专利名称：膜式生物反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于生化技术与膜分离材料的交叉领域，具体涉及一种膜式生化处理污水的设备。
现有污水生化处理设备一般是采用生物反应器，即用生化处理方法，例如活性污泥法，厌氧消化法等对污水进行处理。
这种常规技术主要有以下不足之处；1、现有生物反应器出水往往含有较高的活性物质，必须有一个二沉池供泥水分离，为了保持生物反应器内活性物质的浓度，二沉池内的活性物质必须用泵抽吸回至生物反应器内，装置结构复杂，占地面积大。
2、在一定水力条件下，生物反应器内污泥等活性物质的浓度不可能太高，一些难以氧化降解的大分子有机物在生物反应器内停留的时间较短，难以充分发挥生物降解的功效，最终出水水质有限。
本实用新型针对现有技术的缺点，提供一种膜式生物反应器，它结构紧凑、能显著增强生物降解作用，使出水水质有明显提高。
为实现上述目的采取的技术方案主要在传统生物反应器基础上增设亲水型中空纤维微孔膜，菌种载体可采用传统的活性污泥，更可采用吸附能力更强的颗粒活性碳或活性碳纤维或其它软填料。
本实用新型的优点和效果1、泥水分离效果显著提高，出水水质好，一般无固体悬浮物；2、由于中空纤维微孔膜的高效截留作用，单位体积内活性成分增加，溶解性大分子有机物在生物反应器内停留时间大大延长，导致生物降解作用显著提高；3、在好氧生化过程中，由于膜对硝化细菌的高效截留，硝化细菌在生物反应器内能保持高浓度，使NH3组份中N量的去除率可达90％以上；4、由于生物降解作用显著增强，活性污泥剩余明显减少，甚至不需排泥，可降低能耗及减少污泥对环境的二次污染；
5、如菌种载体采用颗粒活性碳、活性碳纤维或其它软填料，由于巨大比表面积及强富集作用，将解性有机物和溶解氧浓缩在其周围，延长了微生物与有机物的接触时间，改善了混合液的沉淀性能，提高了对有毒物质和重金属等的冲击负荷能力，具有脱色除臭、消除泡沫，显著改善出水水质的效果，同时可对膜充分擦洗。
6、操作管理方便，不存在现有技术中易产生污泥膨胀等问题，易于实现自动化作业；7、可省去二沉池，占地面积大大减少。
这种设备可广泛应用于难生物降解、固体悬浮物及有机物浓度高的有机化工废水、畜牧业废水、食品酿造废水、垃圾渗滤液等污水处理工程中。
本技术方案的核心内容是在现有生物反应器基础上增设亲水型中空纤维微孔膜。这种亲水型中空纤维微孔膜必须满足如下条件1)纤维外径150～600μm；2)纤维壁上微孔直径≤0.3μm；3)膜材质耐细菌腐蚀；4)膜材质有较高的抗破裂强度(≥0.5Mpa)及抗老化能力。符合这些条件的材质可以是聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺等。
由这种中空纤维微孔膜构成的膜组件有两种型式。一种型式如
图1及其局部放大示意图A所示，中空纤维微孔膜(4)由环氧树酯或聚氨酯3封装在衬套1内，其外面有保护网套2，衬套再封装在塑料(ABS)管6上；另一种型式如图2所示，中空纤维微孔膜9的组件为圆柱形体，由环氧树酯或聚氨酯10封装在塑料(ABS)管11内，如图2中局部放大示意图B所示。
中空纤维微孔膜组件在反应器内的安装型式有两种实施例；例1这是一种一体式膜式生物反应器，结构如
图1所示亲水型中空纤维微孔膜组件直接浸没在生物反应器内，微生物在曝气池(生物反应器的一种)中氧化降解污水中的有机物；经生物处理的水通过负压抽吸从膜表面通过壁上微孔进入中空纤维内，可经管道6引出反应器。这种反应器具有体积小、工作压力低、无水循环、节能、出水水质优良等特点，可生化性需可氧有机物量(简称BOD5)的去除率为95％以上，固体悬浮物(SS)能去除100％。同时生物反应器内固体颗粒与曝气不断擦洗中空纤维微孔膜表面，可有效防止膜的污染。
例2它是一种分体式膜式生物反应器，结构如图2所示。普通生物反应器7经泵8和圆柱体形的中空纤维微孔膜组件相接，生物反应器出水经泵加压进入膜组件，活性物质、未降解的大分子有机物等被膜截留返回生物反应器内，而通过膜壁微孔透过的水即为出水，反复循环，可明显提高生物降解作用，提高出水水质，同样对固体悬浮物去除率也可达到100％，对BOD5去除率达95％以上。这种反应器由于生物反应器与中空纤维膜组件相互独立、互相干扰小，定时进行气、水反冲洗可防止膜污染。
权利要求1.膜式生物反应器，其特征是在生物反应器基础上增设亲水型中空纤维微孔膜(4)或(9)的组件。
2.根据权利要求1所述膜式生物反应器，其特征是亲水型中空纤维微孔膜(4)、(9)的材料采用聚丙烯或聚乙烯、或聚丙烯腈、或聚偏乙烯、或聚酰亚胺。
3.根据权利要求1所述膜式生物反应器，其特征是中空纤维微孔膜组件由环氧树酯或聚氨酯(3)、(10)封装在塑料(ABS)管(6)上，或封装在塑料管(11)内。
4.根据权利要求1所述膜式生物反应器，其特征是生物反应器内的菌种载体采用颗粒活性碳、活性碳纤维或其它软填料。
5.根据权利要求1或2或3或4所述膜式生物反应器，其特征是亲水型中空纤维微孔膜组件直接浸没在生物反应器内，生物处理过的水通过负压抽吸从膜表面透过膜壁微孔进入中空纤维内经管道(6)引出反应器。
6.根据权利要求1或2或3或4所述膜式生物反应器，其特征是生物反应器7经泵8与圆柱形体的膜组件相连，生物反应器出水经泵加压进入膜组件，活性物质与未降解的大分子有机物被膜截留返回生物反应器，而净水透过膜壁微孔流出。
专利摘要膜式生物反应器,特点是在生物反应器上增设中空纤维微孔膜组件。该膜组件两端设胶层,用封头衬套将其封装在塑料管上或管内。膜组件可直接浸没在生物反应器内;也可将膜组件设在生物反应器外。上述膜式生物反应器,由于中空纤维微孔膜的高效截面作用,可使大分子有机物和活性物质在生物反应器中停留时间延长,硝化细菌积累程度提高,能显著增强生物降解作用,改善出水水质,并克服了难以解决的污泥膨胀等问题。
文档编号C02F3/00GK2370002SQ9920999
公开日2000年3月22日 申请日期1999年5月10日 优先权日1999年5月10日
发明者徐又一, 石灯水, 王树源, 王红军, 陈元胜, 徐红 申请人:浙江大学膜分离工程联合公司