低能耗复合膜生物反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及生物污水反应器，具体地，涉及一种低能耗复合膜生物反应器。
【背景技术】
[0002]目前，随着我国农村经济的发展和农村生活水平的提高，农村分散式水体污染也日趋加剧。农村分散式水源污染处理不同于城市及中小城镇集中式处理，污水分散收集难、缺乏市政污水集水管网和有效管理，且量小面广、分散化。欧美日本等发达国家对分散式生活污水处理研究起步较早，而国内研究起步较晚且技术单一，主要采用好氧、厌氧或者厌氧与好氧组合的工艺，存在适用性较差、占地面积大、脱氮除磷效果差、操作运行管理复杂等缺点。
[0003]膜生物反应器是把生物处理与膜分离相结合的高效废水处理技术。其具有处理效率高，出水可直接回用；系统运行稳定、流程简单、设备少、占地面积小;污泥龄长，剩余污泥量少；以及操作管理方便，易于实现自动控制等优点。通过膜生物反应器处理的生活污水可以达到排放标准直接排放。
[0004]除此之外，国内外研究发现，可以通过同一反应器中发生的同步硝化反硝化或者短程硝化反硝化去除总氮(TN)。将该技术用于膜生物反应器，通过投加一定量的载体填料，不仅可以改变泥水混合液的性质、降低膜污染，延长膜使用寿命;并且载体填料上附着生长的一定厚度的生物膜由于外层处于好氧状态，发生硝化反应，而内层生物膜处于缺氧/厌氧状态，发生反硝化反应，同步发生反硝化反应得以实现，大大加强了系统对总氮去除。
[0005]但是，目前常规膜生物反应器的最大缺点之一在于，其往往需要持续进行好氧曝气。具体来说，现有常规膜生物反应器曝气系统由于采用持续性曝气，曝气能耗占整个运行能耗的高至60%_80%，导致整体运行成本居高不下。此外，由于持续曝气，还会产生膜污染严重、使用寿命短等问题，从而限制其在污水处理中的实际使用。
[0006]因此，本领域迫切需要一种新的复合生物膜反应器装置，该装置能够在高效处理废水的同时，降低能耗、减缓膜污染并延长使用寿命，进而能够降低污水处理的整体成本。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型提供了一种低能耗复合膜生物反应器，目的在于获得提高系统抗负荷冲击能力、减缓膜污染、节省运行能耗，同时获得稳定的脱氮除磷效果。
[0008]在一个方面，本实用新型提供了一种低能耗复合膜生物反应器，所述低能耗复合膜生物反应器包括:生物反应器主体、膜组器以及曝气管，其中，所述膜组器位于所述生物反应器主体的内部下方，使用导流板将所述生物反应器主体的内部分割成两个对称区域，所述膜组器分别位于所述两个对称区域中；所述两个对称区域中分别布设有所述曝气管，所述曝气管分别与电动阀相连，所述电动阀分别控制所述曝气管循环交替进行曝气；以及所述生物反应器主体内还布设有载体填料。
[0009]在一个优选的实施方式中，所述低能耗复合膜生物反应器还包括进水系统，所述进水系统安装在所述生物反应器主体外部，所述进水系统包括进水栗和格栅，所述格栅的过滤孔径为1-3mm。
[0010]在又一个优选的实施方式中，所述格栅是不锈钢格栅。
[0011]在另一个优选的实施方式中，所述低能耗复合膜生物反应器还包括出水系统，所述系统安装在所述生物反应器主体外部，出水系统所述出水系统包括真空负压表、出水流量计和产水栗。
[0012]在又一个优选的实施方式中，所述产水栗按周期性间歇运行方式运行，抽、停时间分别约为4-10分钟和1-5分钟。
[0013]在另一个优选的实施方式中，所述低能耗复合膜生物反应器还包括鼓风机，所述鼓风机通过供气管道与所述电动阀以及所述曝气管相连。
[0014]在另一个优选的实施方式中，所述曝气管是穿孔曝气管或微孔曝气管，所述曝气管分别设置于两个对称区域中的所述膜组器的下方进行交替曝气。
[0015]在又一个优选的实施方式中，曝气时间约为30-40秒。
[0016]在另一个优选的实施方式中，所述低能耗复合膜生物反应器还包括连接在所述生物反应器主体底部的排泥管，以及位于所述生物反应器主体内部的静压式液体计。
[0017]在另一个优选的实施方式中，所述低能耗复合膜生物反应器还包括与所述进水栗、所述真空负压表、所述出水流量计、所述产水栗、所述静压式液体计、所述排泥管、所述电动阀以及所述鼓风机相连的主控系统。
[0018]在另一个优选的实施方式中，所述载体填料包括以下一种或多种:粉末填料活性碳(PAC)、颗粒活性碳(GAC)、海绵、球形填料、海藻酸钙。
[0019]在另一个优选的实施方式中，所述膜组器包括多片中空纤维复合膜膜片，所述中空纤维复合膜膜片包括聚氯乙烯(PVC)膜片或聚偏氟乙烯(PVDF)膜片。
[0020]本实用新型的复合膜生物反应器在使用时的工作原理如下所示:待处理污水经进水栗导入格栅过滤后进入生物反应器主体，曝气系统不断向曝气管供气，膜组器之间设置的导流板将膜组器分割成两个对称的区域，通过控制曝气管电动阀开关实现对区域交替循环曝气，曝气使污泥混合液、填料均匀分布至膜组器内。当其中一区域曝气，区域内形成好氧环境，有机物快速分，好氧硝化、好氧吸磷作用发生时；另一区域形成缺氧/兼氧环境，反硝化作用、缺氧释磷作用发生。两区域通过交替循环曝气不断实现好氧和缺氧/兼氧环境条件转换，为硝化菌和反硝化菌生长提供了共生条件，从而实现高效除氮除磷。同时，载体填料上生物膜生长，提高了生物反应器中总微生物量，系统有机负荷降低，污泥浓度减低，减缓了膜污染，而生物膜对于溶解性微生物产物(SMP)和胞外聚合物(EPS)的吸附降解同样可以延缓膜污染。整个处理过程中，主控制装置控制运行进水系统、曝气系统、出水系统。
【附图说明】
[0021]图1所示是本实用新型的低能耗复合膜生物反应器的示例性实施方式的结构示意图。
[0022]该低能耗复合膜生物反应器包括:进水栗I;格栅2;载体填料3;膜组器4;第一曝气管5-1和第二曝气管5-2;导流板6;真空负压表7;产水流量计8;产水栗9;主控系统10;静压式液位计11;排泥管12;第一电动阀13-1和第二电动阀13-2;鼓风机14;以及生物反应主体区15。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型作进一步的描述，但是应理解，它们仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
[0024]如图1所示是本实用新型的低能耗复合膜生物反应器，其包括:生物反应主体15、膜组器4、第一曝气管5-1和第二曝气管5-2以及载体填料3，其中，所述膜组器4设置于所述生物反应器主体15的内部下方，使用导流板6将所述生物反应器主体15的内部分割成两个对称区域，所述膜组器4分别位于两个对称区域中。
[0025]所述导流板6的下部距离生物反应器主体15的池底约为30-45cm，其上部距离所述生物反应器主体15的液面约为5-15cm0
[0026]两个独立的曝气管，第一曝气管5-1和第二曝气管5-2分别安装于位于两个对称区域内的膜组器4的下方，距所述生物反应主体的15的池底约为20-40cm。所述两个曝气管，第一曝气管5-1和第二曝气管5-2与第一电动阀13-1和第二电动阀13-2相接后与鼓风机14进口处相接。
[0027]所述膜组器4通过管道与真空负压表7相连，产生的污水经产水栗9排出。
[0028]调试运行如下:废水经进水栗I流入格栅2，经过格栅2的过滤作用后进入生物反应主体区15。第一电动阀13-1和第二电动阀13-2控制两个曝气管，第一曝气管5-1和第二曝气管5-2交替循环曝气。即第一曝气管5-1进行曝气、第二曝气管5-2停止曝气，随后第二曝气管5-2曝气、第一曝气管5-1停止曝气，曝气时间分别约为30-40S，如此循环交替往复。在曝气作用下，污泥混合液和载体填料3均匀分布至导流板6—侧，形成好氧环境条件，另一侧则形成缺氧环境，两对称区域内好氧-缺氧-兼氧环境交替分布。膜组器4通过管道与产水栗9相连接抽吸出水，抽吸压力约为0-60kPa，产水通量约为1-120L/V.h。静压式液位计11显示高低水位。当低水位时，主控系统10启动进水栗I进水，当高水位时，停止进水栗7进水。产水栗9周期性间歇运行，抽、停时间分别约为4-10分钟和1-5分钟。
[0029]实用新型的有益效果
[0030]在本实用新型中，生物反应器主体内投加填料，使得填料上附着大量的微生物，有效形成生物膜，提高系统抗负荷冲击能力，减缓膜污染和降低膜清洗频率。
[0031]在本实用新型中，通过改变传统常规膜生物反应器持续曝气方式，将膜组器分割成两对称区域，不仅降低了能耗需求，还在同一反应器中实现了同步硝化反硝化，增强了系统脱氮除磷效果。
[0032]在本实用新型中，膜组器采用复合中空纤维膜，可有效防止断丝现象。
[0033]虽然为了清楚和理解的目的，已对本实用新型进行了详细的描述，但是在阅读了本申请说明书之后，本领域技术人员将会明白，在不偏离本实用新型的精神和实质的前提下，可以对本实用新型进行各种修改和改变，这些修改和改变均落入所附权利要求书及其等价内容所包括的范围之内。
【主权项】
1.一种低能耗复合膜生物反应器，所述低能耗复合膜生物反应器包括:生物反应器主体(15)、膜组器(4)以及第一曝气管(5-1)和第二曝气管(5-2)，其特征在于: 所述膜组器(4)位于所述生物反应器主体(15)的内部下方，使用导流板(6)将所述生物反应器主体(15)的内部分割成两个对称区域，所述膜组器(4)分别位于所述两个对称区域中； 所述两个对称区域中分别布设有所述第一曝气管(5-1)和第二曝气管(5-2)，所述第一曝气管(5-1)和第二曝气管(5-2)分别与第一电动阀(13-1)和第二电动阀(13-2)相连，所述第一电动阀(13-1)和第二电动阀(13-2)分别控制所述第一曝气管(5-1)和第二曝气管(5-2)循环交替进行曝气；以及 所述生物反应器主体(15)内还布设有载体填料(3)。2.如权利要求1所述的低能耗复合膜生物反应器，其特征在于，所述低能耗复合膜生物反应器还包括进水系统，所述进水系统安装在所述生物反应器主体外部，所述进水系统包括进水栗(I)和格栅(2)，所述格栅(2)的过滤孔径为l-3mm。3.如权利要求1所述的低能耗复合膜生物反应器，其特征在于，所述低能耗复合膜生物反应器还包括出水系统，所述出水系统安装在所述生物反应器主体外部，所述出水系统包括真空负压表(7)、出水流量计(8)和产水栗(9)。4.如权利要求1-3中任一项所述的低能耗复合膜生物反应器，其特征在于，所述低能耗复合膜生物反应器还包括鼓风机(14)，所述鼓风机(14)通过供气管道与所述第一电动阀(13-1)和第二电动阀(13-2)以及所述第一曝气管(5-1)和第二曝气管(5-2)相连。5.如权利要求1-3中任一项所述的低能耗复合膜生物反应器，其特征在于，所述第一曝气管(5-1)和第二曝气管(5-2)是穿孔曝气管或微孔曝气管，并且所述第一曝气管(5-1)和第二曝气管(5-2)分别设置于所述膜组器(4)的下方进行交替曝气。6.如权利要求1所述的低能耗复合膜生物反应器，其特征在于，所述低能耗复合膜生物反应器还包括进水系统，所述进水系统安装在所述生物反应器主体外部，所述进水系统包括进水栗(I)和格栅(2)，所述格栅(2)的过滤孔径为1-3mm，所述低能耗复合膜生物反应器还包括出水系统，所述出水系统安装在所述生物反应器主体外部，所述出水系统包括真空负压表(7)、出水流量计(8)和产水栗(9)，所述低能耗复合膜生物反应器还包括鼓风机(14)，所述鼓风机(14)通过供气管道与所述第一电动阀(13-1)和第二电动阀(13-2)以及所述第一曝气管(5-1)和第二曝气管(5-2)相连，并且所述低能耗复合膜生物反应器还包括连接在所述生物反应器主体(15)底部的排泥管(12)，以及位于所述生物反应器主体(15)内部的静压式液体计(11)。7.如权利要求6所述的低能耗复合膜生物反应器，其特征在于，所述低能耗复合膜生物反应器还包括与所述进水栗(I)、所述真空负压表(7)、所述出水流量计(8)、所述产水栗(9)、所述静压式液体计(11)、所述排泥管(12)、所述第一电动阀(13-1)和第二电动阀(13-2)以及所述鼓风机(14)相连的主控系统(10)。8.如权利要求1-3中任一项所述的低能耗复合膜生物反应器，其特征在于，所述载体填料(3)包括以下一种或多种:粉末填料活性碳(PAC)、颗粒活性碳(GAC)、海绵、球形填料、海藻酸钙。9.如权利要求1-3中任一项所述的低能耗复合膜生物反应器，其特征在于，所述膜组器(4)包括多片中空纤维复合膜膜片，所述中空纤维复合膜膜片包括聚氯乙烯(PVC)膜片或聚偏氟乙烯(PVDF)膜片。
【专利摘要】本实用新型涉及一种低能耗复合膜生物反应器。所述低能耗复合膜生物反应器包括：生物反应器主体、膜组器以及曝气管，其中，所述膜组器位于所述生物反应器主体的内部下方，使用导流板将所述生物反应器主体的内部分割成两个对称区域，所述膜组器分别位于所述两个对称区域中；所述两个对称区域中分别布设有所述曝气管，所述曝气管分别与电动阀相连，所述电动阀分别控制所述曝气管循环交替进行曝气；以及所述生物反应器主体内还布设有载体填料。
【IPC分类】C02F9/14
【公开号】CN205387523
【申请号】CN201520731868
【发明人】陈清, 陈良刚, 白新征, 于玉彬, 税勇
【申请人】海南立昇净水科技实业有限公司
【公开日】2016年7月20日
【申请日】2015年9月21日