專利名稱：一種投加粉末沸石的膜生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種投加粉末沸石的膜生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，越來越多的地表水水源受到污染，部分物理、化學(xué)以及微生物指標(biāo)已超過《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于生活飲用水源水的水質(zhì)要求，尤其是氨氮、溶解性有機(jī)物以及新型病源微生物。一方面，傳統(tǒng)的混凝-沉淀-過濾-消毒凈水工藝對(duì)這些污染物沒有較好的去除效果，另一方面，隨著社會(huì)的進(jìn)步，飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)一步提高，這些都為飲用水處理工藝的發(fā)展提供了動(dòng)力。以超濾為代表的膜分離技術(shù)因其能有效去除濁度、有機(jī)物、隱孢子蟲與賈第鞭毛蟲等新型病源微生物，具備良好的水質(zhì)調(diào)節(jié)能力，易于自動(dòng)控制管理等優(yōu)點(diǎn)成為第三代飲用水處理工藝的核心。但是，對(duì)于普遍使用的超濾膜過濾系統(tǒng)，由于其截留分子量僅限于微米級(jí)，單獨(dú)使用并不能實(shí)現(xiàn)對(duì)溶解性小分子有機(jī)物以及氨氮的去除。針對(duì)此問題，有些研究在超濾系統(tǒng)內(nèi)投加活性炭，并增設(shè)曝氣裝置，形成膜生物反應(yīng)器，通過吸附與生物氧化協(xié)同作用來降解溶解性小分子有機(jī)物及氨氮，取得了不錯(cuò)的效果。但是，在冬天溫度較低的情況下，微生物活性減弱，有機(jī)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離困難，再生費(fèi)用高。沸石是呈架狀結(jié)構(gòu)的多孔性含水鋁硅酸鹽晶體的總稱，因沸石對(duì)極性、不飽和、易極化分子具有優(yōu)先的選擇吸附作用，所以對(duì)水中氨氮及極性小分子有機(jī)污染物有較強(qiáng)的離子交換及吸附性能。同時(shí)，沸石內(nèi)部存在很多大小均一的微孔和通道且彼此相聯(lián)，使沸石具有巨大的表面積，成為微生物生長的良好載體。因此，在超濾膜裝置中投加粉末沸石，同時(shí)增設(shè)曝氣系統(tǒng)，形成集沸石吸附、離子交換、生物降解以及膜分離于一體膜生物反應(yīng)器，有望解決微污染水源水中的溶解性有機(jī)物及氨氮問題，特別是低溫條件下的氨氮去除問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服低溫條件下膜生物反應(yīng)器對(duì)極性小分子有機(jī)物與氨氮去除效果不佳的缺點(diǎn)，提供了一種投加粉末沸石的膜生物反應(yīng)器，該反應(yīng)器不僅具有常規(guī)的膜生物反應(yīng)器的特點(diǎn)，還可以保證低溫狀態(tài)下極性小分子有機(jī)物與氨氮的去除效果。本實(shí)用新型所提供的一種投加粉末沸石的膜生物反應(yīng)器包括反應(yīng)池1，反應(yīng)池1 左側(cè)壁水面以上設(shè)置有進(jìn)水管2，膜組件3設(shè)置在反應(yīng)器1內(nèi)部，曝氣頭4設(shè)置在反應(yīng)器1 底部，為所述曝氣頭4充氣的鼓風(fēng)機(jī)5設(shè)置在反應(yīng)器1外部，投加的粉末沸石6位于反應(yīng)池 1內(nèi)，最高水位液位感應(yīng)器7和最低水位液位感應(yīng)器8設(shè)置在反應(yīng)池1右側(cè)內(nèi)壁，出水管9 設(shè)置在反應(yīng)器1右側(cè)并與膜組件3相連，抽吸出水的抽吸泵10設(shè)置在反應(yīng)器1外部，PLC控制器11設(shè)置在反應(yīng)池1外部并分別與最高水位液位感應(yīng)器7、最低水位液位感應(yīng)器8以及出水抽吸泵10相連，放空管12設(shè)置在反應(yīng)器1底部中央。[0008]所述粉末沸石是經(jīng)過5%的氯化鈉溶液改性處理的，所提供的一種投加粉末沸石的膜生物反應(yīng)器用于微污染水源水的飲用水處理。本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面(1)由于沸石對(duì)有機(jī)物與氨氮有較強(qiáng)的吸附作用，同時(shí)又是生物生長的良好載體， 所以該投加粉末沸石的膜生物反應(yīng)器集吸附、離子交換、生物氧化、膜過濾功能為一體，對(duì)濁度、病源微生物、有機(jī)物及氨氮有較好的去除效果，尤其強(qiáng)化了氨氮的去除效果，即使在低溫狀態(tài)下，也可保證氨氮的去除能力。(2)所投加的粉末沸石與活性炭相比，價(jià)格便宜，再生方便，而且由于在反應(yīng)器的運(yùn)行過程中粉末沸石可以部分得到生物再生，延長了沸石的使用周期，不必經(jīng)常更換，運(yùn)行費(fèi)用得以降低。(3)由于曝氣作用以及粉末沸石對(duì)有機(jī)物的去除作用，可有效減緩膜污染，延長膜使用壽命。
圖1為一種投加粉末沸石的膜生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-反應(yīng)池；2-進(jìn)水管；3-膜組件；4-曝氣頭；5-鼓風(fēng)機(jī)；6_粉末沸石；7_最高水位液位感應(yīng)器；8-最低水位液位感應(yīng)器；9-出水管；10-抽吸泵；11- PLC控制器； 12-放空管。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所提供的一種投加粉末沸石的膜生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)池1，設(shè)置在反應(yīng)池1左側(cè)壁水面以上的進(jìn)水管2，設(shè)置在反應(yīng)器1內(nèi)部的膜組件3，設(shè)置在反應(yīng)器1底部的曝氣頭4，設(shè)置在反應(yīng)器1外部為曝氣頭充氣的鼓風(fēng)機(jī)5，投加在反應(yīng)池1內(nèi)的粉末沸石 6，設(shè)置在反應(yīng)池1右側(cè)內(nèi)壁的最高水位液位感應(yīng)器7和最低水位液位感應(yīng)器8，設(shè)置在反應(yīng)器1右側(cè)與膜組件相連的出水管9，設(shè)置在反應(yīng)器1外部抽吸出水的抽吸泵10，設(shè)置在反應(yīng)池1外部并與最高水位液位感應(yīng)器7、最低水位液位感應(yīng)器8以及出水抽吸泵10相連的 PLC控制器11，設(shè)置在反應(yīng)器1底部中央的放空管12。使用該膜生物反應(yīng)器處理微污染水源水時(shí)，待處理來水經(jīng)進(jìn)水管2進(jìn)入反應(yīng)池1， 投入反應(yīng)池1中的粉末沸石6首先吸附水中溶解性有機(jī)物及氨氮，然后在經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)5鼓入曝氣頭4曝出的氧氣存在的條件下，利用粉末沸石6表面的生物膜系統(tǒng)，通過微生物的新陳代謝活動(dòng)對(duì)有機(jī)物及氨氮進(jìn)行生物氧化降解，在此過程中，污染物得到凈化的同時(shí)，吸附了有機(jī)物和氨氮的粉末沸石6的表面也得到了再生，吸附能力得到了恢復(fù)；隨著進(jìn)水的不斷增加，反應(yīng)池1內(nèi)水位逐漸升高，當(dāng)達(dá)到最高水位時(shí)，最高水位液位感應(yīng)器7將信號(hào)傳感至 PLC控制器11，啟動(dòng)抽吸泵10，水經(jīng)膜組件3過濾，經(jīng)出水管9出水，水中的濁度、溶解性有機(jī)物、氨氮等污染物得到較好的去除，得到滿足飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的飲用水；當(dāng)反應(yīng)池1內(nèi)水位到達(dá)最低水位時(shí)，最低水位液位感知器8將信號(hào)傳感至PLC控制器11，停止抽吸泵工作， 出水停止，從而完成一個(gè)水處理工作周期；粉末沸石采用人工投加方式，在開始進(jìn)水階段一次性往反應(yīng)器內(nèi)投加一定量的粉末沸石，再階段性地通過放空管12排走定量老化沸石以維持反應(yīng)器內(nèi)生物活性，并補(bǔ)投新的粉末沸石來恒定反應(yīng)器內(nèi)粉末沸石的體積濃度；在寒冷的冬天，當(dāng)微生物活性降低的時(shí)候，可再向反應(yīng)池1中加入適量新鮮粉末沸石，充分發(fā)揮其吸附作用，保證低溫狀態(tài)下有機(jī)物和氨氮的去除效果。
權(quán)利要求1. 一種投加粉末沸石的膜生物反應(yīng)器，其特征在于所述反應(yīng)器包括反應(yīng)池(1)，反應(yīng)池(1)左側(cè)壁水面以上設(shè)置有進(jìn)水管(2)，膜組件(3)設(shè)置在反應(yīng)器(1)內(nèi)部，曝氣頭(4)設(shè)置在反應(yīng)器(1)底部，為所述曝氣頭(4)充氣的鼓風(fēng)機(jī)(5)設(shè)置在反應(yīng)器(1)外部，投加的粉末沸石(6)位于反應(yīng)池(1)內(nèi)，最高水位液位感應(yīng)器(7)和最低水位液位感應(yīng)器(8)設(shè)置在反應(yīng)池(1)右側(cè)內(nèi)壁，出水管(9)設(shè)置在反應(yīng)器(1)右側(cè)并與膜組件(3)相連，抽吸出水的抽吸泵(10)設(shè)置在反應(yīng)器(1)外部，PLC控制器(11)設(shè)置在反應(yīng)池(1)外部并分別與最高水位液位感應(yīng)器(7)、最低水位液位感應(yīng)器(8)以及出水抽吸泵(10)相連，放空管(12)設(shè)置在反應(yīng)器(1)底部中央。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種投加粉末沸石的膜生物反應(yīng)器，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。該反應(yīng)器包括反應(yīng)池，投加的粉末沸石位于反應(yīng)池內(nèi)，PLC控制器設(shè)置在反應(yīng)池外部并分別與最高水位液位感應(yīng)器、最低水位液位感應(yīng)器以及出水抽吸泵相連。本實(shí)用新型在反應(yīng)器內(nèi)投加經(jīng)改性的粉末沸石，充分利用粉末沸石的吸附、離子交換、生物降解和膜過濾的功能互補(bǔ)作用，尤其解決了低溫條件下膜生物反應(yīng)器對(duì)極性小分子有機(jī)物與氨氮去除效果不佳的問題，本實(shí)用新型主要應(yīng)用于微污染水源水的處理。
文檔編號(hào)C02F9/14GK202322560SQ201120444928
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者丁磊, 張新喜, 汪明明, 羅剛 申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué)