專利名稱：分體式管式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于膜生物反應(yīng)器研發(fā)和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種分體式管式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
膜技術(shù)因其具有可靠的出水水質(zhì)、簡(jiǎn)捷方便的操作方式等特點(diǎn)而引起了水處理界的廣泛重視，但膜組件價(jià)格昂貴及膜污染造成的通量衰減等問(wèn)題一直嚴(yán)重阻礙膜技術(shù)的推廣應(yīng)用。
為了解決以上問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了多方面的研究，提出了動(dòng)態(tài)膜技術(shù)的概念。動(dòng)態(tài)膜是指通過(guò)預(yù)涂劑或者微生物及其代謝產(chǎn)物在膜基質(zhì)(多孔載體)表面形成的生物質(zhì)層，這一生物質(zhì)層具備類似傳統(tǒng)濾膜的截留作用。動(dòng)態(tài)膜是分離膜中比較特殊的一種，因其具有滲透通量大、操作壓力小和膜污染控制更為簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而受到關(guān)注。(Al-Malack M H and Anderson G K.Crossflow microfiltration with dynamicmembranes，Wat.Res.，1997，31(8)1969-1979；Marc Altman，Raphael Semiat，David Hasson.Removal of organic foulants from feedwaters by dynamic membranes[J]，Desalination，1999，12565-75；喬森，張捍民等.動(dòng)態(tài)膜技術(shù)的研究進(jìn)展，中國(guó)給水排水，2003 Vol.19.)現(xiàn)在動(dòng)態(tài)膜的研究圍繞著兩個(gè)方面進(jìn)行，一是動(dòng)態(tài)膜制備條件的優(yōu)化，即動(dòng)態(tài)膜基質(zhì)的選材，理論模型的建立及統(tǒng)一等方面研究；另一方面是動(dòng)態(tài)膜運(yùn)行的優(yōu)化，這一方面與普通膜應(yīng)用所面臨的相類似，主要是運(yùn)行操作、處理效果等方面。已見公知的動(dòng)態(tài)膜膜生物反應(yīng)器為平板動(dòng)態(tài)膜膜生物反應(yīng)器。(YoshiakiKiso.Wastewater treatment performance of a filtration bio-reactor equipped with a mesh as a filter material[J].WatRes，2000，34(17)4143-4150；范彬，黃霞.動(dòng)態(tài)膜一生物反應(yīng)器對(duì)城市污水的處理[J].環(huán)境科學(xué)，2002，23(6)51-56.)發(fā)明內(nèi)容根據(jù)動(dòng)態(tài)膜在國(guó)內(nèi)外的研究和發(fā)展所圍繞的兩方面內(nèi)容，本發(fā)明提供一種造價(jià)低廉、運(yùn)行穩(wěn)定、操作和維護(hù)簡(jiǎn)便、能耗低的分體式管式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器。
本發(fā)明提供的分體式管式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器主要由生物單元、曝氣系統(tǒng)、膜單元、抽吸系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。所述的生物單元為活性污泥反應(yīng)器，設(shè)有曝器系統(tǒng)、液位計(jì)。池內(nèi)微生物(活性污泥)分解污水中有機(jī)物并增殖，廢水得到凈化?；旌弦涸谄貧庀到y(tǒng)的氣升原理作用下進(jìn)入膜單元進(jìn)行膜分離。所述的膜單元內(nèi)裝有動(dòng)態(tài)膜組件，動(dòng)態(tài)膜組件由集水管、管式膜基質(zhì)及在膜基質(zhì)上形成的生物質(zhì)層組成，膜基質(zhì)采用的是由纖維編制而成的纖維管，纖維管的直徑1-5mm，長(zhǎng)度0.2m-3.5m。膜組件的下部裝有進(jìn)行沖洗動(dòng)態(tài)膜絲的鼓氣管，運(yùn)行中膜沖洗鼓氣管鼓出的氣流不僅起到?jīng)_洗動(dòng)態(tài)膜絲表面，減小及控制膜污染的作用，同時(shí)提升膜單元內(nèi)混合液向上流的作用，使整個(gè)生物單元和膜單元有效的循環(huán)。
本發(fā)明分體式管式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器的操作方法是生活污水或工業(yè)廢水經(jīng)預(yù)處理后由進(jìn)水管(1)進(jìn)入生物單元(2)，池內(nèi)微生物氧化分解污水中有機(jī)物并增殖，廢水得到凈化，所需的氧氣由曝氣管(3)提供?；旌弦和ㄟ^(guò)下循環(huán)管進(jìn)入膜單元(4)，膜單元(4)的管式膜基質(zhì)(5)利用混合液的懸浮物形成生物動(dòng)態(tài)膜，膜沖洗鼓氣管(6)鼓出的氣流對(duì)管式膜基質(zhì)(5)進(jìn)行沖刷減小及控制管式膜基質(zhì)(5)的污泥層污染，同時(shí)中空纖維動(dòng)態(tài)膜(7)在抽吸泵(9)的驅(qū)動(dòng)下，連續(xù)或間歇過(guò)濾出水，而被分離及濃縮的污泥則通過(guò)氣升作用循環(huán)回流到生物單元。
本發(fā)明的分體式管式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器具有如下特征1.膜組件采用了管式動(dòng)態(tài)膜，造價(jià)低廉，滲透通量大、操作壓力小和膜污染控制及清洗簡(jiǎn)單。
2、管式動(dòng)態(tài)膜的形成采用原液形成膜方式，即管式膜基質(zhì)直接對(duì)所處理廢液作為動(dòng)態(tài)膜制備液來(lái)過(guò)濾形成動(dòng)態(tài)膜，動(dòng)態(tài)膜形成方式簡(jiǎn)單有效。
3.膜單元與生物處理單元分置，管式動(dòng)態(tài)膜的水力及化學(xué)清洗時(shí)，只需在膜單元進(jìn)行，不影響生物處理單元的正常運(yùn)行。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)膜污染的在線清洗，操作簡(jiǎn)捷，節(jié)約藥劑量。
4.用氣升循環(huán)取代了循環(huán)泵的動(dòng)力循環(huán)，降低了建造和運(yùn)行成本，易于操作。同時(shí)，防止了循環(huán)泵對(duì)污泥絮體的機(jī)械粉碎，保證了污泥的生物活性，有利于管式動(dòng)態(tài)膜的形成。
5.膜單元中對(duì)動(dòng)態(tài)膜絲的鼓氣沖洗采用大中氣泡鼓氣裝置，有效控制動(dòng)態(tài)膜污泥層的厚度，延長(zhǎng)動(dòng)態(tài)膜的使用壽命，減少動(dòng)態(tài)膜的化學(xué)清洗頻率。


附圖為本發(fā)明所述分體式管式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器的示意圖，其中1、進(jìn)水管，2、生物單元，3、曝氣裝置，4、膜單元，5、管式膜基質(zhì)，6、膜沖洗鼓氣管，7、管式動(dòng)態(tài)膜，8、空氣壓縮機(jī)，9、抽吸泵，10、氣體流量計(jì)，11、液體流量計(jì)，12、真空表，13、流量控制閥，14、上循環(huán)管，15、下循環(huán)閥，16、生物單元放空閥，17、膜單元放空閥，18、出水管。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將含有COD為50～425mg/L，BOD5為30～240mg/L，氨氮為60～120mg/L，/SS為20～100mg/L的生活污水進(jìn)入分體式管式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，在溶解氧為3.0mg/L，鼓氣量為0.4m3/hr，溫度12～29℃，pH為6.5～8.2條件下，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行70天，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了良好的設(shè)計(jì)循環(huán)狀態(tài)，生物單元的污泥濃度可以達(dá)到2～6g/L，膜單元的管式動(dòng)態(tài)膜運(yùn)行2周基本形成，動(dòng)態(tài)膜保持穩(wěn)定的運(yùn)行，并具有較高的膜通量50L/m2.h及處理效果良好。
系統(tǒng)出水COD值在30～100mg/L之間變化，一般穩(wěn)定在50mg/L以下，BOD5值在10～30mg/L之間波動(dòng)，氨氮穩(wěn)定在10～30mg/L，濁度穩(wěn)定在5NTU以下，出水水質(zhì)達(dá)到《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB 18918-2002)。
權(quán)利要求
1.分體式管式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器主要由生物單元、曝氣系統(tǒng)、膜單元、抽吸系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。其特征在于膜組件采用了管式動(dòng)態(tài)膜，生物單元和膜單元利用曝氣系統(tǒng)氣升作用使得混合液形成無(wú)泵循環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的分體式管式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，其特征在于動(dòng)態(tài)膜組件由集水管、管式膜基質(zhì)及在膜基質(zhì)上形成的生物膜層組成，膜基質(zhì)采用纖維編制的管式膜基質(zhì)(直徑1-5mm)，長(zhǎng)度0.2m-3.5m。
3.如權(quán)利要求1所述的分體式管式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，其特征在于管式動(dòng)態(tài)膜的形成采用原液中的懸浮物形成動(dòng)態(tài)膜。
4.如權(quán)利要求1所述的分體式管式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，其特征在于膜單元與生物處理單元分置，管式動(dòng)態(tài)膜的水力及化學(xué)清洗時(shí)，只需在膜單元進(jìn)行同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)膜污染的在線清洗。
5.如權(quán)利要求1所述的分體式管式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，其特征在于膜單元中對(duì)動(dòng)態(tài)膜絲的鼓氣沖洗，有效控制動(dòng)態(tài)膜污泥層的厚度，延長(zhǎng)動(dòng)態(tài)膜的使用壽命，減少動(dòng)態(tài)膜化學(xué)的清洗頻率。
全文摘要
分體式管式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器主要由生物單元、曝氣系統(tǒng)、膜單元、抽吸系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。其特征在于膜組件采用了管式動(dòng)態(tài)膜，造價(jià)低廉，滲透通量大、操作壓力小和膜污染控制及清洗簡(jiǎn)單。同時(shí)，生物單元和膜單元利用曝氣系統(tǒng)氣升作用使得混合液形成無(wú)泵循環(huán)。采用分體式管式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，管式膜基質(zhì)選擇容易，造價(jià)低廉，系統(tǒng)易于建造、操作和維護(hù)，運(yùn)行處理效果穩(wěn)定，能耗低。
文檔編號(hào)C02F3/10GK1785841SQ20041009841
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者樊耀波, 李剛, 朱小龍, 吳琳琳, 董春松 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心