生物固載型膜生物單元反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及生物固載型膜生物單元反應(yīng)器，包括池體，其特征在于池體內(nèi)包括以下結(jié)構(gòu)的多個膜單元和填料單元相鄰設(shè)置而成，相鄰的單元之間通過防護(hù)網(wǎng)隔開，a.膜單元，側(cè)面由所述的防護(hù)網(wǎng)合圍而成，內(nèi)部設(shè)置有膜組件，b.填料單元，側(cè)面由所述的防護(hù)網(wǎng)合圍而成，底部設(shè)置有攔截網(wǎng)，內(nèi)部填充有多個生物載體。本發(fā)明的膜生物強(qiáng)化反應(yīng)器占地面積能夠節(jié)省30％?40％，無污泥沉降問題，反應(yīng)池內(nèi)MLSS濃度可達(dá)10000mg/L以上，耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)。該技術(shù)對主要污染物的去除率可達(dá)：COD≥93％、SS＝100％。
【專利說明】生物固載型膜生物單元反應(yīng)器
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001] 本發(fā)明設(shè)及污水處理設(shè)備中的好氧工藝設(shè)備，具體設(shè)及生物固載型膜生物單元反 應(yīng)器。
[【背景技術(shù)】]
[0002] 國內(nèi)工業(yè)化、城市化帶來水處理環(huán)境問題越來越受到人類的重視，并且影響著人 類的日常生活。我國城市污水具有產(chǎn)水量大、覆蓋面廣、種類繁多、處理難度等特點。傳統(tǒng)的 水處理設(shè)備在投資成本、能耗、占地面積、處理效果等方面較新型的水處理設(shè)備存在很多弊 端。隨著新型的環(huán)保設(shè)備的出現(xiàn)，城市污水處理處于黃金改革時期。城市污水處理升級改造 從"十五"到"十二五"期間，我國城市污水治理市場經(jīng)歷了迅速的發(fā)展。2000年至2014年，城 市污水處理率由34.3%上升到了 90.2%。未來隨著《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的提 高，城市污水處理工藝和設(shè)備將在投資成本、占地面積、能耗方面取得巨大進(jìn)步。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003] 本發(fā)明的目的主要在于解決常規(guī)膜生物反應(yīng)器工藝停留時間長、污泥負(fù)荷重、設(shè) 備運(yùn)營調(diào)試復(fù)雜，膜易生物污染W(wǎng)及難W檢修更換的問題。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，提供一種生物固載型膜生物單元反應(yīng)器，包括池體，池體內(nèi)包 括W下結(jié)構(gòu)的多個膜單元和填料單元相鄰設(shè)置而成，相鄰的單元之間通過防護(hù)網(wǎng)隔開，
[0005] a.膜單元，側(cè)面由所述的防護(hù)網(wǎng)合圍而成，內(nèi)部設(shè)置有膜組件，
[0006] b.填料單元，側(cè)面由所述的防護(hù)網(wǎng)合圍而成，底部設(shè)置有攔截網(wǎng)，內(nèi)部填充有多個 生物載體。
[0007] 該生物固載型膜生物單元反應(yīng)器還具有如下優(yōu)化方案：
[000引生物載體的材質(zhì)為多孔陶瓷、活性炭、聚氨醋或者PVA。
[0009] 生物載體粒徑介于1~3畑1。
[0010] 生物載體具有立體中空結(jié)構(gòu)，外周邊帶孔隙，孔隙深不小于1mm，比表面積應(yīng)^ 500m2/m3(填料），主要材質(zhì)為聚氨醋、陶瓷、黏±等生物親和性物質(zhì)。
[0011] 所述的膜組件包括中空柱形的纖維膜，纖維膜外包覆有殼體，殼體側(cè)面分布有能 讓廢水通過的孔隙，殼體位于柱形中空的位置上密封連接有出口管道。
[0012] 纖維膜采用無機(jī)膜或有機(jī)膜。
[OOK] 纖維膜的膜孔徑為0.1-0.4um，膜外徑420~480皿，膜壁厚40~50μπι，孔隙率40~ 50%，水通量在 0.15Mpa，25°C 為 100 ~120L/h/m2，PH 值范圍 1-14。
[0014] 膜單元與膜單元之間均通過填料單元隔開。
[0015] 所述的膜單元和填料單元均由防護(hù)網(wǎng)圍成正六棱柱。
[0016] 所述的生物載體表面吸附有菌種形成的好氧生物膜。
[0017] 本發(fā)明主要取得技術(shù)進(jìn)步如下：
[0018] (1)生物固載型膜生物單元反應(yīng)器能維持高濃度的有效微生物量，處理裝置容積 負(fù)荷高，占地面積少，可w濾除細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)，不需設(shè)消毒設(shè)備，不需加藥，不需污 泥回流和排放剩余污泥，不需控制余氯，使管理和操作更為方便，并可節(jié)省加藥消毒所帶來 的長期運(yùn)行費(fèi)用。
[0019] (2)膜組件具有高效截留作用，可使微生物完全截留在生物反應(yīng)器單元內(nèi)，能輕松 的實現(xiàn)固液分離，節(jié)省沉淀池，不需要反沖洗，且出水水質(zhì)良好穩(wěn)定，可W直接回用。
[0020] (3)生物載體與膜組件呈小單元型狀排列，一方面使廢水在生物固載型膜生物單 元反應(yīng)器內(nèi)水力學(xué)流態(tài)呈折流狀態(tài)，使廢水在池內(nèi)的運(yùn)行路線延長，而且能夠使廢水與生 物膜充分接觸，讓生物反應(yīng)充分進(jìn)行;另一方面通過對系統(tǒng)構(gòu)件單元化分布排列，可W方便 安裝、檢修與拆換更新，特別是當(dāng)負(fù)載微生物載體或者膜組件老化或需要更新時，能節(jié)約大 量的檢修時間。
[0021] (4)通過負(fù)載生物強(qiáng)化技術(shù)增大處理系統(tǒng)中有效菌種的比率，縮短系統(tǒng)的啟動時 間，達(dá)到較高的快速處理效果，同時還可增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和耐沖擊負(fù)荷能力，在水力停留 時間不變的情況下，能達(dá)到較好的去除效果。該技術(shù)成本低，降解效率高，無二次污染。
[0022] (5)采用負(fù)載生物強(qiáng)化技術(shù)可W在增強(qiáng)污染物降解效率的前提下，大大減少普通 膜生物反應(yīng)器的污泥濃度過高，膜絲易結(jié)垢堵塞等問題，微生物主要附著在填料上，少量游 離出的微生物也因為設(shè)備特殊的水力學(xué)構(gòu)造，大部分會被截留在填料空隙中，繼續(xù)保證附 著狀態(tài)。
[【附圖說明】]
[0023] 圖1生物固載型膜生物單元反應(yīng)器剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0024] 圖2生物固載型膜生物單元反應(yīng)器平面結(jié)構(gòu)圖；
[0025] 圖中，1.殼體，2.攔截網(wǎng)，3.生物載體，4.纖維膜，5.曝氣裝置，6.防護(hù)網(wǎng)。
[【具體實施方式】]
[0026] W下，結(jié)合實施例和附圖對于本發(fā)明做進(jìn)一步說明，實施例和附圖僅用于解釋說 明而不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027] 本實施例中的生物固載型膜生物單元反應(yīng)器主要結(jié)構(gòu)包括池體、生物載體、膜組 件、高效菌種、曝氣裝置、池體、攔截網(wǎng)、防護(hù)網(wǎng)、累。生物載體主要用于負(fù)載高效菌種;膜組 件主要用于截留大分子物質(zhì)和高效菌種，保證廢水的出水濁度;高效菌種是經(jīng)過特殊馴化、 篩選后，由累輸送至生物固載型膜生物單元反應(yīng)器中，并且附著在生物載體上;曝氣裝置位 于生物固載型膜生物單元反應(yīng)器底部，通過空氣壓縮機(jī)輸送一定量的空氣進(jìn)入膜生物反應(yīng) 器，為高效菌群的生物降解提供足夠的氧氣，同時沖刷附著在膜絲表面的少量附著物;池體 主要用于承載生物載體、膜組件、高效菌種、曝氣裝置、攔截網(wǎng)、防護(hù)網(wǎng)、廢水等物質(zhì)，屬于設(shè) 備的主體結(jié)構(gòu);攔截網(wǎng)用于截留流動的生物載體，防止生物載體浮出池面或者沉到池底;防 護(hù)網(wǎng)一方面用于攔截生物載體，防止生物載體進(jìn)入膜組件;另一方面易于檢修，當(dāng)設(shè)備需要 檢修時，拆裝其中的某幾個單元并不影響。
[0028] 如圖1所示，池體內(nèi)包括W下結(jié)構(gòu)的多個膜單元和填料單元相鄰設(shè)置而成，相鄰的 單元之間通過防護(hù)網(wǎng)隔開，膜單元與膜單元之間均通過填料單元隔開，膜單元和填料單元 均由防護(hù)網(wǎng)圍成正六棱柱，
[0029] a.膜單元，側(cè)面由所述的防護(hù)網(wǎng)合圍而成，內(nèi)部設(shè)置有膜組件，膜組件包括中空柱 形的纖維膜，纖維膜外包覆有殼體，殼體側(cè)面分布有能讓廢水通過的孔隙，殼體位于柱形中 空的位置上密封連接有出口管道，
[0030] b.填料單元，側(cè)面由所述的防護(hù)網(wǎng)合圍而成，底部設(shè)置有攔截網(wǎng)，內(nèi)部填充有多個 生物載體。
[0031] W獨立單元的形式與填料區(qū)分開，便于膜組件的拆離檢修或更換。此設(shè)備綜合了 曝氣生物流化池、膜過濾、固定化微生物技術(shù)的優(yōu)點，不但節(jié)省了二沉池，減小占地面積，而 且延長了廢水在生物固載型膜生物單元反應(yīng)器內(nèi)的停留時間，使廢水與生物載體充分接 觸，在保證穩(wěn)定達(dá)標(biāo)出水的情況下降低投資與運(yùn)行成本。
[0032] 如圖1~2所示，本實施例中生物載體與膜組件呈蜂窩狀排列，此排列方式不但節(jié) 省了占地面積，而且能夠減少高效菌種的流失，提高了凈化效率。生物載體的材質(zhì)可W是多 孔陶瓷、活性炭、聚氨醋或者PVA等，粒徑介于1~3cm，孔徑分布合理、空隙率高、比表面積 大、具有良好的親水性、生物親和力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械性能好，載體為立體中空結(jié)構(gòu)，外 周邊帶齒，齒深未1mm，內(nèi)外共有Ξ層空屯、圓?；罨蟮母咝ЬN累入生物固載型膜生物單 元反應(yīng)器，采用微生物固化技術(shù)將高效菌種附著在生物載體上，并形成一層好氧生物膜。固 定化微生物技術(shù)是通過化學(xué)或者物理手段將游離細(xì)胞或者酶加 W固定，使之成為水不溶性 但仍然具有生物活性的衍生物。運(yùn)種結(jié)合方式能夠牢固的將高效菌種固定在生物載體上， 并且不易脫落和流失。高效菌種是通過向系統(tǒng)中投加從自然界中篩選的具有特定功能的優(yōu) 勢菌種或通過基因組合技術(shù)產(chǎn)生的。將誘導(dǎo)后高效菌種的1/4累入高效菌種生物固載型膜 生物單元反應(yīng)器，浸泡地后，隔4h再次將誘導(dǎo)后的高效菌種的1/4投加培養(yǎng)基一次，分次將 菌液累入生物固載型膜生物單元反應(yīng)器;經(jīng)過多次投加菌液和4她的浸泡，多孔活性炭載體 對菌的吸收量已經(jīng)接近飽和時，完成高效菌種的固定化(如專利號:ZL201120520934.X)。生 物固載型膜生物單元反應(yīng)器中的膜組件采用無機(jī)膜或有機(jī)膜，常用的膜材料為聚丙締 (PP)、聚乙締(PE)、聚氯乙締(PVC)、聚偏氣乙締(PVDF)、聚四氣乙締(PT陽）、聚諷(PS)等，膜 孔徑為0.1-0.4膽，膜外徑420~48化111，膜壁厚40~50郵，孔隙率40~50%，水通量100~ 120L/h/m2(0.15Mpa，25°C)，PH值范圍1-14。膜組件的使用壽命大約為5年左右。經(jīng)過高效菌 種降解后的廢水從孔隙中進(jìn)入膜組件內(nèi)，廢水中的大分子物質(zhì)和高效菌種被截留。曝氣裝 置位于中空纖維膜組件的下面，曝氣形成的剪切力和素動，使固體難于積聚在膜表面，減少 膜的堵塞和能耗。
[0033] 上述生物固載型膜生物單元反應(yīng)器占地面積能夠節(jié)省30%-40%，無污泥沉降問 題，耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)。該技術(shù)對主要污染物的去除率可達(dá):C0D>95%、SS〉98%。
[0034] 運(yùn)行案例：
[0035] 研究材料:北方地區(qū)某橡膠促劑生產(chǎn)企業(yè)，日廢水產(chǎn)生量為400噸。一期廢水處理 工藝為"調(diào)節(jié)池+水解酸化+接觸氧化池+沉淀池"，出水要求達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978-1996)中的Ξ級排放標(biāo)準(zhǔn)，勉強(qiáng)可W達(dá)標(biāo)。隨著周圍工廠和居民的增多，由于該企業(yè)周 邊沒有綜合性污水處理廠，所W要求其污水出水必須做到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 8978- 1996)中的1級B標(biāo)準(zhǔn)。
[0036] 應(yīng)用本發(fā)明的工藝系統(tǒng)對其廢水系統(tǒng)進(jìn)行改造，生化單元利用原有的活性污泥 池，WPVC材質(zhì)的預(yù)加工件做成填料及膜單元，填料采用陶瓷聚氨醋復(fù)合填料，比表面積 550m2/m3，比重1.05。膜部分采用PVDF材質(zhì)的中空纖維膜，在菌種培養(yǎng)實驗室針對該橡膠促 劑培養(yǎng)出了優(yōu)勢菌種后，W在線投加的方式投入系統(tǒng)中，保證池體出水口溶解氧〉2mg/L。系 統(tǒng)馴化調(diào)試時間約為2周，正常穩(wěn)定運(yùn)行后，具體檢測指標(biāo)見下表所示：
[0037]
[0038] ~可W發(fā)現(xiàn)經(jīng)過改造后的出水已經(jīng)完全可W達(dá)到出水的1級B要求，利用馴化后的微胃 生物對該生物降解特性并不好的廢水進(jìn)行生物降解，生物處理后的廢水經(jīng)膜系統(tǒng)出水，最 后達(dá)標(biāo)排放。整體設(shè)備占地不超過100平方米，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡單。綜合處理成 本不超過10塊錢。
【主權(quán)項】
1. 一種生物固載型膜生物單元反應(yīng)器，包括池體，其特征在于池體內(nèi)包括以下結(jié)構(gòu)的 多個膜單元和填料單元相鄰設(shè)置而成，相鄰的單元之間通過防護(hù)網(wǎng)隔開， a. 膜單元，側(cè)面由所述的防護(hù)網(wǎng)合圍而成，內(nèi)部設(shè)置有膜組件， b. 填料單元，側(cè)面由所述的防護(hù)網(wǎng)合圍而成，底部設(shè)置有攔截網(wǎng)，內(nèi)部填充有多個生物 載體。2. 如權(quán)利要求1所述的生物固載型膜生物單元反應(yīng)器，其特征在于生物載體的材質(zhì)為 多孔陶瓷、活性炭、聚氨酯或者PVA。3. 如權(quán)利要求1所述的生物固載型膜生物單元反應(yīng)器，其特征在于生物載體粒徑介于1 ~3cm〇4. 如權(quán)利要求1所述的生物固載型膜生物單元反應(yīng)器，其特征在于生物載體具有立體 中空結(jié)構(gòu)，外周邊帶孔隙，孔隙深不小于1mm，比表面積3 5〇〇m2/m3,主要材質(zhì)為聚生物親和 性物質(zhì)。5. 如權(quán)利要求1所述的生物固載型膜生物單元反應(yīng)器，其特征在于所述的膜組件包括 中空柱形的纖維膜，纖維膜外包覆有殼體，殼體側(cè)面分布有能讓廢水通過的孔隙，殼體位于 柱形中空的位置上密封連接有出口管道。6. 如權(quán)利要求5所述的生物固載型膜生物單元反應(yīng)器，其特征在于纖維膜采用無機(jī)膜 或有機(jī)膜。7. 如權(quán)利要求5所述的生物固載型膜生物單元反應(yīng)器，其特征在于纖維膜的膜孔徑為 0.1-0.4um，膜外徑420~480μπι，膜壁厚40~50μπι，孔隙率40~50 %，水通量在0.15Mpa，25°C 為 100 ~120L/h/m2，PH 值范圍 1-14。8. 如權(quán)利要求1所述的生物固載型膜生物單元反應(yīng)器，其特征在于膜單元與膜單元之 間均通過填料單元隔開。9. 如權(quán)利要求1所述的生物固載型膜生物單元反應(yīng)器，其特征在于所述的膜單元和填 料單元均由防護(hù)網(wǎng)圍成正六棱柱。10. 權(quán)利要求1所述的生物固載型膜生物單元反應(yīng)器，其特征在于所述的生物載體表面 吸附有菌種形成的好氧生物膜。
【文檔編號】C02F3/34GK106082433SQ201610705198
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月22日
【發(fā)明人】李曉春, 秦建剛
【申請人】上海亞威環(huán)?？萍加邢薰?br>