专利名称：一种投加粉末沸石的膜生物反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水处理技术领域，具体涉及一种投加粉末沸石的膜生物反应器。
背景技术：
随着环境污染问题日趋严重，越来越多的地表水水源受到污染，部分物理、化学以及微生物指标已超过《地面水环境质量标准》中关于生活饮用水源水的水质要求，尤其是氨氮、溶解性有机物以及新型病源微生物。一方面，传统的混凝-沉淀-过滤-消毒净水工艺对这些污染物没有较好的去除效果，另一方面，随着社会的进步，饮用水水质标准也进一步提高，这些都为饮用水处理工艺的发展提供了动力。以超滤为代表的膜分离技术因其能有效去除浊度、有机物、隐孢子虫与贾第鞭毛虫等新型病源微生物，具备良好的水质调节能力，易于自动控制管理等优点成为第三代饮用水处理工艺的核心。但是，对于普遍使用的超滤膜过滤系统，由于其截留分子量仅限于微米级，单独使用并不能实现对溶解性小分子有机物以及氨氮的去除。针对此问题，有些研究在超滤系统内投加活性炭，并增设曝气装置，形成膜生物反应器，通过吸附与生物氧化协同作用来降解溶解性小分子有机物及氨氮，取得了不错的效果。但是，在冬天温度较低的情况下，微生物活性减弱，有机物及氨氮去除效果不佳，尤其是氨氮去除效果更差。此外，失效排出的活性炭分离困难，再生费用高。沸石是呈架状结构的多孔性含水铝硅酸盐晶体的总称，因沸石对极性、不饱和、易极化分子具有优先的选择吸附作用，所以对水中氨氮及极性小分子有机污染物有较强的离子交换及吸附性能。同时，沸石内部存在很多大小均一的微孔和通道且彼此相联，使沸石具有巨大的表面积，成为微生物生长的良好载体。因此，在超滤膜装置中投加粉末沸石，同时增设曝气系统，形成集沸石吸附、离子交换、生物降解以及膜分离于一体膜生物反应器，有望解决微污染水源水中的溶解性有机物及氨氮问题，特别是低温条件下的氨氮去除问题。
发明内容本实用新型的目的是克服低温条件下膜生物反应器对极性小分子有机物与氨氮去除效果不佳的缺点，提供了一种投加粉末沸石的膜生物反应器，该反应器不仅具有常规的膜生物反应器的特点，还可以保证低温状态下极性小分子有机物与氨氮的去除效果。本实用新型所提供的一种投加粉末沸石的膜生物反应器包括反应池1，反应池1 左侧壁水面以上设置有进水管2，膜组件3设置在反应器1内部，曝气头4设置在反应器1 底部，为所述曝气头4充气的鼓风机5设置在反应器1外部，投加的粉末沸石6位于反应池 1内，最高水位液位感应器7和最低水位液位感应器8设置在反应池1右侧内壁，出水管9 设置在反应器1右侧并与膜组件3相连，抽吸出水的抽吸泵10设置在反应器1外部，PLC控制器11设置在反应池1外部并分别与最高水位液位感应器7、最低水位液位感应器8以及出水抽吸泵10相连，放空管12设置在反应器1底部中央。[0008]所述粉末沸石是经过5%的氯化钠溶液改性处理的，所提供的一种投加粉末沸石的膜生物反应器用于微污染水源水的饮用水处理。本实用新型的有益效果体现在以下几个方面(1)由于沸石对有机物与氨氮有较强的吸附作用，同时又是生物生长的良好载体， 所以该投加粉末沸石的膜生物反应器集吸附、离子交换、生物氧化、膜过滤功能为一体，对浊度、病源微生物、有机物及氨氮有较好的去除效果，尤其强化了氨氮的去除效果，即使在低温状态下，也可保证氨氮的去除能力。(2)所投加的粉末沸石与活性炭相比，价格便宜，再生方便，而且由于在反应器的运行过程中粉末沸石可以部分得到生物再生，延长了沸石的使用周期，不必经常更换，运行费用得以降低。(3)由于曝气作用以及粉末沸石对有机物的去除作用，可有效减缓膜污染，延长膜使用寿命。
图1为一种投加粉末沸石的膜生物反应器结构示意图。图中1-反应池；2-进水管；3-膜组件；4-曝气头；5-鼓风机；6_粉末沸石；7_最高水位液位感应器；8-最低水位液位感应器；9-出水管；10-抽吸泵；11- PLC控制器； 12-放空管。
具体实施方式
本实用新型所提供的一种投加粉末沸石的膜生物反应器，包括反应池1，设置在反应池1左侧壁水面以上的进水管2，设置在反应器1内部的膜组件3，设置在反应器1底部的曝气头4，设置在反应器1外部为曝气头充气的鼓风机5，投加在反应池1内的粉末沸石 6，设置在反应池1右侧内壁的最高水位液位感应器7和最低水位液位感应器8，设置在反应器1右侧与膜组件相连的出水管9，设置在反应器1外部抽吸出水的抽吸泵10，设置在反应池1外部并与最高水位液位感应器7、最低水位液位感应器8以及出水抽吸泵10相连的 PLC控制器11，设置在反应器1底部中央的放空管12。使用该膜生物反应器处理微污染水源水时，待处理来水经进水管2进入反应池1， 投入反应池1中的粉末沸石6首先吸附水中溶解性有机物及氨氮，然后在经鼓风机5鼓入曝气头4曝出的氧气存在的条件下，利用粉末沸石6表面的生物膜系统，通过微生物的新陈代谢活动对有机物及氨氮进行生物氧化降解，在此过程中，污染物得到净化的同时，吸附了有机物和氨氮的粉末沸石6的表面也得到了再生，吸附能力得到了恢复；随着进水的不断增加，反应池1内水位逐渐升高，当达到最高水位时，最高水位液位感应器7将信号传感至 PLC控制器11，启动抽吸泵10，水经膜组件3过滤，经出水管9出水，水中的浊度、溶解性有机物、氨氮等污染物得到较好的去除，得到满足饮用水水质标准的饮用水；当反应池1内水位到达最低水位时，最低水位液位感知器8将信号传感至PLC控制器11，停止抽吸泵工作， 出水停止，从而完成一个水处理工作周期；粉末沸石采用人工投加方式，在开始进水阶段一次性往反应器内投加一定量的粉末沸石，再阶段性地通过放空管12排走定量老化沸石以维持反应器内生物活性，并补投新的粉末沸石来恒定反应器内粉末沸石的体积浓度；在寒冷的冬天，当微生物活性降低的时候，可再向反应池1中加入适量新鲜粉末沸石，充分发挥其吸附作用，保证低温状态下有机物和氨氮的去除效果。
权利要求1. 一种投加粉末沸石的膜生物反应器，其特征在于所述反应器包括反应池(1)，反应池(1)左侧壁水面以上设置有进水管(2)，膜组件(3)设置在反应器(1)内部，曝气头(4)设置在反应器(1)底部，为所述曝气头(4)充气的鼓风机(5)设置在反应器(1)外部，投加的粉末沸石(6)位于反应池(1)内，最高水位液位感应器(7)和最低水位液位感应器(8)设置在反应池(1)右侧内壁，出水管(9)设置在反应器(1)右侧并与膜组件(3)相连，抽吸出水的抽吸泵(10)设置在反应器(1)外部，PLC控制器(11)设置在反应池(1)外部并分别与最高水位液位感应器(7)、最低水位液位感应器(8)以及出水抽吸泵(10)相连，放空管(12)设置在反应器(1)底部中央。
专利摘要本实用新型提供一种投加粉末沸石的膜生物反应器，属于水处理技术领域。该反应器包括反应池，投加的粉末沸石位于反应池内，PLC控制器设置在反应池外部并分别与最高水位液位感应器、最低水位液位感应器以及出水抽吸泵相连。本实用新型在反应器内投加经改性的粉末沸石，充分利用粉末沸石的吸附、离子交换、生物降解和膜过滤的功能互补作用，尤其解决了低温条件下膜生物反应器对极性小分子有机物与氨氮去除效果不佳的问题，本实用新型主要应用于微污染水源水的处理。
文档编号C02F9/14GK202322560SQ201120444928
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者丁磊, 张新喜, 汪明明, 罗刚 申请人:安徽工业大学