专利名称：膜曝气、排水结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于污水生化处理膜曝气、排水结构。
膜生物反应器是一种新型的生物反应器，其膜组件是最重要的部件之一。膜生物反应器是用膜分离单元代替庞大的沉淀池，克服了传统活性污泥法占地面积大，处理效果差，剩余污泥产量大的缺点。在水处理中的应用可以追溯到1969年美国Dorr-Oliver Inc用超滤膜与活性污泥法生物反应器处理生活污水的研究。1972年Shelf等开始了厌氧型的生物反应器的研究工作。1985年日本则对厌氧膜生物反应器作了较系统的研究，这些研究包括酒精发酵水处理系统，淀粉工厂废液处理系统，造纸厂废水处理系统，屎尿废水处理系统等。九十年代是膜生物反应器迅猛发展的年代，处理对象范围不断拓宽。1991年Tonelli等研制了处理汽车制造厂含油污水的膜生物反应器系统。Aya Hidenori等人进行了厌氧膜生物反应器去除磷酸盐的研究。1992年法国Chang J等人开展了饮用水除氮的膜生物反应器研究。1996年美国H.Winnen用膜生物反应器处理高分子化合物废水等等。膜生物反应器的实际应用已不乏实例，八十年代末日本已有13家公司用好氧膜生物反应器处理大楼废水的例子，九十年代应用更加广泛，乳液废水、水产加工废水、人工透析废水、食堂废水、半导体工厂废水、化学药品工厂废水、啤酒厂废水、蛋糕厂废水应用膜生物反应器的例子都曾见诸报端。1995年德国分别建造了规模为150m3/d的处理卫生填埋厂渗漏液、100m3/d处理化工废水、700m3/d处理皮革废水的工业化装置。美国也有运用膜生物反应器处理工业废水的工业化例子。
膜生物反应器分置式较多，都采用一套曝气系统和一套膜分离系统。生化曝气池与膜过滤单元多数是分开的，混合液通过加压泵进入膜过滤单元。一体式是指膜组件安置在生物反应器内部，压力驱动靠水头压差、曝气压力或用真空泵抽吸，可省掉循环用的泵及管路系统。分置式由于膜组件自成体系，有易于清洗、更换及增设等优点，但泵的高速旋转产生剪切力对某些微生物菌体会产生失活现象；由于一体式不使用循环泵，可避免微生物菌体受剪切而失活，但其膜容易受污染，清洗和拆装较困难。从总体上讲，由于一体式占地面积小，微生物可以保持高活性、减低了能耗的优点，在其不足之处逐步得到改善的条件下，是膜生物反应器比较有前途和具有吸引力的型式。日本专利平2-268892和平3-98694描述了以真空泵抽吸为固液分离动力的一体式生物反应器，日本专利昭61-234989依靠反应器本身的压力作为分离动力，取消了真空泵，在一定程度上降低了运转费用，但膜更容易受污染。因为据山本的研究，抽吸的操作方式比压的操作方式使膜更不容易受污染，要使昭61-234989型式的膜生物反应器在运行寿命上更具吸引力，必须解决膜污染问题。
本实用新型的目的在于提供一种解决膜污染问题、投资省、能耗低、结构紧凑、寿命长、处理效率高、操作自动化程度高的用于膜生物反应器膜曝气、排水结构。
本实用新的膜曝气、排水结构，包括两套独立的膜组件2.1、2.2，曝气管路3，排水管路4以及膜组件与曝气管路、排水管路之间的阀门，其中第一套膜组件2.1通过第一套膜组件气路阀门8.1与曝气管路相通，通过第一套膜组件水路阀门7.1与排水管路相通；第二套膜组件2.2通过第二套膜组件气路阀门8.2与曝气管路相通，通过第二套膜组件水路阀门7.2与排水管路相通。
本实用新型的膜生物反应器包括反应器主体1、上述的膜组件2，并且膜组件2置于反应器主体1内的底部。
图1为本实用新型膜生物反应器结构示意图；图2为本实用新型膜曝气、排水结构的未意图；下面结构附图，详细说明本实用新型的结构和功能。
本实用新的膜曝气、排水结构，包括两套独立的膜组件2.1、2.2，曝气管路3，排水管路4以及膜组件与曝气管路、排水管路之间的阀门等部分构成。其中第一套膜组件2.1通过第一套膜组件气路阀门8.1与曝气管路相通，通过第一套膜组件水路阀门7.1与排水管路相通；第二套膜组件2.2通过第二套膜组件气路阀门8.2与曝气管路相通，通过第二套膜组件水路阀门7.2与排水管路相通。所述的膜组件是管式超滤或微滤膜，两套膜组件间隔排列，膜孔的大小及膜面积的大小可以由所处理水的流量及所含污染物的情况来具体确定。膜组件的形状可以根据需要具体选择，如采用平行排列的直管式膜、圆形管式膜、正方形或矩形管式膜，以及其它各种适宜形状的管式膜、板式膜等。
本实用新型的膜生物反应器，包括反应器主体1、前述的膜组件2，膜组件2置于反应器主体1内的底部。为了使膜生物反应器正常稳定运转，还可以增加液位控制系统5、排泥口6等。排泥口6位于反应器主体1壁的底部，以及时排出反应过程中产生过剩的活性污泥。液位控制系统5可以由常规的液位计和流量控制阀构成，流量控制阀可以使用自动阀实现稳定操作。
为了达到自动、稳定运转，本实用新型的膜生物反应器还可以增加控制部分，控制部分可以采用计算机集成控制，设定好工作程序，控制部分控制阀门7.1、7.2、8.1、8.2的开关操作，实现自动切换，连续操作，也可以将液位的控制纳入控制部分中。当然，如不需要自动操作，也可以采用手动切换各个阀门，这样，整个装置的成本将大大降低。
膜出水可以采用真空泵抽吸的方式。
本实用新型的膜生物反应器的使用中，处理废水A通过液位控制系统5进入反应器主体1，活性污泥预选加入反应器中与废水混合。鼓风机将空气通过曝气管路3进入膜组件2.1送入反应器，此时膜组件2.1起曝气管作用。在有氧的条件下，废水通过与微生物的生化作用得到净化。处理后的废水从膜组件2.2的外面在渗透和真空泵抽吸的双重作用下进入内部，通过排水管4排到系统之外。污水与活性污泥的混合液走管式膜的外表面，处理后的水走管式膜的里面。剩余污泥则从排泥口6排出系统外。
本实用新型反应器的曝气和排水的操作进行切换时，首先8.1阀门和7.2阀门打开，8.2阀门和7.1阀门关闭，膜组件2.1起曝气作用，同时得到反冲洗。膜组件2.2起固液分离作用，将处理后的水排出。膜组件工作一个周期以后，8.1阀门和7.2阀门关闭，8.2阀门和7.1阀门打开，膜组件2.1和2.2的功能互换。
与现有技术相比，本实用新型有如下优点1.本实用新型将曝气系统与固液分离系统合为一处，由膜组件共同完成，省掉了曝气系统。2.本实用新型膜组件的反冲洗过程不再是一种非工作过程，而是好氧生物反应器所必须的氧的提供过程，提高了工作效率。3.本实用新型的膜组件因为参与曝气，经常得到反冲洗，所以不容易受到污染，膜组件的更换周期可大大延长，从而最终延长了膜生物反应器的寿命。本实用新型不清洗使用一年后，膜通量仍为最初通量的80％。4.本实用新型采用微滤或超滤膜作为曝气设备，可以形成细小气泡，提高了充氧效率，可达40％。5.本实用新型在固液分离方面，由于混合液走管式膜的外面而不是里面，避免了通道堵塞。事实上，管式膜堵塞包括通道堵塞和膜面堵塞，通道堵塞在整个堵塞过程中占有相当的份量，研究表明，在没有通道堵塞的情况下，膜的寿命可提高7～8倍。6.本实用新型自动化程度高，操作方便。
权利要求1.一种膜曝气、排水结构，包括膜组件[2]，曝气管路[3]，排水管路[4]以及膜组件与曝气管路、排水管路之间的阀门，其特征在于所述的膜组件[2]由两套独立的膜组件[2.1]、[2.2]构成，其中第一套膜组件[2.1]通过第一套膜组件气路阀门[8.1]与曝气管路相通，通过第一套膜组件水路阀门[7.1]与排水管路相通；第二套膜组件[2.2]通过第二套膜组件气路阀门[8.2]与曝气管路相通，通过第二套膜组件水路阀门[7.2]与排水管路相通。
2.按照权利要求1所述的曝气、排水结构，其特征在于所述的膜组件是管式超滤或微滤膜。
3.按照权利要求1所述的曝气、排水结构，其特征在于所述的两套膜组件间隔排列。
专利摘要一种用于废水处理的膜曝气、排水结构及由数个管式膜构成的过滤组件,管式膜起过滤、曝气二重作用,处理后的污水依靠真空泵作用排出系统外。本实用新型具有流程简单、占地面积小、处理效果好、能耗低、自动化程度高、特别耐冲击、不易堵塞的特点,可以作为小型污水处理厂传统曝气池沉淀池的更新设备。
文档编号C02F3/00GK2474528SQ0021174
公开日2002年1月30日 申请日期2000年4月30日 优先权日2000年4月30日
发明者崔峰, 李勇, 韩建华 申请人:中国石油化工集团公司, 中国石油化工集团公司抚顺石油化工研究院