一种一体化mbr膜生物反应装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于水处理技术领域，涉及一体化MBR膜生物反应装置。
【背景技术】
[0002] 生物膜法技术是人们模仿土壤自净过程创造出来的，很早就被用于废水处理。目 前，生物膜法依然是废水生化处理技术研究的热点之一。而水处理填料是生物膜技术的核 心之一，它的性能对废水处理工艺过程的效率、能耗、稳定性以及可靠性均有直接关系。现 有的弹性材料一般由中心件及固定在其上的弹性纤维或丝条构成，由于该类填料是立体放 射状，其纤维或丝条之间内密外疏，显得蓬乱，故布水布气不均匀。传质效果差，挂膜后仍有 厌氧结团现象产生。
[0003] 在实际应用中，由于目前市场上应用的填料主要是以粘土烧结成的陶粒和以聚丙 烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚脂(PES)、聚氯乙烯(PVC)等塑料为材料的弹性填料。而一般的弹性 填料由于其表面亲水性较差，在挂膜速度、挂膜量以及膜的紧密度上往往存在不足。使材料 的表面带有亲水基团，是提高材料表面亲水性的常用方法，将亲水基团带入材料表面的常 用方法有：（1)在弹性材料表面涂抹亲水涂料，该方法因涂料易溶于水中而脱落，故难以实 际应用；（2)在材料表面接枝带有亲水基团的高聚物单体，可采用高能辐照的方法，在填料 的表面产生活性自由基，自由基再与水溶性单体进行引发聚合，从而使材料表面接枝上水 溶性基团，但因为填料的性状一般比较复杂，除填料的外表面，还有填料的内表面，而高能 辐射难以均匀辐照填料的内外表面，导致填料内外表面亲水性产生差异，从而也影响其使 用效果；（3)在常用塑料材料中混入水溶性亲水高分子材料。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种高效、结构紧凑、占地 面积小、去污能力强的一体化MBR膜生物反应装置。
[0005] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种一体化MBR膜生物反应装置，包括 格栅除渣室、隔油室、水量平衡室、厌氧处理室、缺氧处理室、膜生物反应室、清水池，所述隔 油室内设有隔油挡板，并填充有PP纤维球填料，所述厌氧处理室和缺氧处理室中均填充有 弹性填料，所述膜生物反应室内设有帘式中空纤维膜以及帘式中空纤维膜表面的微生物 膜；
[0006] 其中，所述弹性填料由开孔发泡材料制成，开孔发泡材料包括以下质量份数的组 分：
[0007] PA6 粉末 30-45份，
[0008]热塑性聚氨酯粉末34-50份，
[0009] 改性树脂15-30份，
[0010] 改性剂10-15份，
[0011] 碳纳米管8-12份，
[0012] 介孔碳酸钙15-23份，
[0013] 发泡剂8-20份，
[0014] 开孔剂2-10份。
[0015] 本发明中的一体化MBR膜生物反应装置可对污水中的油脂、杂物和水等进行分离 并加以处理达标，其中，格栅除渣室可首先对污水中的悬浮物进行分离;隔油室中的隔油挡 板，并填充有PP纤维球填料可对污水中的浮油和小颗粒油滴进行分离和吸附；水量平衡室 对水位进行控制，对进水起到调节水质和水量的作用;厌氧处理室、缺氧处理室均填充有弹 性填料，通过厌、缺氧环境下的水解、酸化和甲烷化作用使污水中的有机物(包括油脂、蛋白 质、淀粉等物质)得以处理;膜生物反应室内设置有帘式中空纤维膜以及帘式中空纤维膜表 面的，对污水中的杂质进行进一步生化处理。
[0016] 由于厌氧微生物在弹性填料上的附着性差，加之水流的冲击，吸附在弹性填料表 面的微生物很容易脱落下来，从而降低弹性填料表面的生物吸附量，因此本发明采用开孔 发泡材料制备厌氧处理室、缺氧处理室中的弹性填料。该弹性填料内部具有联通的细小开 孔结构，有利于厌氧微生物在其表面和内部定殖，即使填料表面的微生物因为外力原因损 失，填料内部的微生物也能很快繁殖并补充到外部，大大提高厌氧处理室、缺氧处理室的使 用稳定性和使用寿命。该弹性填料主料采用PA6和热塑性聚氨酯制成，并辅以改性树脂、改 性剂及其他辅料，制得的弹性填料韧性好、强度高、耐摩擦、耐腐蚀，使用性能好，能够在污 水中长期使用。并且该弹性填料不改变原水酸碱度，对附着的微生物细胞无毒，传质性能 好，性质稳定、不易被生物降解。
[0017]碳纳米管因其独特的结构表现出密度小，强度、刚度、韧性优异的特点，并且具有 较强的抗化学腐蚀性和较好的散热性能，介孔碳酸钙具有良好的耐候性、耐化学腐蚀性、化 学稳定性、热稳定性、较高强度等特点。本发明中将碳纳米管和介孔碳酸钙配合添加到弹性 填料中，可以显著改善弹性填料的力学性能，提高其导热性、耐磨性、强度和韧性，防止在挂 膜过程中局部过热导致微生物活性降低，延长其使用寿命。同时，碳纳米管和介孔碳酸钙还 可以作为理想的异相成核剂，在弹性填料发泡过程中，碳纳米管和介孔碳酸钙表面的成核 能皇低于均相成核能皇，能瞬间形成大量的成核点，大大提高了弹性填料在发泡过程中的 成核率，提高弹性填料的泡孔密度。而介孔碳酸钙中的孔道结构会与树脂材料形成"气穴" 结构，从而降低成核能皇，提高异相成核效率。碳纳米管和介孔碳酸钙的添加有助于弹性填 料泡孔密度的增大和泡孔尺寸的减小，从而增加弹性填料的拉伸性能和强度。
[0018] 作为优选，所述弹性填料为整体形状呈波浪状或折线状的网片式弹性填料，网片 式网片式弹性填料上设有网孔。
[0019] 弹性填料整体形状设计为波浪状或折线状的加大了网片式弹性填料的表面积，增 加了弹性填料与污水的接触面积，并且有利于微生物着床。弹性填料上的网孔有利于水流 通过和气泡的切割。
[0020] 作为优选，所述弹性填料表面设有尖刺型突出。
[0021] 尖刺型突出方便刺破污水中的气泡，有利于污水与弹性填料上的微生物接触，加 快污水中的有机物分解速度。
[0022]作为优选，所述改性树脂为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙二醇中的一种 或几种。
[0023] 厌氧生化反应过程中微生物生成量低，且附着性差，不易在普通弹性材料上挂膜， 因此本发明在弹性填料中添加自身带有较多亲水性基团的上述改性树脂，能有效增加弹性 填料表面的亲水性能，使厌氧微生物较易地附着在弹性填料表面，从而增加厌氧微生物在 弹性填料上的挂膜量，提高厌氧生化反应容器的负荷。上述改性树脂单独使用时往往存在 强度不够、不耐腐蚀等问题，本发明将上述改性树脂与PA6、聚氨酯配合使用，制成的复合弹 性填料力学性能优良，并且有利于吸附不同种类的微生物，丰富微生物种类，提高弹性填料 生物膜处理污水有机物的能力。
[0024] 作为优选，所述改性剂为羧甲基纤维素、海藻酸钠、壳聚糖中的一种或多种。
[0025] 上述改性剂具有较强的亲水性，对不同厌氧微生物的吸附能力强，并且均为纯天 然物质，无毒无害，与改性树脂配合使用，能有效增加微生物的种类和微生物在弹性填料上 的吸附量。
[0026]作为优选，所述的发泡剂为质量比为2: (5-7) :(3-6)的稀土、碳酸氢钠、偶氮二甲 酰胺的复合粉体。
[0027]选用的发泡剂中，碳酸氢钠为吸热型发泡剂，偶氮二甲酰胺为放热型性发泡剂，吸 热型的发泡剂不易分散，易造成制品内部泡孔的大小不均匀，放热型的发泡剂分解时放出 大量的热，易造成树脂体系过热、树脂胶液粘度下降，对气泡生长不利。本发明将吸热性发 泡剂和放热性发泡剂结合起来，控制了吸热与放热的平衡，同