专利名称：膜生物反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生物反应器，特别涉及一种膜生物反应器。
背景技术：
膜生物反应器技术是当今世界公认的先进的污水处理和污水资源化技 术。它是将膜分离技术中的超滤、微滤或纳滤膜组件与污水生物处理中的生 物反应器相互结合而形成的新型污水处理系统。这种集成式组合新工艺把生 物反应器的生物降解作用和膜的高效分离技术溶于一体。
膜生物反应器在我国污水处理行业中的应用非常迅速，其中膜技术的研
究几乎与世界同步。从1990到2000年我国开始了膜生物反应器的实验室研 究以及小试、中试的研究，到现在为止，我国己经拥有每天数万吨级处理量 的大规模工程的设计、建设和运行，主要用于城市污水和工业污水领域。膜 技术在我国的迅速发展，以及我国环境保护工作的不断加强，带动了高校、 科研院所、环境工程单位对膜生物反应器应用化的研究。
由于集成化膜生物反应器涉及的研究学科比较多，涉及到环境工程、机 械工程、电气工程等多个学科，而对于各大高校和科研院所，从事膜生物反 应器研究的技术人员一般只具备有专业性的技术知识，对膜生物反应器的机 械设备的设计与加工、电气自动控制方面的知识了解不多，这样就导致在碰 到课题试验时，这些技术人员只能通过初步调研文献，自行加工设计微型的 膜生物反应器。但由于对自动控制系统、操作参数的掌握的不充分性，设计 而成的膜生物反应器往往不够专业规范，这将会导致试验结果不能达到预想 效果，甚至会因为设备设计不当，出现科研数据缺乏真实性的后果；另外， 对于环境工程单位而言，在进行膜生物反应器研究时，由于工程公司讲究的时效性，无法对微型设备的设计开发投入太多的人力物力，因此在对项目进 行可行性研究的时候，在开发不足的情况下设计而成的膜生物反应器的试验 结果往往可能无法指导工程的进行。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中对集成化微型膜 生物反应器设计不足的缺陷，提供一种集成有自动控制系统的微型膜生物反 应器。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的 一种膜生物反 应器，其包括内置有膜组件的一反应容器，该反应容器连接有一进水泵、一 出水泵以及一曝气机，其特点在于，该膜生物反应器还集成有一自动控制系 统，该自动控制系统包括 一液位控制装置，与该进水泵相连接； 一水流量 控制装置，与该出水泵相连接； 一气体流量控制装置，与该曝气机相连接。
较佳地，该自动控制系统设有一操作界面，该操作界面与该液位控制装 置、该水流量控制装置和该气体流量控制装置相连接。
较佳地，该膜组件采用平板膜。
其中，该液位控制装置包括一液位变送器及一控制器，该控制器利用该 液位变送器所探测的液位数据来控制该进水泵的启动和停止。 较佳地，该控制器为一数字显示控制器。
其中，该水流量控制装置包括设于该出水泵处的一继电器、 一压力表 及一流量计。
较佳地，该继电器为一可调时间继电器，该流量计为一可调流量计。 较佳地，该反应容器内投加有粉末状活性碳。 较佳地，该粉末状活性碳的粒径小于1微米。
本实用新型的积极进步效果在于本实用新型通过将现有的膜生物反应 器微型化，并且在其上集成一自动控制系统，实现了膜生物反应器的集成化、
4微型化和自动化。该膜生物反应器在自动运行时，基本不需要人员看管，并 且通过自动控制系统，可以避免出现污水外溢、污泥流失等现象，从而不会 因为机械故障导致系统瘫痪、影响系统微生物的生长、试验进度放缓、科研 数据可信度不高等问题；另外，通过在该自动控制系统上设置一操作界面， 使得用户可以针对需要不同工艺参数的具体实验研究，利用该操作界面对该 膜生物反应器设置不同的运行参数，从而能够为高校、科研院所、环境工程 单位对膜生物反应器应用化的研究提供平台。
图1为本实用新型的膜生物反应器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技 术方案。
本实用新型的膜生物反应器1通过采用小型化的结构部件以实现整体上 的微型化设计。其小型化的结构部件包括内置有膜组件3的一反应容器2，
该反应容器2连接有一进水泵4、 一出水泵5以及一曝气机6，其中该进水 泵4和出水泵5均可以为蠕动泵。在此基础上，该膜生物反应器l还集成有 一自动控制系统7，该自动控制系统7主要包括以下三部分装置 一与该进 水泵4相连接的液位控制装置8，其通过探测液位数据来控制该进水泵4的 启动和停止，以达到安全稳定地控制该膜生物反应器内的水位的目的，从而 在确保膜组件满足正常使用条件的前提下，保证污水在设定的正常水位范围 之内被处理； 一与该出水泵5相连接的水流量控制装置9，其通过控制该出 水泵5的水流量，评价不同的污水水力停留时间和污泥停留时间对生化系统 的影响； 一与该曝气机6相连接的气体流量控制装置10，用于控制该曝气机 6向反应容器2内注入的气体流量，以满足该膜生物反应器正常运行的需要。只需要现场提供有污水水源以及该膜生物反应器所需的工作电压，例如
220V交流电源，该膜生物反应器就可以实现自动运行。在实际使用时，连
接工作电源后，只需把进水泵的进水管放入污水源内，该膜生物反应器便可 以在自动控制系统的控制之下，根据液位控制装置、水流量控制装置以及气 体流量控制装置所设定的运行参数，实现自动运转。污水进入该膜生物反应 器的生化系统，通过生化系统中的微生物的降解，污水中的有机物被去除， 然后通过膜组件实现净化水与污泥的有效分离，以达到污水处理的要求。由 于自动控制系统的集成，该膜生物反应器在运行过程中基本不需要人员看 管，并且可以避免出现污水外溢、污泥流失等现象，从而不会因为机械故障 导致系统瘫痪、影响系统微生物的生长、试验进度放缓、科研数据可信度不 高等问题。
可以在自动控制系统上设置一操作界面，该操作界面与液位控制装置、 水流量控制装置和气体流量控制装置相连接，实时显示上述各控制装置的各 个运行参数，并提供用户设定调节功能，以满足具体实验研究的不同工艺参 数的需要，实现对污水处理过程的实时调节和监控。
另外，为了更好地实现微型化，该膜组件采用小型实验用平板膜。 具体地，该液位控制装置可以包括一液位变送器及一控制器，其中该控 制器可以为一数字显示的控制器。该液位变送器根据其探头所探测到的压力 变化，将水位数据转化为数字信号传输给该数显控制器，以便该数显控制器 对这些数据进行处理以控制该进水泵的启动和停止。该液位控制装置设定有 高、中、低三种水位，以保证系统不会出现污水外溢和污泥流失现象。
具体地，该水流量控制装置可以包括设于该出水泵处的一继电器、一 压力表及一流量计，其中该继电器可以为一可调时间继电器，该流量计可以 为一可调流量计。通过对该出水泵的启动和停止时间及水流量的控制，可以 实现对膜组件的污染情况的实时调节和监控，并且可以根据实验需要调节所
处理的污水量，例如将污水量控制在0 0.8mVd之内，以使得污水水方停留时间和污泥停留时间满足膜组件的正常使用的要求。
另外，在该膜生物反应器运行时，可以向反应容器内投加粉末状活性碳， 其中该粉末状活性碳的粒径可以选择为小于1微米，让活性碳利用化学能自 发吸附在有机膜组件的表面，从而在深度处理过程中作为预处理层对膜组件 起到保护作用，提高膜组件的抗污染能力。
另外，本实用新型的膜生物反应器不但可以如上述各实施例所示的那样 单独进行污水处理的试验研究，还能通过与其它工艺串并联组合，进行污水 处理的联合工艺、工艺对比的试验研究，从而为科学研究、工程试验提供可, 靠的技术参数和操作经验。例如，为进行污水处理的脱氮除磷的研究，可以 在该微型膜生物反应器的前端设计厌氧池和缺氧池，进行串联运行，从而联 合工艺，实现对废水脱氮除磷的研究。又例如，为进行膜生物反应器与其他 生化工艺的对比实验研究，可以把本实用新型的膜生物反应器与其它几套工 艺并联运行，获得可靠的数据，进而进行分析比较。
综上所述，本实用新型的膜生物反应器实现了对现有膜生物反应器技术 的集成化、微型化和自动化，从而能够为高校、科研院所、环境工程单位对 膜生物反应器应用化的研究提供平台。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应 当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下， 可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本实用新型的保护范围由 所附权利要求书限定。
权利要求1、一种膜生物反应器，其包括内置有膜组件的一反应容器，该反应容器连接有一进水泵、一出水泵以及一曝气机，其特征在于，该膜生物反应器还集成有一自动控制系统，该自动控制系统包括一液位控制装置，与该进水泵相连接；一水流量控制装置，与该出水泵相连接；以及一气体流量控制装置，与该曝气机相连接。
2、 如权利要求1所述的膜生物反应器，其特征在于，该自动控制系统 设有一操作界面，该操作界面与该液位控制装置、该水流量控制装置和该气 体流量控制装置相连接。
3、 如权利要求1所述的膜生物反应器，其特征在于，该膜组件采用平
4、 如权利要求1所述的膜生物反应器，其特征在于，该液位控制装置 包括一液位变送器及一控制器，该控制器利用该液位变送器所探测的液位数 据来控制该进水泵的启动和停止。
5、 如权利要求4所述的膜生物反应器，其特征在于，该控制器为一数 字显示控制器。
6、 如权利要求1所述的膜生物反应器，其特征在于，该水流量控制装 置包括设于该出水泵处的一继电器、 一压力表及一流量计。
7、 如权利要求6所述的膜生物反应器，其特征在于，该继电器为一可 调时间继电器，该流量计为一可调流量计。
8、 如权利要求1所述的膜生物反应器，其特征在于，该反应容器内投 加有粉末状活性碳。
9、 如权利要求8所述的膜生物反应器，其特征在于，该粉末状活性碳 的粒径小于1微米。
专利摘要本实用新型公开了一种膜生物反应器，其包括内置有膜组件的一反应容器，该反应容器连接有一进水泵、一出水泵以及一曝气机，该膜生物反应器还集成有一自动控制系统，该自动控制系统包括一液位控制装置，与该进水泵相连接；一水流量控制装置，与该出水泵相连接；一气体流量控制装置，与该曝气机相连接。本实用新型的膜生物反应器实现了对现有膜生物反应器技术的集成化、微型化和自动化，从而能够为高校、科研院所、环境工程单位对膜生物反应器应用化的研究提供平台。
文档编号C02F3/12GK201367386SQ20092006877
公开日2009年12月23日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者刘忠英, 卞晓锴, 周保昌, 施柳青, 李景烨, 梁国明, 波 邓, 陆晓峰 申请人:中国科学院上海应用物理研究所