，110隔板，111收水堰，112出水管，113滾輪， 114水管，115液體噴頭，116緊固螺栓，117壓條，118龍骨，119出水孔，120 曝氣器輸氣管，121網(wǎng)分隔孔板，122環(huán)形支板，123陶粒球，124噴氣沖刷 頭，125出氣孔，126底網(wǎng)，127頂部外環(huán)形固定板，128孩i網(wǎng)網(wǎng)體，129套殼， 130支架，131底部外環(huán)形固定板，132底部?jī)?nèi)環(huán)形固定^反，133頂部?jī)?nèi)環(huán)形固 定板，2回流選擇器，21釋放管，22連接管，23原水進(jìn)水管，24連接管，3容器， 排泥管31， 4好氧區(qū)，5曝氣器組，6罐體分隔孔板，7缺氧區(qū)，8清水區(qū)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式
圖1~圖3示出一種連續(xù)更新動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，如圖所 示，主要包括盛放含微生物菌膠團(tuán)的污、廢水混合液的容器3,帶曝氣器組的 好氧區(qū)4,經(jīng)收水堰111集水的清水區(qū)8,置于好氧區(qū)中承載動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng) 組件l，原水進(jìn)水管23、清水出水管112，其特征在于上述容器3是圓筒形 罐,罐體內(nèi)由帶有若干通孔的罐體分隔孔板6分為上下兩層，上層為所述好 氧區(qū)4，在此區(qū)域內(nèi)對(duì)污染物進(jìn)行有氧生化消解；下層設(shè)為缺萄Ji7，在此區(qū)域 內(nèi)對(duì)污染物進(jìn)行厭氧生化消解的同時(shí)主要進(jìn)行生化的反硝化過程，以進(jìn)一 步消解氮、磷物質(zhì)；上述瀑氣器組5位于好氧區(qū)的底部，設(shè)置于罐體分隔孔 板6的上板面，由它提供有氧生化、硝化所需要的氧氣，同時(shí)提供氣升動(dòng)力 和反應(yīng)器內(nèi)壓力；上述微網(wǎng)組件1是可連續(xù)在線更新動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)組件，主要由具有波折狀網(wǎng)面的扁圓柱形微網(wǎng)網(wǎng)體128、網(wǎng)體環(huán)周套殼129、封閉所 述微網(wǎng)網(wǎng)體底部的底網(wǎng)126、均勻鋪設(shè)于底網(wǎng)126上的2-3層能在上推力作 用下在微網(wǎng)網(wǎng)體128與底網(wǎng)126間跳動(dòng)的陶粒球123、沿;微網(wǎng)網(wǎng)體128端面 直徑在^:網(wǎng)網(wǎng)體上方及下方分別設(shè)置的位于同一豎直平面的反沖洗噴頭100 及噴氣沖刷頭124、帶動(dòng)所述反沖洗噴頭及噴氣沖刷頭以45-120min/r的轉(zhuǎn) 速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的空心軸管19及軸管轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)才幾構(gòu)構(gòu)成。上述孩t網(wǎng)網(wǎng)體128是 由多層孔徑為300 ~ 500目的不同孔徑微網(wǎng)疊加并依骨架固定成形為由多個(gè)同 心環(huán)狀V形槽依次連接形成的網(wǎng)體；上述底網(wǎng)126的孔徑為50~100目，微網(wǎng) 與底網(wǎng)的材料可采用不銹鋼絲網(wǎng)、尼龍絲網(wǎng)、化纖絲網(wǎng)或無紡布。在實(shí)際 制作中，微網(wǎng)網(wǎng)體128與底網(wǎng)126之間的空間由多個(gè)網(wǎng)分隔孔板121分隔成 若干封閉網(wǎng)室，上述陶粒球采用市售直徑為4 ~ 1 Omm的圓形陶粒球，并分置 在上述各封閉網(wǎng)室內(nèi)，本例中，設(shè)置了三層陶粒球；上述骨架主要由壓條117、 龍骨118、多個(gè)網(wǎng)分隔孔板121構(gòu)成；微網(wǎng)網(wǎng)體一般采用2-5層微網(wǎng)疊加構(gòu) 成，本例中采用由下至上分別為300目、400目、500目三層微網(wǎng)疊加依骨 架成形為V形槽波折狀扁圓柱形微網(wǎng)網(wǎng)體128,骨架固定在支架130上，微網(wǎng) 支撐在龍骨及網(wǎng)分隔孔板上，V形槽上下折彎頂沿通過壓條117壓在龍骨 118上并用緊固螺栓116固定。在微網(wǎng)網(wǎng)體128中心固定設(shè)有與空心軸管 滑動(dòng)配合的封閉腔室型軸套140，微網(wǎng)網(wǎng)體128的外側(cè)分別由骨架通過頂部 外環(huán)形固定板127及底部外環(huán)形固定板131固定連接在套殼29內(nèi)壁上，微 網(wǎng)網(wǎng)體128的內(nèi)側(cè)分別由骨架通過頂部?jī)?nèi)環(huán)形固定斧反133及底部?jī)?nèi)環(huán)形固 定板132固定連接軸套140;頂部外環(huán)形固定板127及頂部?jī)?nèi)環(huán)形固定板133 均為開有若干孔的孔板，這樣可以使過濾水通過。
上述反沖洗噴頭100是由水管114及其下面連接的多個(gè)與各V形槽對(duì) 應(yīng)設(shè)置的液體噴頭115構(gòu)成，液體噴頭115的形狀與V形槽形狀吻合，并分 別插入各V形槽內(nèi)，其貼靠V形槽槽面的兩側(cè)開有出水孔119;上述噴氣沖刷 頭124是在其上側(cè)對(duì)應(yīng)所述底網(wǎng)126設(shè)置若干出氣孔125的噴氣管；本實(shí)施 例中，反沖洗噴頭100通過端部設(shè)置的滾輪113可平穩(wěn)沿固定于套殼129內(nèi) 壁的頂部外環(huán)形固定板127旋轉(zhuǎn)，噴氣沖刷頭124通過端部設(shè)置的滾輪113 可平穩(wěn)沿固定設(shè)于套殼129內(nèi)壁的環(huán)形支板122旋轉(zhuǎn)。
上述微網(wǎng)組件1水平密封連接于罐體頂部，上述微網(wǎng)網(wǎng)體128的上部開放， 為清水區(qū)8,清水通過設(shè)置在所述套殼129上部的收水堰111的出水管112排 出；內(nèi)設(shè)隔板110、兩端封閉的上述空心軸管19以滑動(dòng)配合固定在軸套140中，
9由此實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)連接在微網(wǎng)網(wǎng)體中心，隔板110上部的空心軸管連接轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)、接通水源并與上述反沖洗噴頭100密封連接，水源為清水區(qū)8;隔板110下 部的空心軸管連接氣源，并與噴氣沖刷頭124密封連接；空心軸管19下端通 過設(shè)置于所述瀑氣器組5上的下旋轉(zhuǎn)活接頭162與瀑氣器組5轉(zhuǎn)動(dòng)、密封連 接，上述氣源可取自曝氣器氣源或附設(shè)的空氣泵，本例中的輸氣管120的氣體 取自曝氣器氣源。在工作中，空心軸管在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)給噴氣沖刷頭124及瀑 氣器組5提供氣源。在實(shí)際制作中，出水堰111中心部位設(shè)置了支座12,上述 轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于收水堰111上方的電機(jī)18、減速機(jī)17、 上旋轉(zhuǎn)活 接頭161，均位于收水堰111上方固定在支座12上。電機(jī)18通過減速機(jī)17連 接上旋轉(zhuǎn)活接頭161的活動(dòng)端，上旋轉(zhuǎn)活接頭活動(dòng)端連接空心軸管19并通過 空心軸管帶動(dòng)反沖洗噴頭100與噴氣沖刷頭124同步旋轉(zhuǎn)；上旋轉(zhuǎn)活接頭161 的固定端通過水泵出水管14連接高壓水泵13，高壓水泵13通過水泵進(jìn)水管 11連接清水區(qū)8，水泵出水管上設(shè)有水量調(diào)節(jié)閥15，用于控制反沖洗水量的大 小。上述封閉腔室型軸套140的底部連通輸氣管120，氣體通過空心軸管上設(shè) 于隔板110下方的孔141進(jìn)入空心軸管，再由空心軸管的孔142連通噴氣沖刷 頭124，同時(shí)，氣體還通過下旋轉(zhuǎn)活接頭162輸送給瀑氣器組5。工作時(shí)，上述 位于同一豎直平面設(shè)置的反沖洗噴頭100與噴氣沖刷頭124處于連續(xù)緩慢旋 轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此可使微網(wǎng)網(wǎng)體128的進(jìn)水面及出水面的動(dòng)態(tài)膜及附著污物均在 同一徑向切面區(qū)域得到充分清除。上述電機(jī)、減速才幾及具有密封連接性能的 旋轉(zhuǎn)活接頭均為市售產(chǎn)品。
上述容器3外部設(shè)置至少兩個(gè)回流選擇器2，本例中設(shè)置了兩個(gè)，各回流選 擇器的上部通過管道22與好氧區(qū)4的上部相連、底部通過管道24與缺氧區(qū)7 的底部相連、中部設(shè)置原水進(jìn)水管23、頂端設(shè)置高于上述^f鼓網(wǎng)組件1頂部且 上口開放的釋放管21。實(shí)際應(yīng)用中，各回流選擇器2上設(shè)置的原水進(jìn)水管上分 別通過設(shè)置進(jìn)水分配調(diào)節(jié)閥連至總進(jìn)水管(圖中未示出)，原水進(jìn)水管23上還 可裝設(shè)流量計(jì)，以控制進(jìn)水流量大小。待處理的原水由該管進(jìn)入回流選擇器2 并與其中混合液混合再進(jìn)入缺氧區(qū)7。釋放管21為釋放觀察管，由它進(jìn)行容器 內(nèi)壓力的儲(chǔ)存、釋放和觀測(cè)。實(shí)際應(yīng)用中，該管也是為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試的點(diǎn)位， 可以通過它安裝液位計(jì)直讀和傳輸容器3內(nèi)的壓力。本發(fā)明中，上述罐體3內(nèi) 的現(xiàn)有含微生物菌膠團(tuán)的污、座水混合液中還含有按其重量百分比5%。 ~ 1%的 粒徑在100目~ 400目的一種或多種用于形成微網(wǎng)填充層的環(huán)境礦物材料，環(huán) 境礦物材料是硅藻土、沸石、海泡石、凹凸棒、蛭石或活性炭粉。環(huán)境礦物材料的置入,在污廢水過濾過程中與現(xiàn)有污、廢水混合液中含有的微生物菌 膠團(tuán)共同形成附著在微網(wǎng)上的動(dòng)態(tài)膜，在有利于生化過程的同時(shí)，當(dāng)微網(wǎng)上的 動(dòng)態(tài)膜層被瞬時(shí)沖開后，在容器內(nèi)壓力作用下可及時(shí)填補(bǔ)微網(wǎng)孔隙，抑制微細(xì) 懸浮物穿過微網(wǎng)，使干擾降低到最小水平。此外，環(huán)境礦物材料作為微網(wǎng)填充 層，比生物體直接包裹在微網(wǎng)上更容易剝離，特別有利于對(duì)微網(wǎng)組件的保護(hù)， 使其不出現(xiàn)深度污染，同時(shí)降低反沖洗的能耗。
本發(fā)明提供的上述實(shí)施例的工作過程及原理如下
首先在現(xiàn)有含^t生物菌膠團(tuán)的待處理污、廢水混合液中按重量百分比置 入5%。 ~ 1°/。粒徑為100目~ 400目的幾種環(huán)境礦物材料，本例中采用了粒徑120 目的沸石、粒徑250目的硅藻土及粒徑380目的活性炭粉三種材料。
原水首先由進(jìn)水管23進(jìn)入回流選擇器2，由上向下流動(dòng)并且在充滿混合 液的回流選擇器中與混合液充分混合，由于回流選擇器2是生化過程中的混合 液辨化反應(yīng)向反硝化反應(yīng)過度、轉(zhuǎn)換的空間，原水在此點(diǎn)的進(jìn)入，實(shí)際上是在 為反硝化菌群提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，滿足反硝化過程對(duì)碳源的需求。與此同時(shí)，優(yōu)勢(shì) 菌群充分汲取營(yíng)養(yǎng)，擠占其中不宜形成強(qiáng)勢(shì)的絲狀菌的繁殖空間，達(dá)到生物選 擇的目的。完成上述功能后的混合液進(jìn)入反應(yīng)器容器3的缺氧區(qū)7;混合液在 缺氧區(qū)反硝化過程中，通過硝酸鹽類物質(zhì)的轉(zhuǎn)換釋放一部分氮?dú)?，?shí)現(xiàn)對(duì)一部 分氮源污染物的消解和去除。這時(shí)，p藍(lán)磷菌在缺氧和充分^灰源補(bǔ)充的環(huán)境下大 量繁殖并釋磷，這對(duì)進(jìn)入好氧環(huán)境時(shí)的大量聚磷非常有利。在瀑氣器組5氣升 產(chǎn)生的負(fù)壓和容器3內(nèi)壓力共同作用下，缺氧區(qū)7混合液穿過水平設(shè)置的罐體 分隔孔板6進(jìn)入好氧區(qū)4;在好氧區(qū)的有氧環(huán)境下，混合液中大量的碳源污染物 被氧化分解，氨氮物質(zhì)通過硝化過程轉(zhuǎn)換為硝酸鹽類物質(zhì)，聚磷菌開始大量聚 磷；此時(shí)作為升流方式運(yùn)行的反應(yīng)器，容器3內(nèi)混合液基本上分三路轉(zhuǎn)移一 路作為好氧回流液，通過回流選擇器2再進(jìn)入缺氧區(qū)7，其流量為進(jìn)水量的 5(H00%，它是支撐硝化、反硝化過程的回流路徑；另一路作為好氧剩余污泥通 過排泥管31夕卜排，它除了維持容器內(nèi)合理的活性污泥量,保持一定的泥齡外， 因排出一定量聚磷狀態(tài)的嗟磷菌而除磷;再一路升流進(jìn)入微網(wǎng)組件1，經(jīng)動(dòng)態(tài) 膜實(shí)現(xiàn)固液分離過程后進(jìn)入清水區(qū)8排出系統(tǒng)，最終完成對(duì)原水的凈化。通 過微網(wǎng)組件1的混合液流量在不排泥情況下與進(jìn)水流量基本相等。
上述固液分離過程是靠微網(wǎng)組件中不斷更新的動(dòng)態(tài)膜層所體現(xiàn)的微濾效 果實(shí)現(xiàn)的，其過程是(l).含有環(huán)境礦物材料和微生物菌膠團(tuán)的動(dòng)態(tài)膜的形成 在曝氣氣壓和水壓共同作用下，混合液連續(xù)由微網(wǎng)組件1的下部進(jìn)入，貫通于 微網(wǎng)組件，從上部流出，隨液流循環(huán)，環(huán)境礦物材料和微生物菌膠團(tuán)附著在微
ii網(wǎng)網(wǎng)體128上形成具有活性、柔性和吸附特性的動(dòng)態(tài)膜層；動(dòng)態(tài)膜的形成將孩支 網(wǎng)的一般過濾性能水平提升到微濾水平。(2).過濾生成清水混合液通過動(dòng)態(tài) 膜過濾，懸浮物質(zhì)和微細(xì)膠體顆粒被攔截吸附在所述孩i網(wǎng)網(wǎng)體128進(jìn)水面，凈 化后的清水經(jīng)收水堰111從出水管112流出；(3).在線氣、水清洗并更新動(dòng)態(tài) 膜經(jīng)過一段時(shí)間的過濾，動(dòng)態(tài)膜活性降低，膜層增厚，過濾液通量下降,開啟 電機(jī)18及水泵出水管14上的調(diào)節(jié)閥15，通過減速機(jī)17、旋轉(zhuǎn)活接頭161使 空心軸管19帶動(dòng)反沖洗噴頭100與噴氣沖刷頭124同步緩慢旋轉(zhuǎn)，通過控制 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的速度和氣、水噴頭的流量、壓力來控制和調(diào)整對(duì)動(dòng)態(tài)膜的清 洗和擾動(dòng)，以此控制動(dòng)態(tài)膜層的生成狀態(tài)，達(dá)到保證通量和固液分離效果的目 的。反沖洗噴頭100與噴氣沖刷頭124的旋轉(zhuǎn)速度纟艮據(jù)動(dòng)態(tài)膜生成的速度控 制在45min 120min/r。這時(shí)， 一方面清水區(qū)的清水通過高壓水泵13、隔板IIO 上部的空心軸管壓入反沖洗噴頭100，并通過液體噴頭115貼靠微網(wǎng)出水面沖 洗微網(wǎng)；另一方面，氣體由輸氣管120依次通過軸套140的封閉腔室、空心軸 管壓入噴氣沖刷頭124，由出氣孔125向微網(wǎng)網(wǎng)體128底部的封閉網(wǎng)室噴氣， 使其中的圓形陶粒球123在上升推力作用下不規(guī)則跳動(dòng)，剪切、摩4察微網(wǎng)的進(jìn) 水面，在水、氣對(duì)微網(wǎng)網(wǎng)體正、反兩面的同步作用下，使微網(wǎng)動(dòng)態(tài)膜及附著污 物脫落；當(dāng)微網(wǎng)上的動(dòng)態(tài)膜層被瞬時(shí)沖開后，環(huán)境礦物材料在水壓力的作用下 可及時(shí)填補(bǔ)微網(wǎng)孔隙，抑制懸浮物質(zhì)和微細(xì)膠體顆粒穿過微網(wǎng)，跟著菌群開始 附著生長(zhǎng)形成新膜，使干擾降低到最小水平，同時(shí)作為微網(wǎng)填充層，環(huán)境礦物 材料比生物體直接包裹在微網(wǎng)上更容易剝離，使其不出現(xiàn)深度污染；由于位于 同一豎直平面的反沖洗噴頭100與噴氣沖刷頭124以線形區(qū)域連續(xù)緩慢掃描 沖刷動(dòng)態(tài)膜，使動(dòng)態(tài)膜代謝、脫落、生長(zhǎng)交錯(cuò)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)在線更新。 以下為本發(fā)明的應(yīng)用效果
在好氧區(qū)服T-4. 5h, MILLSS=9000mg/L，氣水比=10;膜組件反沖洗周期 =90min,膜組件浸入深度-O. 8m，微網(wǎng)面積=7 m'的條件下，
進(jìn)水指標(biāo)(原水平均值):COD=390 mg/L、 BOM65 mg/L、 SS-210 mg/L、 氨氮=27 mg/L、總氮=87 mg/L、總磷-4 mg/L;
出水指標(biāo)(透過水平均值)COD=33mg/L、 B0D-6 mg/L、氨氮=3. 6 mg/L、 總氮=7 tng/L、總磷=1 mg/L，SS未檢出、濁度-4N、糞大腸菌群《200個(gè)/L。
上述出水指標(biāo)優(yōu)于或等于傳統(tǒng)的MBR膜組件，其中C0D、氨氮、總氮指標(biāo) 優(yōu)于傳統(tǒng)的MBR膜組件。連續(xù)運(yùn)行120天，未發(fā)現(xiàn)出水量下降情況，而采用傳 統(tǒng)MBR膜組件在氣水比=20條件下，出水量下降7%，本發(fā)明的微網(wǎng)組件運(yùn)行能 耗只相當(dāng)于傳統(tǒng)膜組件的65%，微網(wǎng)組件的造價(jià)只相當(dāng)于傳統(tǒng)膜組件的30%。
12總之，本發(fā)明的每個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)均體現(xiàn)保證出水質(zhì)量、節(jié)約能源和提高運(yùn) 行效率的原則，有效解決傳統(tǒng)膜組件出水量低,造價(jià)高，使用壽命低，容易出現(xiàn) 因濃差極化、污染、老化導(dǎo)致的通量下降和堵塞，以及運(yùn)行的控制過程復(fù)雜， 維護(hù)需要較高技術(shù)條件的缺陷，并克服了現(xiàn)有利用動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)組件出水水 質(zhì)不夠穩(wěn)定、膜面積難以放大、出水率較低、能耗高，尚不能達(dá)到大規(guī)模應(yīng)用 水平的缺陷，進(jìn)一步滿足污、廢水資源化大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)要求，使利 用動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)組件這項(xiàng)優(yōu)秀的組合技術(shù)能夠得到更為廣泛的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1、一種連續(xù)更新動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，主要包括盛放含微生物菌膠團(tuán)的污、廢水混合液的容器，帶曝氣器組的好氧區(qū)，經(jīng)收水堰集水的清水區(qū)，置于好氧區(qū)中承載動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)組件，原水進(jìn)水管，清水出水管，其特征在于所述容器是圓筒形罐，罐體內(nèi)由帶有若干通孔的罐體分隔孔板分為上下兩層，上層為所述好氧區(qū)，下層設(shè)為缺氧區(qū)，所述瀑氣器組設(shè)置于所述分隔孔板的上板面；所述微網(wǎng)組件是可連續(xù)在線更新動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)組件，主要由具有波折狀網(wǎng)面的扁圓柱形微網(wǎng)網(wǎng)體、網(wǎng)體環(huán)周套殼、封閉所述微網(wǎng)網(wǎng)體底部的底網(wǎng)、均勻鋪設(shè)于底網(wǎng)上的2-3層能在上推力作用下在微網(wǎng)網(wǎng)體與底網(wǎng)間跳動(dòng)的陶粒球、沿微網(wǎng)網(wǎng)體端面直徑在微網(wǎng)網(wǎng)體上方及下方分別設(shè)置的位于同一豎直平面的反沖洗噴頭及噴氣沖刷頭、帶動(dòng)所述反沖洗噴頭及噴氣沖刷頭以45-120min/r的轉(zhuǎn)速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的空心軸管及軸管轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成；所述微網(wǎng)組件水平密封連接于罐體頂部，所述微網(wǎng)網(wǎng)體的上部開放，為清水區(qū)，清水通過設(shè)置在所述套殼上部的收水堰排出；內(nèi)設(shè)隔板、兩端封閉的所述空心軸管轉(zhuǎn)動(dòng)連接在微網(wǎng)網(wǎng)體中心，隔板上部的空心軸管連接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和水源并與所述反沖洗噴頭密封連接；隔板下部的空心軸管連接氣源，并與噴氣沖刷頭密封連接，空心軸管下端轉(zhuǎn)動(dòng)、密封連接在所述瀑氣器組上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)更新動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，其 特征在于所述具有波折狀網(wǎng)面的扁圓柱形微網(wǎng)網(wǎng)體是由多層孔徑為300 ~500目的不同孔徑微網(wǎng)疊加并依骨架固定成形為由多個(gè)同心環(huán)狀V形槽依次連接 形成的網(wǎng)體；所述底網(wǎng)的孔徑為50-100目，微網(wǎng)網(wǎng)體與底網(wǎng)之間的空間由多個(gè) 網(wǎng)分隔孔板分隔成若干封閉網(wǎng)室，所述陶粒球是直徑為4 ~ 1 (km的圓形陶粒球 并分置在所述各封閉網(wǎng)室內(nèi)；所述反沖洗噴頭是由水管及其下面連接的多個(gè) 與各v形槽對(duì)應(yīng)設(shè)置的液體噴頭構(gòu)成，所述液體噴頭的形狀與V形槽形狀吻合: 并分別插入各V形槽內(nèi)，其貼靠V形槽槽面的兩側(cè)開有出水孔；所述噴氣沖刷頭是在其上側(cè)對(duì)應(yīng)所述底網(wǎng)設(shè)置若干出氣孔的噴氣管。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的連續(xù)更新動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng) 器，其特征在于所述水源為清水區(qū)；所述氣源取自曝氣器氣源或附設(shè)的空氣泵， 所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于收水堰上方的電機(jī)、減速機(jī)、上旋轉(zhuǎn)活接頭，電 機(jī)通過減速機(jī)連接上旋轉(zhuǎn)活接頭的活動(dòng)端，上旋轉(zhuǎn)活接頭活動(dòng)端連接所述空心軸管并通過空心軸管帶動(dòng)反沖洗噴頭與噴氣沖刷頭同步旋轉(zhuǎn)；上旋轉(zhuǎn)活接 頭的固定端通過水泵出水管連接高壓水泵，高壓水泵通過水泵進(jìn)水管連接清 水區(qū)，水泵出水管上i殳有調(diào)節(jié)閥；所述空心軸管下端通過i殳置于所述瀑氣器組 上的下旋轉(zhuǎn)活接頭與瀑氣器組轉(zhuǎn)動(dòng)、密封連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)更新動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，其 特征在于所述容器外部i殳置至少兩個(gè)回流選擇器，各回流選擇器的上部與好 氧區(qū)的上部相連、底部與缺氧區(qū)的底部相連、中部設(shè)置所述原水進(jìn)水管、頂 端設(shè)置高于所述孩史網(wǎng)組件頂部且上口開放的釋;^文管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)更新動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng) 器，其特征在于所述盛放在容器中的含微生物菌膠團(tuán)的污、廢水混合液含有 按其重量百分比5%。 ~ 1%的粒徑在100目~ 400目的一種或多種用于形成微網(wǎng) 填充層的環(huán)境礦物材料。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)更新動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，其 特征在于所述環(huán)境礦物材料是硅藻土、沸石、海泡石、凹凸棒、蛭石及活性 炭粉。
全文摘要
本發(fā)明涉及連續(xù)更新動(dòng)態(tài)膜的微網(wǎng)動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，特征在于容器由分隔孔板分為上層好氧區(qū)，下層缺氧區(qū)，曝氣器組設(shè)于分隔孔板上面；微網(wǎng)組件由波折狀微網(wǎng)網(wǎng)體，套殼，底網(wǎng)，均勻鋪在底網(wǎng)上的2-3層陶粒球，分別設(shè)置于網(wǎng)體上下方的位于同一平面的反沖洗噴頭及噴氣沖刷頭，帶動(dòng)反沖洗噴頭及噴氣沖刷頭連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的空心軸管及轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成；微網(wǎng)組件水平設(shè)于罐頂；微網(wǎng)網(wǎng)體中心設(shè)置內(nèi)設(shè)隔板的空心軸管，隔板上部軸管連接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，水源及反沖洗噴頭，隔板下部軸管連接氣源及噴氣沖刷頭，空心軸管下端轉(zhuǎn)動(dòng)、密封連接曝氣器組。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是提高脫氮除磷效果，達(dá)到微濾固液分離效果，在保證出水通量同時(shí)，優(yōu)化簡(jiǎn)化動(dòng)力和控制系統(tǒng)。
文檔編號(hào)C02F3/30GK101492202SQ200910067969
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者侯景樹, 雁 孫, 居文鐘, 彥 李, 然 李, 李紅衛(wèi), 王德龍 申請(qǐng)人:天津市天水環(huán)保設(shè)計(jì)工程有限公司