一种集成化生物膜反应系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及污水生物处理技术领域，具体涉及一种集成化生物膜反应系统。
【背景技术】
[0002]废水好氧生物处理技术可分为生物膜法和活性污泥法两大类。活性污泥法虽较为成熟，但也存在很多的缺点和不足，如占地面积大、基建费用高等，同时对水质、水量变化的适应性较差。生物膜法可弥补活性污泥法的诸多不足:运行稳定性好、无污泥膨胀、对污染物的去除率高、反应器的体积和占地面积小等优点。但是传统的生物膜法也有其缺陷，如生物滤池易受堵塞，需周期性停机进行反冲洗，使得反应无法连续进行。
[0003]工业上经常用来清洗膜污染的方法主要分为物理清洗和化学清洗，化学清洗是通过使用药剂以将不溶污染物溶解并冲洗出膜组件。然而，化学清洗不仅由于药剂的使用而增加过滤工艺的操作成本，而且由于酸性或碱性药剂的使用而对膜造成损害且造成污染。物理清洗主要包括低压高流速清洗、等压冲洗、反冲洗、负压清洗、机械刮除等方法，工业中普遍使用的是高速反冲洗和气水反冲洗工艺。然而，上述两种工艺都必须在清洗过程中停止膜过滤工艺，且需要高压和高于产水量两到三倍的水用于冲洗，耗能高，用水量大。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是在于克服现有技术的不足，提出一种使用内置钣金介电电泳电极组件的平板膜元件的集成化生物膜反应系统，实现活性污泥的有效处理，具有一体化式结构，占地小、环境适应性好的优点。
[0005]本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种集成化生物膜反应系统，其特征在于:它包括外壳以及封装在所述外壳内部并依次连接的厌氧工作区、好氧工作区和污泥分离区，所述厌氧工作区与好氧工作区之间以及好氧工作区与污泥分离区之间设置溢流装置；所述污泥分离区的内部设置多个平板膜元件，底部与所述厌氧工作区之间设置回流管；
[0007]所述平板膜元件包括钣金电极组件、渗透膜和平板框架，平板框架的前、后两面安装渗透膜，所述渗透膜之间设置钣金电极组件；所述钣金电极组件包括两片分别连接交流电源不同输出端且相互绝缘的电极板，所述电极板为一体成型的钣金件，包括多条平形排列的电极及同时连接所有所述电极的一条或一条以上边线；两所述电极板交错叠放，使一电极板的电极置于另一电极板的两相邻电极之间；所述平板框架上设置有连通两渗透膜之间的产水腔的产水出口。
[0008]所述电极板为梳齿状电极板，包括多条平行排列的电极，及同时连接所有所述电极一端的一条边线，所述电极的另一端为自由端；一电极板的边线位于另一电极板中电极的自由端侧。
[0009]所述电极板为栅形电极板，包括多条平行排列的电极，及分别连接所述电极的两端的边线。
[0010]所述电极板为立体栅形电极板，包括多条平行排列的电极，及分别连接所述电极的两端的两条边线；所述电极的两端弯折，在交错叠放时相互避让。
[0011]两所述电极板外部均设置绝缘层；或一电极板外部设置绝缘层，另一电极板为耐腐蚀性材料制成的裸电极。
[0012]各所述产水出口共同连接至一产水输出管。
[0013]所述溢流装置为溢流堰。
[0014]厌氧工作区中设置搅拌装置和折流板。
[0015]所述厌氧工作区中设置固定填料，所述好氧工作区中设置可悬浮漂移的好氧填料。
[0016]所述好氧填料为表面附着生物膜的移动床生物填料。
[0017]本实用新型的优点和有益效果为:
[0018]1、本实用新型的集成化生物膜反应系统，采用一体化式结构，具有占地小、环境适应性好的优点。厌氧工作区与好氧工作区之间以及好氧工作区与污泥分离区之间设置溢流装置，可有效阻隔反应过程中活性污泥的流失。污泥分离区中的过滤膜可以很好的截留净化液中悬浮的活性污泥，使活性污泥不需要再经过二沉池进行回流，减少二沉池占地及建设成本。污泥分离区的底部与厌氧工作区之间设置回流管，可补充厌氧工作区在工作过程中损失的活性污泥，并能够起到稀释污水的作用，降低进水CODcr浓度对厌氧区的冲击，当CODcr负荷变小时，处理的效率提高；也使沉降到布水区的活性污泥随水流再次上升回到厌氧区，防止活性污泥的流失。
[0019]2、本实用新型的集成化生物膜反应系统，采用含有钣金电极组件的平板膜元件，通过在钣金电极组件上施加交流电，从而在介电电泳电极以及渗透膜的附近产生不匀称电场，利用固体微粒与其所悬浮的连续相介电极化能力不同的原理，介电电泳力将固体微粒推离电极或者将固体微粒吸附在电极上，减少甚至消除渗透膜工艺中发生的膜污染和堵膜现象，可连续运行，无需间歇式进行抽吸，不需要在线清洗，节省能耗。且过滤膜可以很好的截留净化液中悬浮的活性污泥，使活性污泥不需要再经过二沉池进行回流，减少二沉池占地及建设成本。
[0020]3、本实用新型的集成化生物膜反应系统，平板膜元件所使用的钣金电极组件中的电极板是通过冲压一体成型，其上制有多条平形排列的电极，以及连接所述电极的一条或一条以上边线，两片电极板之间交错叠放，使两片电极板的电极相互间隔对应以形成电极组；电极板通过钣金工艺一体成型，生产成本低，较圆柱形电极降低成本70%以上；任何一处位置连接电源即可使得整板得以供电，从而使电极和连接导线集成在一个钣金件上；根据钣金选材质地和厚度的不同，可具备一定柔性或刚性，可卷曲或平展使用；在安装时由于各电极之间相对位置已经设定好，可进行整个电极板的一体安装，不会造成电极排列的混舌L
[0021 ] 4、本实用新型的集成化生物膜反应系统，平板膜元件所使用的钣金电极组件中的电极板电极板可设置为梳齿状电极板，当两片梳齿状电极板交错构成钣金介电电泳电极结构时，第一梳齿状电极板的电极从第二梳齿状电极板的电极之间插入，形成电极组，这样可以防止两片电极板在叠加时边线相接触，产生干涉，具有结构极为简化，制造容易，安装方便的优点。
[0022]5、本实用新型的集成化生物膜反应系统，平板膜元件所使用的钣金电极组件中的电极板可为栅形电极板，当两片栅形电极板间隔交错叠放构成钣金介电电泳电极结构时，电极的两端均通过边线连接在一起，因此电极在安装时位置相对固定，不需要后期调整；而且，为了避免栅形电极板的边线相接触，可使两电极板的边线折弯避让，也可在两电极板的边线之间设置绝缘片。
[0023]6、本实用新型的集成化生物膜反应系统，平板膜元件所使用的钣金电极组件中的电极板可为立体栅形电极板，当两片立体栅形电极板交叠构成钣金介电电泳电极结构时，两片电极板的电极中部交叉，形成电极组；且由于电极的两端弯折，因此两立体栅形电极板的边线之间存在缝隙，能自动相互绝缘。
[0024]7、本实用新型的集成化生物膜反应系统，厌氧工作区内安装固定填料，能够固化附着在厌氧填料上的厌氧活性污泥，使其不会随水流进入好氧工作区。
[0025]8、本实用新型的集成化生物膜反应系统，在厌氧工作区中设置搅拌装置，通过动力搅拌使原水迅速混合；并设置折流板以防止设备在运行中出现短流现象，同时增加污泥接触面积，增强厌氧工作区的污泥负荷。
[0026]9、本实用新型的集成化生物膜反应系统，好氧工作区内为可悬浮漂移的好氧填料，并用管式曝气装置增强周边曝气效果，好氧填料可随曝气在整个好氧工作区内部进行无规则移动。好氧填料优选表面附着生物膜的移动床生物填料，随着氧气被微生物消耗，生物膜中的微生物可自然分层，即贴在生物膜表面的是硝化菌群，而反硝化菌和其他异样菌则附着在生物膜的内层，碳氧化、硝化和反硝化过程分别在化物膜的不同部位进行，以提高好氧区的污泥负荷和处理效率。
【附图说明】
[0027]图1是本实用新型的集成化生物膜反应系统结构示意图；
[0028]图2是本实用新型的平板膜元件的内部结构示意图；
[0029]图3是本实用新型的平板膜元件的外部结构示意图；
[0030]图4是本实用新型的当两电极板叠加时，其中连接不同输出端的电极位置分布示意图；
[0031]图5是本实用新型的电场及介电电泳力矢量和等值线图；
[0032]图6是本实用新型的实施例一的电极板结构示意图；
[0033]图7是本实用新型的实施例一的钣金电极组件结构示意图；
[0034]图8是本实用新型的实施例二的电极板结构示意图；
[0035]图9是本实用新型的实施例三的电极板结构示意图；
[0036]图10是本实用新型的实施例三的钣金电极组件的主视图；
[0037]图11是本实用新型的实施例三的钣金电极组件的仰视图；
[0038]图12是本实用新型的实施例三的钣金电极组件的俯视图；
[0039]图13是本实用新型的实施例三的平板膜元件剖视图。
[0040]附图标记说明
[0041]1-厌氧工作区、2-好氧工作区、3-污泥分离区、4-平板膜元件、5-污水输入管、6_产水输出管、7-回流管、8-折流板、9-外壳、10-钣金电极组件、11-渗透膜、12-平板框架、13-产水腔、14-导流布、15-产水出口、16-电源转接头、17-第一电极、18-第二电极、19-梳齿状电极板、20-梳齿状电极板的电极、21-梳齿状电极板的边线、22-栅形电极板、23-栅形电极板的电极、24-栅形电极板的边线、25-立体栅形电极板、26-立体栅形电极板的电极、27-立体栅形电极板的边线。
【具体实施方式】
[0042]下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
[0043]如图1所示，本实用新型的集成化生物膜反应系统包括依次连接的厌氧工作区1、好氧工作区2和污泥分离区3，一外壳9将厌氧工作区1、好氧工作区2和污泥分离区3封装为一个整体。在厌氧工作区1与好氧工作区2之间以及好氧工作区2与污泥分离区3之间设置溢流堰，在污泥分离区3中设置多个平板膜元件4，各平板膜元件4并联在一交流电源上，形成平板膜堆。污泥分离区3与厌氧工作区1之间设置回流管7，使进入污泥分离区3中的活性污泥和有机物的硝化产物回到厌氧工作区1完成循环。多余的污泥可随污泥栗排出系统外。
[0044]污水通过污水输入管5进入厌氧工作区1中，通过与厌氧细菌进行反硝化反应脱氮后，通过溢流方式进入好氧工作区2 ;在好氧工作区2中好氧细菌同时对有机物进行