一种往复旋转式膜生物反应器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种污水处理及应用技术，特别涉及一种采用生物技术处理污水的膜 生物反应器，属于水资源再利用的环境工程技术领域。
【背景技术】
[0002] 膜生物反应器（MembraneBio-Reactor,MBR)是由膜分离技术与生物处理技术有 机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应 器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通 过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用膜分离设备截留水中的活性污泥与大分子 有机物。膜生物反应器系统内活性污泥（MLSS)浓度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更 高；污泥龄（SRT)可延长至30天以上。膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周 期较长的微生物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明 显，对深度除磷脱氮提供可能。
[0003] 然而，在传统的膜生物反应器运行过程中，极易产生以下问题：
[0004] (1)由于膜表面浓差极化和污染引起的膜通量下降；
[0005] (2)膜清洗过程复杂，操作繁琐；
[0006] (3)曝气量太大，能耗高。
[0007] 针对以上膜生物反应器在运行过程中存在的技术问题，研究者进行了众多的研究 以克服以上缺陷，主要的研究如下：
[0008] 江苏金山环保工程集团有限公司的钱盘生等曾发明了一种振动式膜生物反应器 (授权公告号：CN101565232B)，该反应器包括预处理装置、膜生物反应器、生物除臭装置、 振动装置和清水箱单元，预处理装置为设备本体中的生化区，膜生物反应器安装在设置本 体中的膜滤区，膜生物反应器上安装有振动装置，生物除臭装置安装在设备本体的顶部，其 底部的排放水口与设备本体内部相连通，清水箱单元为设备本体内的清水区。该振动式膜 生物反应器可以以膜压差20Kpa作为膜污染控制指标，自动进行膜组件的振动，加速膜污 染物的脱落，延长清洗周期；使原来6个月进行一次离线清洗延长到8-9个月清洗一次，从 而节约化学药剂30-50%，使膜通量更加稳定，使MBR反应器运行周期更长并延长了膜的使 用寿命。北京碧水源膜科技有限公司的实用新型专利一一采用机械振动除垢的MBR膜组 器（授权公告号：202415243U)包括垂直并排设置的膜组件，膜组件包括膜丝，膜丝的上、 下端封胶固定在膜盒内，每两个膜组件之间的间隙内设置有两道格网，其中右侧格网两端 用连杆固定，连杆的末端连接在设置在膜组器外部一侧的动格网上，外部动格网的外侧用 立柱固定，立柱连接有提供动力源的动力装置；左侧格网两端用连杆固定，连杆的末端连接 在设置在膜组器外部另一侧的静格网上，外部静格网的外侧用立柱固定；右侧格网的宽度 大于左侧格网的宽度，该MBR膜组器采用对对膜丝的挤压加振动去除膜丝表面的污垢，完 善MBR膜生物反应器技术，虽然上述两项技术均试图解决传统膜生物反应器易结垢、堵塞 引起的膜通量下降问题，但是上述两项发明均不能解决膜生物反应器清洗过程复杂、操作 繁琐以及膜生物反应器曝气量太大、能耗高等问题。
[0009] 申请号为201320005827. 2的实用新型专利公开了一种往复旋转管式陶瓷膜生物 反应器，包括污水处理池、陶瓷膜组件、驱动陶瓷膜组件往复旋转的动力装置、真空栗以及 曝气装置，该陶瓷膜组件安置于污水处理池中，该电机和真空栗安装于污水处理池外，该陶 瓷膜组件通过出水管与真空栗连接。该曝气装置包括有曝气管以及空气压缩机，该曝气管 安装于污水处理池底部且位于陶瓷膜组件下方，该空气压缩机安装于污水处理池外。虽然 该陶瓷膜生物反应器的陶瓷膜具有坚硬、承受力强、不易阻塞等优点，其对具有化学侵害性 和高温清洁液有更强的抵抗能力，而且陶瓷膜组件随电机往复旋转并结合曝气装置的气体 搅动有效防止了膜面粘污积留堵塞，显著减轻了膜面污染，保持高的膜通量，减少了频繁清 洗的问题，但是陶瓷膜是无机膜，价格昂贵，一般应用于石化领域。同时，无机膜在生物系统 中，不利于微生物生长，抑制微生物对污染物质的降解行为。
[0010] 申请号为201010128979. 2的发明专利申请公开了一种旋转管式无纺布动态膜生 物反应器及其污水处理方法，该反应器是应用无纺布包裹管壁开孔的中空管制作管式过滤 组件，并由电动机带动固定于圆盘上的管式过滤组件旋转，在抽吸栗作用下，处理水进入管 式过滤组件中空的内部，通过圆盘上径向集水管汇集至总集水管后排出。该动态膜生物反 应器以无纺布制作过滤组件，成本低廉，无纺布表面动态膜提高过滤精度，转速根据操作压 力的变化进行调控，有效保持动态膜的适当厚度，保障反应器的持久稳定运行，但是该反应 器需要采用高氧利用率的微孔曝气器，能耗大，运行费用高。同时，无纺布属于微滤材料，过 滤精度较粗，泥水分离效果有限。
[0011] 本发明采用廉价的有机超滤膜膜丝作为膜生物反应器内膜组件中的过滤材料，价 格低廉，易于微生物成长。同时，超滤的过滤孔径远小于微滤无纺布，具有较好的泥水分离 效果。
【发明内容】
[0012] 本发明的目的是针对上述膜生物反应器处理污水过程中存在的技术缺陷，提供一 种往复旋转式膜生物反应器，本发明的膜生物反应器在处理污水过程中由于膜组件往复旋 转，降低了膜表面浓差极化和污染引起的膜通量下降问题；膜清洗过程复杂，操作繁琐问题 以及膜生物反应器曝气量太大，能耗高的问题。
[0013] 为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种往复旋转式膜生物反应器，包括污 水处理池、膜分离装置、排泥装置、曝气装置以及将污水引入污水池的进水管和将处理后的 净水导出污水池的出水管，其中，所述膜分离装置设置在污水处理池的内部，其下部安装有 驱动所述膜分离装置往复旋转运动的驱动控制组件。
[0014] 其中，所述污水处理池的底部呈倾斜状态，倾斜坡度为0.5-2%，优选为1%。
[0015] 特别是，所述污水池内部分为2个相对独立的并列区域，曝气区和膜分离区。
[0016] 尤其是，所述曝气区设置在靠近污水池呈倾斜状态底部的坡顶一侧；所述离区设 置在靠近污水池呈倾斜状态底部的坡底一侧。
[0017] 其中，所述膜分离装置包括膜组件、竖向支架、转盘、托盘、顶部支架、驱动控制组 件，其中：
[0018] 所述竖向支架位于膜组件的外侧，用于固定膜组件；
[0019] 所述膜组件固定安装于转盘和顶部支架之间，其下端与转盘固定连接，上端与顶 部支架固定连接；
[0020] 所述托盘固定安装在所述转盘的下部，其内部为中空的空腔，与转盘形成密闭的 空间；
[0021] 所述驱动控制组件包括通过导线连接的驱动部件和控制部件，其中驱动部件固定 在所述转盘的下表面上，设置在所述托盘与转盘形成密闭的空间内，驱动所述膜分离装置 作往复旋转运动。
[0022] 特别是，所述膜组件为管式、板式膜组件，优选为板式膜组件。
[0023] 尤其是，所述膜组件选择微滤膜或超滤膜，优选为超滤膜。
[0024] 特别是，所述膜组件选择外压式的板式膜组件。
[0025] 其中，所述转盘与膜组件连接的上部开设有若干卡槽，卡接所述膜组件于转盘上 部，使得所述膜组件与转盘固定连接。膜组件插入卡槽中，使得膜组件与转盘固定连接成一 体。
[0026] 特别是，所述转盘为圆柱状，采用ABS树脂材料制成，具有抗冲击性、耐热性、耐低 温性、耐腐蚀性等优良特点。
[0027] 尤其是，转盘的上底面上任意的两条相互垂直的直径的两个端部的位置设置4个 竖向支架槽，用于将竖向支架固定于转盘上。
[0028] 特别是，所述竖向支架槽位于卡槽的外侧。
[0029] 其中，所述托盘为内部具有空腔的壳体，其上底面为开放式，下底面封闭，中间为 空腔。
[0030] 特别是，所述托盘呈碗状或圆柱状，当托盘的上底面与转盘的下底面固定连接时， 形成所述密闭的容纳空间。
[0031] 其中，所述驱动部件包括由电机，转轴组成。
[0032] 特别是，所述驱动部件的转轴与转盘的下底面固定连接。驱动部件的转轴位于所 述托盘与转盘固定连接时形成的密闭空间内，与污水处理池的污水相隔离。
[0033] 其中，所述控制部件设置在所述污水处理池的外部。
[0034] 特别是，所述控制部件为由控制程序、控制按钮和电缆、信号指示灯等组成。
[0035] 尤其是，所述控制部件在反应器进行过滤的过程中进行控制膜组件进行低速往复 旋转运动；在膜组件进行修复过程中进行高速往复旋转运动。
[0036] 特别是，所述低转往复旋转运动的往复旋转的周期为：逆时针旋转1-3秒后再顺 时针旋转1-3秒；优选为逆时针旋转2秒后再顺时针旋转2秒；往复旋转的角度为：逆时针 旋转角度为80-100°，优选为90° ;顺时针旋转角度为80-100°，优选为90°。
[0037] 特别是，所述高速往复旋转运动为以50-100rpm的转速顺时针转动5-10