一种微氧膜生物反应器的制作方法与工艺

文档序号:13108157阅读:326来源:国知局
技术领域本实用新型涉及环保设备领域,具体涉及一种微氧膜生物反应器。

背景技术:
有机废水主要来源于生活污水、畜禽养殖、食品加工等行业,主要污染成分为COD、氨氮及磷酸盐,有机类废水以生物处理工艺为主,但目前的接触氧化池、序批式活性污泥工艺等均存在污泥量大、占地广、出水水质差的缺陷。膜生物反应器是近年来得到迅速发展的一种新型污水处理技术。它将膜分离技术和生物反应技术相结合,取代了传统工艺的二沉池,可以提高出水水质,促进水的循环利用。随着膜生产技术的提升,膜性能不断提高,其生产成本也不断下降,为膜生物反应器的普及提供了条件。近年出现的膜生物反应器有好氧型、兼氧型等多种类型。在好氧膜生物反应器中,为了给好氧菌提供足够的养分和保持对膜组件的有效冲刷,一般都配备大功率曝气风机,导致运行能耗较高。而且好氧膜生物反应器以好氧菌为优势菌种,其繁殖周期短,衰亡速度快,形成大量的剩余污泥,污泥的处理难度大。而且好氧菌只能对污水进行氨氮消化,吸收磷,缺少厌氧/缺氧段,脱氮除磷效果差。现有的兼氧膜生物反应器,将曝气强度主要集中在膜组件下方,形成局部好氧,其余区域形成兼氧环境,以兼性微生物为优势菌种,好氧菌和兼性菌共存的形态。可以减少污泥量,提高了脱氮除磷效果,降低了能耗,但由于反应区与膜区重合,增加了膜组件负荷,使膜组件上容易附着微生物菌群,导致膜组件堵塞堵塞,降低其使用寿命。而且大部分膜生物反应器需要外接电源,增加了运行成本,在广大农村地区不容易维护,因电力费用问题使污水处理设备无法正常运行。

技术实现要素:
为解决现有好氧膜生物反应器的能耗高、脱氮除磷效果差、污泥产量大的技术问题、以及兼氧膜生物反应器的膜污染严重、膜组件寿命短的问题、还有现有分散式污水处理设备需要外接电源的问题,本实用新型的目的在于提出一种能耗低、脱氮除磷效果好、污泥产量低、减缓膜污染,延长膜寿命和无需外接电源的微氧膜生物反应器。所采用的技术方案为:一种微氧膜生物反应器,包括微氧膜生物反应器壳体与设置在所述微氧膜生物反应器壳体上方并与其耦合连接的太阳能光伏面板,所述微氧膜生物反应器壳体内分为好氧区和缺氧区,所述缺氧区位于所述好氧区的外侧,在所述好氧区底部连通有曝气机,所述好氧区是由膜组件形成,在所述膜组件下部安装有滤网,在所述膜组件上部安装有除沫器。优选地,所述微氧膜生物反应器还包括清水箱,所述清水箱位于所述微氧膜生物反应器壳体上方并连通所述膜组件。优选地,所述膜组件为2个或2个以上,并间隔排列。与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:1)由于膜组件底部连通有曝气机进行强曝气,在膜组件下部及上部分别设置滤网和除沫器,减缓了膜污染,延长了膜寿命。2)由于在微氧膜生物反应器内形成了好氧区和缺氧区,污水可连续交替地经过好氧区和缺氧区,不断进行好氧-兼氧生物降解,有利于提高对COD、氨氮及磷的去除效果,能耗低。3)由于耦合了太阳能光伏面板,可以自供电能,无需外接电源,降低了运行成本。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型微氧膜生物反应器的主视透视结构示意图;图2为本实用新型微氧膜生物反应器的侧视结构示意图;图3为本实用新型微氧膜生物反应器的工作状态示意图。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型优选的实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。参见图1和图2所示,本实用新型的微氧膜生物反应器(microaerobicmembranebioreactor,MMBR),包括微氧膜生物反应器壳体1与设置在所述微氧膜生物反应器壳体1上方并与其耦合连接的太阳能光伏面板2,所述微氧膜生物反应器壳体1内分为好氧区3和缺氧区4,所述缺氧区4位于所述好氧区3的外侧,在所述好氧区3底部连通有曝气机5,所述好氧区3是由膜组件3形成,在所述膜组件3下部安装有滤网6,在所述膜组件3上部安装有除沫器7。也就是将微氧膜生物反应器壳体内部区域分为好氧区与缺氧区,膜组件属于好氧区,底部通过曝气机进行强曝气(同时在缺氧区发生了弱曝气),膜组件下部安装滤网,上部安装除沫器。膜组件外侧区域属于缺氧区。由于在膜组件底部进行强曝气,曝气作用产生了气提效果,膜组件内部区域气和水向上流动,膜组件外侧区域水向下流动。反应器壳体内的污水可连续交替地经过好氧区和缺氧区,不断进行好氧-兼氧生物降解,有利于提高污染物的去除效果。由于兼性厌氧菌的生成不需要过多的溶解氧,所以极大的降低了曝气的动力消耗。曝气的主要作用是对膜组件进行冲刷、震荡,减缓了膜污染。同时膜组件下部的滤网和上部的除沫器也可以有效阻隔大分子,减缓膜污染。微氧膜生物反应器的活性污泥以兼性厌氧菌为主,有机物的降解主要是通过形成较高浓度的污泥在兼性厌氧性菌作用下完成的。大分子有机污染物是被逐步降解为小分子有机物,最终氧化分解为二氧化碳和水等稳定的无机物质。微氧膜生物反应器壳体内污泥浓度高,且主要以兼性厌氧菌为主。在缺氧区域,微氧膜生物反应器处于高容积负荷、低污泥负荷状态,当微氧膜生物反应器壳体内污泥负荷持续升高时,兼性厌氧菌进入高度外源呼吸阶段,其可将有机物分解成二氧化碳和水,同时合成细胞物质,从而使有机物含量下降,污泥负荷降低;此时缺氧区内部兼性厌氧菌大量繁殖,污泥负荷的持续下降导致兼性厌氧菌进入高度内源呼吸阶段,从而使得微氧膜生物反应器壳体内污泥浓度下降,污泥负荷升高。由此微氧膜生物反应器壳体内的缺氧区域兼性厌氧菌交替处于外源呼吸与内源呼吸阶段,有机物被彻底代谢,而内部兼性厌氧菌细胞合成速率与代谢速率相近,从而实现MMBR有机污泥近零排放。参见图3所示,本微氧膜生物反应器MMBR内部可以形成特殊的生物微环境,促使系统厌氧氨氧化脱氮。同时在好氧区域内发生氧化、氨化及硝化作用,可以使NO2-在好氧区域大量累积,而好氧区与缺氧区之间的横向环流,使得好氧区域的NO2-向缺氧区域转移,在缺氧区域,NO2-则被厌氧氨氧化菌氧化为N2,保证了MMBR内对氮的去除。同时,在有机物、无机磷酸盐等共同作用下,兼性厌氧菌可以合成微生物细胞物质,并形成有机磷化合物,而后由于氨基酸在生物体内分解产生含C-P键的磷脂,兼性厌氧菌在利用磷脂化合物时,使C-P键断裂,从而生成磷化氢气体,保证了MMBR高效脱氮的同时,对总磷亦有良好的去除效果。MMBR的结构及特有菌群,保证了对C、N、P的良好去除作用,同时膜组件的过滤作用可以做到“固液分离”,从而保证污水中的各类污染物通过膜的过滤作用得到进一步的去除,保证了出水水质。同时为了解决MMBR的电力消耗问题,反应器壳体上部设置了太阳能光伏面板,从而可以利用太阳能提供能源。参见图1和图2所示,所述微氧膜生物反应器还包括清水箱8,所述清水箱8位于所述微氧膜生物反应器壳体1上方并连通所述膜组件5,从而可以将膜组件内处理好的水质引入清水箱内存储(可参见图3的箭头A、B所示)。所述膜组件为2个或2个以上,并间隔排列,从而可以形成多处的好氧-缺氧循环反应,多处不断进行好氧-兼氧生物降解。从而,本实用新型的有益效果有:1)由于膜组件底部连通有曝气机进行强曝气,在膜组件下部及上部分别设置滤网和除沫器,减缓了膜污染,延长了膜寿命。2)由于在微氧膜生物反应器内形成了好氧区和缺氧区,污水可连续交替地经过好氧区和缺氧区,不断进行好氧-兼氧生物降解,有利于提高对COD、氨氮及磷的去除效果,能耗低。因为不排污泥,减少了污泥泵和板框压滤机的设备成本和电耗,因为曝气量极小,大大降低了鼓风机的规格和电耗,能耗为常规好氧工艺的40%。同时因为设备集成度高,占地面积大大降低。3)由于耦合了太阳能光伏面板,可以自供电能,无需外接电源,降低了运行成本。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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