一种节能低耗无膜曝气生物反应器的制作方法

1.本发明涉及水处理设备技术领域，具体为一种节能低耗无膜曝气生物反应器。


背景技术：

2.随着我国人口的快速增长及工业的加速发展，水环境污染问题越来越严重，成为影响环境治理的主要问题。《中华人民共和国长江保护法》，已于2021 年3月1日起施行。各行业《工业水污染物排放标准》均有修改，排放标准越发严格，提升水处理工艺刻不容缓。对于一些新建工厂，可以新设计工厂的水处理运行工艺，而对于一些老工厂，原有水处理工艺运行下的出水指标已经不能满足新排放标准的要求了。完全否定原有水处理工艺而重新建设水处理运行系统资金投入大，不符合很多公司经济发展目标。
3.为满足水排放达标标准，单独添加占地面积小、运行成本低的水处理工艺单元迫在眉睫。
4.因此，设计简单、低耗、高效的一种节能低耗无膜曝气生物反应器是很有必要的。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种节能低耗无膜曝气生物反应器，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种节能低耗无膜曝气生物反应器，其特征在于包括：反应器箱体、多孔填料、出水口、供料泵、空气压缩机、曝气盘、鼓风机、供水泵、微纳米曝气盘、气水混合管道；所述供料泵通过进水管与箱体连通；所述进水管上连接设有球阀与流量计；所述空气压缩机通过管道与气水混合管道连接；所述管道上连接设有阀门与压力计；所述供水泵通过进水管与气水混合管道连接，所述进水管上连接设有调节阀门；所述气水混合管道与微纳米曝气盘连接；所述鼓风机与曝气盘通过曝气进气管道连接；所述曝气进气管道上连接设有调节阀。
7.根据上述技术方案，所述多孔填料装填在箱体内部，所述多孔填料最高点低于箱体高度，所述多孔填料最高点等于出水口；所述多孔填料下部分紧密贴合在箱体内部，上部分与箱体内部分离，横切面呈三角形、梯形、长方形、正方形其中的一种。
8.根据上述技术方案，所述微纳米曝气盘括曝气盘主体、弧形保护件、透气膜、通道支架、通道。
9.根据上述技术方案，所述透气膜可以是单层或者多层；所述透气膜至少含有一层纳米级滤膜。
10.根据上述技术方案，所述微纳米曝气盘与多孔填料贴合在一起。
11.根据上述技术方案，所述气水混合管道是管道与进水管是汇合处，气水在气水混合管道内混合。
12.根据上述技术方案，所述多孔填料为亲水性聚氨酯填料、亲水性壳聚糖复合海绵、石墨烯复合海绵其中的一种亲水多孔填料。
13.根据上述技术方案，所述亲水多孔填料具有快速吸水性、高透气性、饱和吸水后能沉入水底的性能特点。
14.根据上述技术方案，所述空气压缩机可以连续运行或间歇运行；所述供水泵配合空气压缩机运行或关闭。
15.根据上述技术方案，所述箱体可以是长方体、正方体、梯形、圆锥形其中的一种。
16.根据上述技术方案，所述箱体可以是长方体、正方体、梯形、圆锥形其中的一种。
17.微纳米气泡通常是指水体中大小在十至几十微米的微米气泡与大小在数百纳米以下的纳米气泡的混合气泡。微纳米气泡由于尺寸小、比表面积大上升速率小及吸附效率高等优点得到了广泛的发展和应用。由于微纳米气泡具备自增氧、带负电荷，同时还能够产生氧化性极强的自由基等特性，其在处理难降解有机物方面具有很好的辅助效果。
18.本发明设有压缩空气，可以与供水在气水混合管道内混合形成大气泡，在高压与纳米滤膜的挤压下切割形成微纳米气泡；在微纳米曝气盘外水流速度相对快时，也可以关闭供水，气体通过微纳米曝气盘的剪切，直接形成微纳米气泡。
19.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
20.(1)本发明一种节能低耗无膜曝气生物反应器，设备结构简单，组装制作容易，整体设备投资少；本发明一种节能低耗无膜曝气生物反应器相对于传统曝气池能耗低而处理效率高，可以有效去除cod和氨氮；相对于传统膜生物反应器mbr，本发明一种节能低耗无膜曝气生物反应器投入低、能耗低，亲水多孔填料成本比膜成本低，且易清洗；供料泵从反应器底部供料，使水流向上涌动，而到达顶部的水受地球引力影响会向下流动，形成循环，多孔填料也具有分散作用，使反应器内液体可混合均匀，节省了搅拌机等混合装置；
21.(2)本发明气体与水在管道内混合，在高压与纳米滤膜的挤压下形成微纳米气泡；微纳米气泡能够增加污水中溶解性有机物含量，提高氮、磷等指标的去除率，提升污水的可生化性，提升了本发明一种节能低耗无膜曝气生物反应器在降解难降解有机物方面的优势；而亲水多孔填料可以快速、均匀的扩散微纳米气泡，提升微纳米气泡的有效利用率；同时，颗粒物质会被亲水多孔填料过滤，使出水水质清澈，出水ss极低，不影响整体水处理组合工艺的进行，不用设置格栅、过滤膜等装置，节省设备投入；
22.(3)严格控制微纳米气泡的供应量，可使反应器形成三层生物区，上层为好氧区、中间层为兼氧区、下层为厌氧区，有效去除水体中的氨氮；也可提升水体中溶解氧含量，使之成为好氧池，主要去除cod；根据不同使用环境，可以调整供氧量运行参数而改变本发明一种节能低耗无膜曝气生物反应器的使用效果，使之适用与不同的水处理工艺；本发明一种节能低耗无膜曝气生物反应器十分节省占地面积，可以做为独立水处理单元使用，也可以与其他水处理单元组合使用，便于加入老旧水处理工艺中，有效降低cod及氨氮，提升整体水处理工艺效果。
附图说明
23.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
24.图1是一种节能低耗无膜曝气生物反应器；
25.图2是反应器俯视示意图；
26.图3反应器顶部俯视示意图；
27.图4微纳米曝气盘示意图a；
28.图5微纳米曝气盘示意图b。
29.其中附图标记如下：1、反应器箱体；2、多孔填料；3、出水口；4、供料泵；5、球阀；6、流量计；7、进水管；8、空气压缩机；9、蝶阀；10、压力计；11、管道；12、曝气盘；13、曝气进气管道；14、调节阀；15、鼓风机；16、进水管；17、调节阀门；18、供水泵；19、微纳米曝气盘；20、气水混合管道；191、曝气盘主体；192、弧形保护件；193、透气膜；194、通道支架；195、通道。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.本发明提供技术方案：一种节能低耗无膜曝气生物反应器，其特征在于包括：反应器箱体(1)、多孔填料(2)、出水口(3)、供料泵(4)、空气压缩机(8)、曝气盘(12)、鼓风机(15)、供水泵(18)、微纳米曝气盘(19)、气水混合管道(20)；所述供料泵(4)通过进水管(7)与箱体(1)连通；所述进水管(7)上连接设有球阀(5)与流量计(6)；所述空气压缩机(8) 通过管道(11)与气水混合管道(20)连接；所述管道(11)上连接设有阀门(9)与压力计(10)；所述供水泵(18)通过进水管(16)与气水混合管道(20)连接，所述进水管(16)上连接设有调节阀门(17)；所述气水混合管道(20)与微纳米曝气盘(19)连接；所述鼓风机(15)与曝气盘(12) 通过曝气进气管道(13)连接；所述曝气进气管道(13)上连接设有调节阀 (14)。
32.根据上述技术方案，所述多孔填料(2)装填在箱体(1)内部，所述多孔填料(2)最高点低于箱体(1)高度，所述多孔填料(2)最高点等于出水口；所述多孔填料(2)下部分紧密贴合在箱体(1)内部，上部分与箱体(1) 内部分离，横切面呈三角形、梯形、长方形、正方形其中的一种。
33.根据上述技术方案，所述微纳米曝气盘(19)包括曝气盘主体(191)、弧形保护件(192)、透气膜(193)、通道支架(194)、通道(195)。
34.根据上述技术方案，所述透气膜(193)可以是单层或者多层；所述透气膜(193)至少含有一层纳米级滤膜。
35.根据上述技术方案，所述微纳米曝气盘(19)与多孔填料(2)贴合在一起。
36.根据上述技术方案，所述气水混合管道(20)是管道(11)与进水管(16) 是汇合处，气水在气水混合管道(20)内混合。
37.根据上述技术方案，所述多孔填料(2)为亲水性聚氨酯填料、亲水性壳聚糖复合海绵、石墨烯复合海绵其中的一种亲水多孔填料(2)。
38.根据上述技术方案，所述亲水多孔填料(2)具有快速吸水性、高透气性、饱和吸水后能沉入水底的性能特点。
39.根据上述技术方案，所述空气压缩机(8)可以连续运行或间歇运行；所述供水泵(18)配合空气压缩机(8)运行或关闭。
40.根据上述技术方案，所述箱体(1)可以是长方体、正方体、梯形、圆锥形其中的一
种。
41.本发明设有压缩空气，可以与供水在气水混合管道内混合形成大气泡，在高压与纳米滤膜的挤压下切割形成微纳米气泡；在微纳米曝气盘外水流速度相对快时，也可以关闭供水，气体通过微纳米曝气盘的剪切，直接形成微纳米气泡。
42.实施例1：一种节能低耗无膜曝气生物反应器，其特征在于包括：反应器箱体(1)、多孔填料(2)、出水口(3)、供料泵(4)、空气压缩机(8)、曝气盘(12)、鼓风机(15)、供水泵(18)、微纳米曝气盘(19)、气水混合管道(20)；所述供料泵(4)通过进水管(7)与箱体(1)连通；所述进水管(7)上连接设有球阀(5)与流量计(6)；所述空气压缩机(8)通过管道 (11)与气水混合管道(20)连接；所述管道(11)上连接设有阀门(9)与压力计(10)；所述供水泵(18)通过进水管(16)与气水混合管道(20)连接，所述进水管(16)上连接设有调节阀门(17)；所述气水混合管道(20) 与微纳米曝气盘(19)连接；所述鼓风机(15)与曝气盘(12)通过曝气进气管道(13)连接；所述曝气进气管道(13)上连接设有调节阀(14)。
43.根据上述技术方案，所述多孔填料(2)装填在箱体(1)内部，所述多孔填料(2)最高点低于箱体(1)高度，所述多孔填料(2)最高点等于出水口；所述多孔填料(2)下部分紧密贴合在箱体(1)内部，上部分与箱体(1) 内部分离，横切面呈三角形。
44.根据上述技术方案，所述微纳米曝气盘(19)包括曝气盘主体(191)、弧形保护件(192)、透气膜(193)、通道支架(194)、通道(195)。
45.根据上述技术方案，所述透气膜(193)可以是单层或者多层；所述透气膜(193)至少含有一层纳米级滤膜。
46.根据上述技术方案，所述微纳米曝气盘(19)与多孔填料(2)贴合在一起。
47.根据上述技术方案，所述气水混合管道(20)是管道(11)与进水管(16) 是汇合处，气水在气水混合管道(20)内混合。
48.根据上述技术方案，所述多孔填料(2)为石墨烯复合海绵。
49.根据上述技术方案，所述亲水多孔填料(2)具有快速吸水性、高透气性、饱和吸水后能沉入水底的性能特点。
50.根据上述技术方案，所述空气压缩机(8)间歇运行；所述供水泵(18) 配合空气压缩机(8)运行或关闭。
51.根据上述技术方案，所述箱体(1)是梯形。
52.实施例2：一种节能低耗无膜曝气生物反应器，其特征在于包括：反应器箱体(1)、多孔填料(2)、出水口(3)、供料泵(4)、空气压缩机(8)、曝气盘(12)、鼓风机(15)、供水泵(18)、微纳米曝气盘(19)、气水混合管道(20)；所述供料泵(4)通过进水管(7)与箱体(1)连通；所述进水管(7)上连接设有球阀(5)与流量计(6)；所述空气压缩机(8)通过管道(11)与气水混合管道(20)连接；所述管道(11)上连接设有阀门(9)与压力计(10)；所述供水泵(18)通过进水管(16)与气水混合管道(20)连接，所述进水管(16)上连接设有调节阀门(17)；所述气水混合管道(20) 与微纳米曝气盘(19)连接；所述鼓风机(15)与曝气盘(12)通过曝气进气管道(13)连接；所述曝气进气管道(13)上连接设有调节阀(14)。
53.根据上述技术方案，所述多孔填料(2)装填在箱体(1)内部，所述多孔填料(2)最高点低于箱体(1)高度，所述多孔填料(2)最高点等于出水口；所述多孔填料(2)下部分紧密贴合在箱体(1)内部，上部分与箱体(1) 内部分离，横切面呈三角形。
54.根据上述技术方案，所述微纳米曝气盘(19)包括曝气盘主体(191)、弧形保护件(192)、透气膜(193)、通道支架(194)、通道(195)。
55.根据上述技术方案，所述透气膜(193)有三层；所述透气膜(193)含有一层纳米级滤膜。
56.根据上述技术方案，所述微纳米曝气盘(19)与多孔填料(2)贴合在一起。
57.根据上述技术方案，所述气水混合管道(20)是管道(11)与进水管(16) 是汇合处，气水在气水混合管道(20)内混合。
58.根据上述技术方案，所述多孔填料(2)为亲水性聚氨酯填料。
59.根据上述技术方案，所述亲水多孔填料(2)具有快速吸水性、高透气性、饱和吸水后能沉入水底的性能特点。
60.根据上述技术方案，所述空气压缩机(8)连续运行；所述供水泵(18) 配合空气压缩机(8)运行或关闭。
61.根据上述技术方案，所述箱体(1)是圆锥形。
62.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
63.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。