一種蠶繭自生動態(tài)膜生物反應器的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護領域，具體涉及一種蠶繭自生動態(tài)膜生物反應器。
【背景技術(shù)】
[0002]膜生物反應器(membrane b1reactor，MBR)是近來發(fā)展較迅速的一種污水治理工藝，它是由膜分離技術(shù)和生物反應技術(shù)相結(jié)合的生物化學反應系統(tǒng)。由于它以膜分離代替常規(guī)活性污泥中以重力進行沉降分離的二沉池，就大大提高了系統(tǒng)固液分離的能力，從而使系統(tǒng)出水水質(zhì)和容積負荷都得到大幅度提高。作為一種新型的水處理技術(shù)，由于具有占地少、能耗低等優(yōu)點，國內(nèi)外都在努力研宄，將其推向?qū)嵱秒A段。MBR主要由膜組件和生物反應器兩部分組成，生物反應器是使污染物得到降解，膜組件是起到過濾的作用，進一步凈化水質(zhì)。
[0003]現(xiàn)階段制約膜生物反應器發(fā)展的一個問題在于膜材料相對昂貴且易于出現(xiàn)膜污染的特點。這時，自生動態(tài)膜生物反應器作為一個有益的研宄方向，在有效降低膜成本方面，起到了積極作用。所謂自生生物動態(tài)膜(self forming b1-dynamic membrane, SFDM)是指膜生物反應器中的活性污泥在膜材質(zhì)表面所形成的一層生物動態(tài)膜，一般以大孔過濾材料(如普通篩網(wǎng))為載體，利用其上生成的生物質(zhì)層的截留作用實現(xiàn)膜過濾的功能。
[0004]應用這一原理建立的自生動態(tài)膜-生物反應器(SFDMBR)污水處理工藝，具有設備簡單、操作簡便、處理效果較好、費用較低等優(yōu)點。已見公知的一般選用無紡布、鋼絲網(wǎng)等作為自生動態(tài)膜生物反應器的膜基材(于妍等，動態(tài)膜生物反應器[P]，CN202246241 ;張文啟等，一種污水處理用無紡布絮體動態(tài)膜生物反應器[P]，CN102452717)。但是無紡布、鋼絲網(wǎng)等材料組成的基材，容易出現(xiàn)堵塞、易腐爛的現(xiàn)象。
[0005]也有添加懸浮填料等組成復合式自生動態(tài)膜反應器。如郭冀峰等，復合式自生動態(tài)膜生物反應器(HSFDMBR)處理含表面活性劑廢水研宄[J]，中國給水排水，第24卷第1期，13-16，2008。
[0006]而將蠶繭作為基材應用于自生動態(tài)膜生物反應器中卻未有報道。同時將該工藝通過改變運行狀態(tài)使其形成生物接觸氧化工藝則未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的無紡布等材料的堵塞和易腐爛現(xiàn)象，本發(fā)明采用蠶繭作為自生動態(tài)膜反應器的基材，提供了一種運行方式靈活、節(jié)約能源，水處理效果佳的蠶繭自生動態(tài)膜生物反應器水處理裝置，該系統(tǒng)具備傳統(tǒng)自生動態(tài)膜生物反應器的功能，又具有生物接觸氧化工藝進行多功能的運行，可以針對污水的進水水質(zhì)進行變換處理。
[0008]為了實現(xiàn)上述任務，本發(fā)明采用如下的技術(shù)解決方案:
[0009]一種蠶繭自生動態(tài)膜生物反應器，包括反應器，反應器內(nèi)放置膜基材及曝氣裝置，所述的曝氣裝置上設有至少一個曝氣支管，所述的膜基材為蠶繭，曝氣支管放置在蠶繭內(nèi)。
[0010]具體的，所述的曝氣支管放置在蠶繭形成的密閉空間內(nèi)。
[0011]更具體的，所述的曝氣支管的材料為PVC或有機玻璃，曝氣支管的孔徑為0.2?
0.3cm，曝氣支管的孔間隔為0.3?0.5cm。
[0012]進一步的，該反應器包括:配水區(qū)、處理區(qū)和集水區(qū)，所述的配水區(qū)進行污水的收集和前處理，處理區(qū)將來自配水區(qū)的污水進行凈化處理，集水區(qū)收集處理區(qū)凈化后污水的收集；
[0013]所述的曝氣支管支撐蠶繭放置在處理區(qū)內(nèi)進行污水的凈化處理。
[0014]更進一步的，所述的處理區(qū)內(nèi)設有第一處理管和第二曝氣管，沿第一處理管長度方向設置多個連通的曝氣支管，曝氣支管外包裹蠶繭。
[0015]再進一步的，處理區(qū)內(nèi)還設有第二處理管，沿第二處理管長度方向設置多個連通的曝氣支管，曝氣支管外包裹蠶繭。
[0016]一種蠶繭自生動態(tài)膜生物反應器的加工方法，該方法包括:將曝氣支管植入蠶繭內(nèi)。
[0017]具體的，將所述的曝氣支管植入蠶繭內(nèi)的加工方法包括:將蠶繭開口，于蠶繭開口處將曝氣支管植入，蠶繭的開口縫合后再用硅烷偶聯(lián)劑將縫合口粘結(jié)；將縫合粘結(jié)后的蠶繭微波輻照后自然晾干即得。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點為:
[0019](I)采用蠶繭作為自生動態(tài)膜的基材，不僅不易腐爛，而且不用另做基材，節(jié)省原材料，簡便易得；用途較多，實現(xiàn)生物接觸氧化工藝以及自生動態(tài)膜生物反應器污水處理工藝的相互轉(zhuǎn)變；
[0020](2)可根據(jù)進水的水質(zhì)情況進行多種方式處理，即可實現(xiàn)多功能、多工藝運行。例如:當進水水質(zhì)較差，而出水水質(zhì)不要求回用時，可采用生物接觸氧化工藝方式對污水進行處理；當進水水質(zhì)較差，而出水水質(zhì)要求回用時，可采用自生動態(tài)膜生物反應器工藝方式處理污水；當進水為高氨氮污水時，可采用雙曝氣型生物接觸氧化工藝的方式進行污水處理；
[0021](3)本發(fā)明采用蠶繭膜內(nèi)曝氣方式，可實現(xiàn)微氣泡曝氣，可更大限度的提高曝氣效率。同時通過該種曝氣方式解決了自生動態(tài)膜生物反應器膜易堵塞的問題，自流出水，不需要傳統(tǒng)膜生物反應器的自吸泵吸水，節(jié)約能源。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的蠶繭自生動態(tài)膜生物反應器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明蠶繭與曝氣支管間的安裝示意圖；
[0024]圖中標號分別表示:1-配水區(qū)、101-第一曝氣管、102-進水泵、103-進水管、104-流量計、2-處理區(qū)、201-第一處理管、202-第二處理管、203-第二曝氣管、204-第一出水管、205-第二出水管、206-曝氣支管、2061-連接頭、207-蠶繭、208-電動閥、3-集水區(qū)、4-第一閥門、5-第二閥門、6-外部風機、7-第三閥門；
[0025]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明采用蠶繭作為自生動態(tài)膜的膜基材，不僅不易腐爛，而且不用另做基材，節(jié)省原材料，簡便易得；用途較多，實現(xiàn)生物接觸氧化工藝以及自生動態(tài)膜生物反應器污水處理工藝的相互轉(zhuǎn)變；
[0027]本發(fā)明的反應器包括配水區(qū)、處理區(qū)和集水區(qū)，配水區(qū)進行污水的收集和前處理，處理區(qū)將來自配水區(qū)的污水進行凈化處理，集水區(qū)收集處理區(qū)凈化后污水的收集；通過三者間的連續(xù)工作過程實現(xiàn)了污水的連續(xù)處理，且能根據(jù)不同的水質(zhì)要求進行不同的處理工藝，方便進行各個工藝間的相互轉(zhuǎn)換，不僅節(jié)省了裝置的制作費用，同時占地面積小，更適合大規(guī)模的污水處理過程；
[0028]蠶繭內(nèi)部有穿孔曝氣管，該曝氣支管呈柱形將蠶繭固定，具有三個功能，其一固定蠶繭，作為蠶繭自生動態(tài)膜的支架；其二收集蠶繭自生動態(tài)膜的濾后水；其三作為生物接觸氧化工藝的膜內(nèi)曝氣，同時可用于自生動態(tài)膜生物反應器的膜清洗，解決了自生動態(tài)膜生物反應器膜易堵塞的問題；曝氣支管的材料為PVC或有機玻璃，曝氣支管的尺寸根據(jù)蠶繭的尺寸大小進行設計，一般家蠶蠶繭為橢圓形，其長軸1.5cm左右，其短軸1cm左右，所以本發(fā)明的曝氣支管的管徑為1cm，曝氣支管長為1.5cm，曝氣支管的孔徑為0.2?0.3cm，曝氣支管的孔間隔為0.3?0.5cm ;曝氣支管上的穿孔越多，水量收集速度越快，曝氣量越大，水處理效果越好。
[0029]結(jié)合圖2，本發(fā)明所述的蠶繭采用同一批次的，即種屬相同的蠶所生產(chǎn)的蠶繭；曝氣支管植入蠶繭的加工方法包括:
[0030](1)將蠶繭207自1/3處剪開，在剩余的2/3蠶繭207內(nèi)植入曝氣支管206，使曝氣支管206上的連接頭2061由蠶繭207上的開口伸出蠶繭外，僅需要將蠶繭207包裹曝氣支管206即可，將2/3蠶繭207的開口盡量靠近連接頭2061用蠶絲線縫合，再利用硅烷偶聯(lián)劑3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)將縫合的蠶繭207開口粘結(jié)在連接頭2061的管外壁上；
[0031](2)將步驟(1)得到的植入曝氣支管206的蠶繭207置入微波爐中(300W)輻照10秒，使粘合劑將蠶繭207的縫合處與連接頭2061更加牢固的粘合，自然晾干即可；
[0032](3)將所需數(shù)量的植入曝氣支管206的蠶繭207經(jīng)過(1)和⑵處理后通過連接頭2061依次安裝在第一處理管201 (或第二處理管202)上，完成制作。
[0033]本發(fā)明的蠶繭自生動態(tài)膜生物反應器的工作過程如下:
[0034](1)當進水水質(zhì)較差，而出水水質(zhì)不要求回用時本反應器以生物接觸氧化工藝方式運行，具體方式為:
[0035]活性污泥在蠶繭207表面形成一層生物動態(tài)膜，經(jīng)過配水區(qū)1的廢水經(jīng)進水泵102和進水管103進入處理區(qū)2 ;此時曝氣方式為下部第二曝氣管203穿孔曝氣，配水區(qū)1內(nèi)的第一曝氣管101及蠶繭207內(nèi)部的曝氣支管206通過第二閥門5關(guān)閉，電動閥208關(guān)閉；此時蠶繭207作為生物接觸氧化工藝的填料，填料上的生物膜在第二曝氣管203曝氣的條件下，對進水中的有機物進行降解，一方面生物膜不斷地更新，另一方面使廢水污染物質(zhì)得到去除，出水經(jīng)第一出水管204自流出水進入集水區(qū)3，而達到用戶的要求。
[0036](2)進水水質(zhì)差，而出水水質(zhì)要求回用時本反應器以自生動態(tài)膜生物反應器工藝方式運行，具體方式為:
[0037]經(jīng)過配水區(qū)1的廢水經(jīng)進水泵102和進水管103進入處理區(qū)2，配水區(qū)1內(nèi)的第一曝氣管101啟動，對儲存的廢水進行預曝氣；此時處理區(qū)2內(nèi)的曝氣方式為第二曝氣管203的下部穿孔曝氣，反應器中的活性污泥對進水中的有機物進行降解去除，此時蠶繭207作為自生動態(tài)膜生物反應器的膜組件，進一步使水中污染物質(zhì)截留；出水經(jīng)蠶繭207過濾后進入蠶繭207內(nèi)部，通過內(nèi)部曝氣支管206中的微孔進行收集，電動閥11開啟，經(jīng)由第二出水管205出水進入集水區(qū)3，此時集水區(qū)3可作為回用水收集池，即中水池，而達到用戶的要求。
[0038](3)進水為高氨氮污水時本反應器以雙曝氣型生物接觸氧化工藝方式運行，具體方式為:
[0039]經(jīng)過配水區(qū)I的廢水經(jīng)進水泵102和進水管103進入處理區(qū)2，配水區(qū)I內(nèi)的第一曝氣管101啟動，對儲存廢水進行預曝氣；此時處理區(qū)2內(nèi)的曝氣方式為第二曝氣管203的下部穿孔曝氣+蠶繭207內(nèi)部曝氣支管206的微孔曝氣同時進行，電動閥11處于關(guān)閉狀態(tài)；此時蠶繭207作為生物接觸氧化工藝的填料，填料