低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物污水反應(yīng)器，具體地，涉及一種低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)村生活水平的提高，農(nóng)村分散式水體污染也日趨加劇。農(nóng)村分散式水源污染處理不同于城市及中小城鎮(zhèn)集中式處理，污水分散收集難、缺乏市政污水集水管網(wǎng)和有效管理，且量小面廣、分散化。歐美日本等發(fā)達(dá)國家對分散式生活污水處理研究起步較早，而國內(nèi)研究起步較晚且技術(shù)單一，主要采用好氧、厭氧或者厭氧與好氧組合的工藝，存在適用性較差、占地面積大、脫氮除磷效果差、操作運(yùn)行管理復(fù)雜等缺點(diǎn)。
[0003]膜生物反應(yīng)器是把生物處理與膜分離相結(jié)合的高效廢水處理技術(shù)。其具有處理效率高，出水可直接回用；系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、流程簡單、設(shè)備少、占地面積小;污泥齡長，剩余污泥量少；以及操作管理方便，易于實(shí)現(xiàn)自動控制等優(yōu)點(diǎn)。通過膜生物反應(yīng)器處理的生活污水可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)直接排放。
[0004]除此之外，國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，可以通過同一反應(yīng)器中發(fā)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(shù)用于膜生物反應(yīng)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(zhì)、降低膜污染，延長膜使用壽命;并且載體填料上附著生長的一定厚度的生物膜由于外層處于好氧狀態(tài)，發(fā)生硝化反應(yīng)，而內(nèi)層生物膜處于缺氧/厭氧狀態(tài)，發(fā)生反硝化反應(yīng)，同步發(fā)生反硝化反應(yīng)得以實(shí)現(xiàn)，大大加強(qiáng)了系統(tǒng)對總氮去除。
[0005]但是，目前常規(guī)膜生物反應(yīng)器的最大缺點(diǎn)之一在于，其往往需要持續(xù)進(jìn)行好氧曝氣。具體來說，現(xiàn)有常規(guī)膜生物反應(yīng)器曝氣系統(tǒng)由于采用持續(xù)性曝氣，曝氣能耗占整個運(yùn)行能耗的高至60%_80%，導(dǎo)致整體運(yùn)行成本居高不下。此外，由于持續(xù)曝氣，還會產(chǎn)生膜污染嚴(yán)重、使用壽命短等問題，從而限制其在污水處理中的實(shí)際使用。
[0006]因此，本領(lǐng)域迫切需要一種新的復(fù)合生物膜反應(yīng)器裝置，該裝置能夠在高效處理廢水的同時，降低能耗、減緩膜污染并延長使用壽命，進(jìn)而能夠降低污水處理的整體成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型提供了一種低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器，目的在于獲得提高系統(tǒng)抗負(fù)荷沖擊能力、減緩膜污染、節(jié)省運(yùn)行能耗，同時獲得穩(wěn)定的脫氮除磷效果。
[0008]在一個方面，本實(shí)用新型提供了一種低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器，所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器包括:生物反應(yīng)器主體、膜組器以及曝氣管，其中，所述膜組器位于所述生物反應(yīng)器主體的內(nèi)部下方，使用導(dǎo)流板將所述生物反應(yīng)器主體的內(nèi)部分割成兩個對稱區(qū)域，所述膜組器分別位于所述兩個對稱區(qū)域中；所述兩個對稱區(qū)域中分別布設(shè)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(huán)交替進(jìn)行曝氣；以及所述生物反應(yīng)器主體內(nèi)還布設(shè)有載體填料。
[0009]在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器還包括進(jìn)水系統(tǒng)，所述進(jìn)水系統(tǒng)安裝在所述生物反應(yīng)器主體外部，所述進(jìn)水系統(tǒng)包括進(jìn)水栗和格柵，所述格柵的過濾孔徑為1-3mm。
[0010]在又一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述格柵是不銹鋼格柵。
[0011]在另一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器還包括出水系統(tǒng)，所述系統(tǒng)安裝在所述生物反應(yīng)器主體外部，出水系統(tǒng)所述出水系統(tǒng)包括真空負(fù)壓表、出水流量計和產(chǎn)水栗。
[0012]在又一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述產(chǎn)水栗按周期性間歇運(yùn)行方式運(yùn)行，抽、停時間分別約為4-10分鐘和1-5分鐘。
[0013]在另一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器還包括鼓風(fēng)機(jī)，所述鼓風(fēng)機(jī)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(yōu)選的實(shí)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(shè)置于兩個對稱區(qū)域中的所述膜組器的下方進(jìn)行交替曝氣。
[0015]在又一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，曝氣時間約為30-40秒。
[0016]在另一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器還包括連接在所述生物反應(yīng)器主體底部的排泥管，以及位于所述生物反應(yīng)器主體內(nèi)部的靜壓式液體計。
[0017]在另一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器還包括與所述進(jìn)水栗、所述真空負(fù)壓表、所述出水流量計、所述產(chǎn)水栗、所述靜壓式液體計、所述排泥管、所述電動閥以及所述鼓風(fēng)機(jī)相連的主控系統(tǒng)。
[0018]在另一個優(yōu)選的實(shí)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?；钚蕴?GAC)、海綿、球形填料、海藻酸鈣。
[0019]在另一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述膜組器包括多片中空纖維復(fù)合膜膜片，所述中空纖維復(fù)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(shí)用新型的復(fù)合膜生物反應(yīng)器在使用時的工作原理如下所示:待處理污水經(jīng)進(jìn)水栗導(dǎo)入格柵過濾后進(jìn)入生物反應(yīng)器主體，曝氣系統(tǒng)不斷向曝氣管供氣，膜組器之間設(shè)置的導(dǎo)流板將膜組器分割成兩個對稱的區(qū)域，通過控制曝氣管電動閥開關(guān)實(shí)現(xiàn)對區(qū)域交替循環(huán)曝氣，曝氣使污泥混合液、填料均勻分布至膜組器內(nèi)。當(dāng)其中一區(qū)域曝氣，區(qū)域內(nèi)形成好氧環(huán)境，有機(jī)物快速分，好氧硝化、好氧吸磷作用發(fā)生時；另一區(qū)域形成缺氧/兼氧環(huán)境，反硝化作用、缺氧釋磷作用發(fā)生。兩區(qū)域通過交替循環(huán)曝氣不斷實(shí)現(xiàn)好氧和缺氧/兼氧環(huán)境條件轉(zhuǎn)換，為硝化菌和反硝化菌生長提供了共生條件，從而實(shí)現(xiàn)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(yīng)器中總微生物量，系統(tǒng)有機(jī)負(fù)荷降低，污泥濃度減低，減緩了膜污染，而生物膜對于溶解性微生物產(chǎn)物(SMP)和胞外聚合物(EPS)的吸附降解同樣可以延緩膜污染。整個處理過程中，主控制裝置控制運(yùn)行進(jìn)水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、出水系統(tǒng)。
【附圖說明】

[0021]圖1所示是本實(shí)用新型的低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器的示例性實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]該低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器包括:進(jìn)水栗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(dǎo)流板6;真空負(fù)壓表7;產(chǎn)水流量計8;產(chǎn)水栗9;主控系統(tǒng)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(fēng)機(jī)14;以及生物反應(yīng)主體區(qū)15。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述，但是應(yīng)理解，它們僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。
[0024]如圖1所示是本實(shí)用新型的低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器，其包括:生物反應(yīng)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(shè)置于所述生物反應(yīng)器主體15的內(nèi)部下方，使用導(dǎo)流板6將所述生物反應(yīng)器主體15的內(nèi)部分割成兩個對稱區(qū)域，所述膜組器4分別位于兩個對稱區(qū)域中。
[0025]所述導(dǎo)流板6的下部距離生物反應(yīng)器主體15的池底約為30-45cm，其上部距離所述生物反應(yīng)器主體15的液面約為5-15cm0
[0026]兩個獨(dú)立的曝氣管，第一曝氣管5-1和第二曝氣管5-2分別安裝于位于兩個對稱區(qū)域內(nèi)的膜組器4的下方，距所述生物反應(yīng)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相接后與鼓風(fēng)機(jī)14進(jìn)口處相接。
[0027]所述膜組器4通過管道與真空負(fù)壓表7相連，產(chǎn)生的污水經(jīng)產(chǎn)水栗9排出。
[0028]調(diào)試運(yùn)行如下:廢水經(jīng)進(jìn)水栗I流入格柵2，經(jīng)過格柵2的過濾作用后進(jìn)入生物反應(yīng)主體區(qū)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(huán)曝氣。即第一曝氣管5-1進(jìn)行曝氣、第二曝氣管5-2停止曝氣，隨后第二曝氣管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(huán)交替往復(fù)。在曝氣作用下，污泥混合液和載體填料3均勻分布至導(dǎo)流板6—側(cè)，形成好氧環(huán)境條件，另一側(cè)則形成缺氧環(huán)境，兩對稱區(qū)域內(nèi)好氧-缺氧-兼氧環(huán)境交替分布。膜組器4通過管道與產(chǎn)水栗9相連接抽吸出水，抽吸壓力約為0-60kPa，產(chǎn)水通量約為1-120L/V.h。靜壓式液位計11顯示高低水位。當(dāng)?shù)退粫r，主控系統(tǒng)10啟動進(jìn)水栗I進(jìn)水，當(dāng)高水位時，停止進(jìn)水栗7進(jìn)水。產(chǎn)水栗9周期性間歇運(yùn)行，抽、停時間分別約為4-10分鐘和1-5分鐘。
[0029]實(shí)用新型的有益效果
[0030]在本實(shí)用新型中，生物反應(yīng)器主體內(nèi)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(tǒng)抗負(fù)荷沖擊能力，減緩膜污染和降低膜清洗頻率。
[0031]在本實(shí)用新型中，通過改變傳統(tǒng)常規(guī)膜生物反應(yīng)器持續(xù)曝氣方式，將膜組器分割成兩對稱區(qū)域，不僅降低了能耗需求，還在同一反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了同步硝化反硝化，增強(qiáng)了系統(tǒng)脫氮除磷效果。
[0032]在本實(shí)用新型中，膜組器采用復(fù)合中空纖維膜，可有效防止斷絲現(xiàn)象。
[0033]雖然為了清楚和理解的目的，已對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但是在閱讀了本申請說明書之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會明白，在不偏離本實(shí)用新型的精神和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對本實(shí)用新型進(jìn)行各種修改和改變，這些修改和改變均落入所附權(quán)利要求書及其等價內(nèi)容所包括的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器，所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器包括:生物反應(yīng)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)，其特征在于: 所述膜組器(4)位于所述生物反應(yīng)器主體(15)的內(nèi)部下方，使用導(dǎo)流板(6)將所述生物反應(yīng)器主體(15)的內(nèi)部分割成兩個對稱區(qū)域，所述膜組器(4)分別位于所述兩個對稱區(qū)域中； 所述兩個對稱區(qū)域中分別布設(shè)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(huán)交替進(jìn)行曝氣；以及 所述生物反應(yīng)器主體(15)內(nèi)還布設(shè)有載體填料(3)。2.如權(quán)利要求1所述的低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器還包括進(jìn)水系統(tǒng)，所述進(jìn)水系統(tǒng)安裝在所述生物反應(yīng)器主體外部，所述進(jìn)水系統(tǒng)包括進(jìn)水栗(I)和格柵(2)，所述格柵(2)的過濾孔徑為l-3mm。3.如權(quán)利要求1所述的低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器還包括出水系統(tǒng)，所述出水系統(tǒng)安裝在所述生物反應(yīng)器主體外部，所述出水系統(tǒng)包括真空負(fù)壓表(7)、出水流量計(8)和產(chǎn)水栗(9)。4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器還包括鼓風(fēng)機(jī)(14)，所述鼓風(fēng)機(jī)(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(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器，其特征在于，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，并且所述第一曝氣管(5-1)和第二曝氣管(5-2)分別設(shè)置于所述膜組器(4)的下方進(jìn)行交替曝氣。6.如權(quán)利要求1所述的低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器還包括進(jìn)水系統(tǒng)，所述進(jìn)水系統(tǒng)安裝在所述生物反應(yīng)器主體外部，所述進(jìn)水系統(tǒng)包括進(jìn)水栗(I)和格柵(2)，所述格柵(2)的過濾孔徑為1-3mm，所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器還包括出水系統(tǒng)，所述出水系統(tǒng)安裝在所述生物反應(yīng)器主體外部，所述出水系統(tǒng)包括真空負(fù)壓表(7)、出水流量計(8)和產(chǎn)水栗(9)，所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器還包括鼓風(fēng)機(jī)(14)，所述鼓風(fēng)機(jī)(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，并且所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器還包括連接在所述生物反應(yīng)器主體(15)底部的排泥管(12)，以及位于所述生物反應(yīng)器主體(15)內(nèi)部的靜壓式液體計(11)。7.如權(quán)利要求6所述的低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器還包括與所述進(jìn)水栗(I)、所述真空負(fù)壓表(7)、所述出水流量計(8)、所述產(chǎn)水栗(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(fēng)機(jī)(14)相連的主控系統(tǒng)(10)。8.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器，其特征在于，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(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述膜組器(4)包括多片中空纖維復(fù)合膜膜片，所述中空纖維復(fù)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(shí)用新型涉及一種低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器。所述低能耗復(fù)合膜生物反應(yīng)器包括：生物反應(yīng)器主體、膜組器以及曝氣管，其中，所述膜組器位于所述生物反應(yīng)器主體的內(nèi)部下方，使用導(dǎo)流板將所述生物反應(yīng)器主體的內(nèi)部分割成兩個對稱區(qū)域，所述膜組器分別位于所述兩個對稱區(qū)域中；所述兩個對稱區(qū)域中分別布設(shè)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(huán)交替進(jìn)行曝氣；以及所述生物反應(yīng)器主體內(nèi)還布設(shè)有載體填料。
【IPC分類】C02F9/14
【公開號】CN205387523
【申請?zhí)枴緾N201520731868
【發(fā)明人】陳清, 陳良剛, 白新征, 于玉彬, 稅勇
【申請人】海南立昇凈水科技實(shí)業(yè)有限公司
【公開日】2016年7月20日
【申請日】2015年9月21日