專利名稱：：撞擊流曝氣顆粒填料復(fù)合式膜生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種廢水處理裝置，尤其涉及一種撞擊流曝氣顆粒填料復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，屬于廢水生物處理
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：膜生物反應(yīng)器是一種由膜分離單元與生物處理單元組合而成的新型廢水處理技術(shù)。通過高效的膜分離技術(shù)截留微生物，實現(xiàn)水力停留時間和污泥齡的完全分離，具有出水水質(zhì)好、處理效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、易實現(xiàn)自動化控制等優(yōu)點。但膜污染是制約膜生物反應(yīng)器在廢水工程中廣泛應(yīng)用的主要障礙。對于浸沒式膜生物反應(yīng)器，大量的研究表明其膜污染主要來自于污泥顆粒在膜表面的沉積。因此，需要對反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計、改善曝氣方式，以減小污泥沉積層阻力、提高膜生物反應(yīng)器的抗污染能力。如中國發(fā)明專利"投加填料的流化床型膜-生物反應(yīng)器及水處理方法(申請?zhí)?2104180.6)"，該發(fā)明專利將具有粗糙表面、一定比表面積的流動型或固定型填料投加到反應(yīng)器內(nèi)，在氣體密度差、導(dǎo)流板等作用下使反應(yīng)器內(nèi)的固、液、氣三相達(dá)到流化狀態(tài)。但是該膜生物反應(yīng)器存在如下缺點(1)當(dāng)污泥濃度較高、流動型填料吸附大量污泥時，填料易于沉積在池底，如果要保持流動型填料始終處于流化狀態(tài)，則必須采取較大的曝氣強度，既加大了運行的能耗，又使得生物反應(yīng)器的混合液溶解氧過高，不利于反硝化過程的進(jìn)行，不能達(dá)到降低能耗、提高廢水中氮元素去除率的目的；(2)采用普通的曝氣方式，產(chǎn)生的大氣泡易直接溢出水面，氣液相沒有充分的接觸，造成氧的利用率低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型其目的就在于克服以上不足而提供一種抗膜污染能力強、傳質(zhì)效率好、氧利用率高、脫氮效果好的撞擊流曝氣顆粒填料復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，該裝置能夠克服普通浸沒式膜生物反應(yīng)器存在的曝氣量大、膜表面易污染、總氮處理效果不理想、氣液傳質(zhì)效果差等問題，特別適用于高濃度含氮廢水和高濃度有機廢水的處理，以及生活污水的深度處理。本實用新型為實現(xiàn)上述目的而采用以下技術(shù)方案該裝置包括進(jìn)水管、高位液槽、撞擊流曝氣器、生物反應(yīng)池、隔網(wǎng)、顆粒填料、膜組件和出水管，在高位液槽上設(shè)有液位控制器，生物反應(yīng)池分為流化區(qū)和撞擊混合區(qū)，生物反應(yīng)池下端設(shè)有排泥口，在撞擊混合區(qū)安裝撞擊流曝氣器和設(shè)置進(jìn)水口，在流化區(qū)3內(nèi)投加顆粒填料，填料的堆積體積占生化反應(yīng)池有效體積的540%，膜組件安裝在靠近撞擊混合區(qū)的顆粒填料流化區(qū)內(nèi)，在流化區(qū)與撞擊混合區(qū)的連接部位設(shè)置成倒角，斜面與池壁的夾角成1545°，并且用隔網(wǎng)將撞擊混合區(qū)與顆粒填料混合區(qū)分開，防止顆粒填料進(jìn)入撞擊混合區(qū)，出水管上設(shè)有壓差計和抽吸計量泵。所述的曝氣器為撞擊流曝氣器，包括進(jìn)液口、進(jìn)氣口、噴嘴。所述的流化區(qū)和撞擊混合區(qū)的體積比為250。所述的膜組件與顆粒填料同處在流化區(qū)。所述的隔網(wǎng)為不銹鋼絲網(wǎng)或尼龍網(wǎng)，濾網(wǎng)孔徑為510mm。所述的顆粒填料為一種具有一定孔隙率、一定密度的柔性多孔填料，形狀包括正方體、長方體、球體、橢球體、圓柱體；顆粒填料的當(dāng)量直徑為110cm，所投加顆粒填料的堆積體積占生化反應(yīng)池有效體積的540%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點1、抗膜污染能力強、傳質(zhì)效率好、氧利用率高、脫氮效果好的撞擊流曝氣顆粒填料復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，該裝置能夠克服普通浸沒式膜生物反應(yīng)器存在的曝氣量大、膜表面易污染、總氮處理效果不理想、氣液傳質(zhì)效果差等問題，特別適用于高濃度含氮廢水和高濃度有機廢水的處理，以及生活污水的深度處理。2、本實用新型所述的流化區(qū)與撞擊混合區(qū)連接部位的倒角處理，使斜面與池壁的夾角為1545°，以避免顆粒填料在水流死區(qū)處沉積。3、從撞擊流曝氣器的噴嘴排出的高速氣液混合體在撞擊區(qū)相向撞擊，大氣泡分散成微小的氣泡，形成的高度湍動流體迅速向上進(jìn)入顆粒填料流化區(qū)，使流化區(qū)氣、液、固三相充分混合，在高度湍動、高度分散、高效傳質(zhì)的生化環(huán)境中，顆粒填料始終處于流化狀態(tài)。4、高速氣液混合體的沖擊使反應(yīng)池內(nèi)的顆粒填料增強了回旋和自旋能量，顆粒填料的回旋及自旋產(chǎn)生的摩擦與剪切作用增加流體流動的不穩(wěn)定性，局部形成微渦旋和湍流；微渦旋的離心慣性效應(yīng)加強了亞微觀傳質(zhì)速率，提高了有機物底質(zhì)和氧向顆粒填料內(nèi)部的遷移速率。5、高度湍動的混合液在膜表面產(chǎn)生錯流剪切作用，優(yōu)化膜表面的水力條件，減小膜表面附近的濃差極化層；同時自旋的顆粒填料撞擊和沖刷膜表面，使膜絲形成持續(xù)的顫動，減緩污泥顆粒在膜表面的沉積，有效地減小了膜污染。6、在顆粒填料的外部形成好氧環(huán)境，內(nèi)部形成缺氧和厭氧環(huán)境，好氧菌、硝化菌和反硝化菌分別生長在不同的反應(yīng)區(qū)域中，在同一反應(yīng)器中實現(xiàn)了氨氮的同步硝化反硝化，有效地提高了有機物和總氮的去除率。圖1為本實用新型所述撞擊流曝氣顆粒填料復(fù)合式膜生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中流體在膜生物反應(yīng)器中的循環(huán)流動示意圖。其中1—液位控制器、2—進(jìn)水管、3—高位液槽、4一進(jìn)氣口、5—進(jìn)液口、6—噴嘴、7—生物反應(yīng)池、8—排泥口、9一隔網(wǎng)、IO—顆粒填料、ll一膜組件、12—出水管、13—壓差計、14一抽吸計量泵。具體實施方式實施例，如圖1和圖2所示，撞擊流曝氣顆粒填料復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，主要由進(jìn)水管2、高位液槽3、撞擊流曝氣器(4、5、6)、生物反應(yīng)池7、隔網(wǎng)9、顆粒填料10、膜組件11和出水管12等組成。在高位液槽上設(shè)有液位控制器1，生物反應(yīng)池7分為流化區(qū)和撞擊混合區(qū)，生物反應(yīng)池7下端設(shè)有排泥口8，在撞擊混合區(qū)安裝撞擊流曝氣器和設(shè)置進(jìn)水口，在流化區(qū)內(nèi)投加顆粒填料，填料的堆積體積占生化反應(yīng)池有效體積的540%，膜組件安裝在靠近撞擊混合區(qū)的顆粒填料流化區(qū)內(nèi)。為了減少顆粒填料在生物反應(yīng)池的水流死區(qū)處的沉積，使顆粒填料始終處于流化狀態(tài)，在流化區(qū)與撞擊混合區(qū)的連接部位設(shè)置成倒角結(jié)構(gòu)，斜面與池壁的夾角成1545°，并且用隔網(wǎng)將撞擊混合區(qū)與顆粒填料混合區(qū)分開，防止顆粒填料進(jìn)入撞擊混合區(qū)，隔網(wǎng)為不銹鋼絲網(wǎng)或尼龍網(wǎng)，濾網(wǎng)孔徑為510mm，出水管上設(shè)有壓差計13和抽吸計量泵14。所述的曝氣器為撞擊流曝氣器，包括進(jìn)液口、進(jìn)氣口、噴嘴。所述的流化區(qū)和撞擊混合區(qū)的體積比為250。所述的膜組件與顆粒填料同處在流化區(qū)。所述的顆粒填料為一種具有一定孔隙率、一定密度的柔性多孔填料，形狀包括正方體、長方體、球體、橢球體、圓柱體；顆粒填料的當(dāng)量直徑為110cm，所投加顆粒填料的堆積體積占生化反應(yīng)池有效體積的540%。從進(jìn)液口5向噴嘴6高速輸入污泥混合液，同時空氣進(jìn)入進(jìn)氣口4，空氣和污泥混合液在噴嘴6的套管中匯合，匯合后的流體從噴嘴6的導(dǎo)管口噴入撞擊混合區(qū)，相對的兩個撞擊流曝氣器噴出的兩股高速氣液混合體相向撞擊，大氣泡分散成微小的氣泡，形成的高度湍動流體迅速向上進(jìn)入顆粒填料流化區(qū)，使流化區(qū)氣、液、固三相充分混合。在高度湍動、高度分散、高效傳質(zhì)的生化環(huán)境中，顆粒填料始終處于流化狀態(tài)。高度湍動的混合液在膜表面產(chǎn)生錯流剪切作用，優(yōu)化膜表面的水力條件，減小膜表面附近的濃差極化層；同時自旋的顆粒填料撞擊和沖刷膜表面，使膜絲形成持續(xù)的顫動，減緩污泥顆粒在膜表面的沉積，有效地減小了膜污染。同時高速氣液混合體的沖擊使反應(yīng)池內(nèi)的顆粒填料增強了回旋和自旋能量，顆粒填料的回旋及自旋產(chǎn)生的摩擦與剪切作用增加流體流動的不穩(wěn)定性，局部形成微渦旋和湍流；微渦旋的離心慣性效應(yīng)加強了亞微觀傳質(zhì)速率，提高了有機物底質(zhì)和氧向顆粒填料內(nèi)部的遷移速率。填料內(nèi)部形成的缺氧和厭氧環(huán)境，使反硝化菌有了生存空間，實現(xiàn)了在同一反應(yīng)器中進(jìn)行同步硝化反硝化。本實施例中，所述生物反應(yīng)池為長方體，根據(jù)實際情況也可以為圓柱體、正方體；流化區(qū)和撞擊混合區(qū)的體積比為250。本實施例中，所述的進(jìn)氣口的氣體為空氣，也可以是純氧氣；進(jìn)氣口可以直接與大氣或純氧氣罐相連，也可以與空氣壓縮機相連，這樣可以減小撞擊流曝氣器進(jìn)液泵的使用功率，降低綜合能耗。本實施例中，撞擊流曝氣器的進(jìn)液泵進(jìn)水管與撞擊流混合區(qū)相連，流體為污泥混合液，進(jìn)液泵的流體流量與進(jìn)氣口的氣體流量可以通過閥門調(diào)節(jié)至合適的比例。本實施例中，生物反應(yīng)器內(nèi)的活性污泥濃度為11600mg.L—1，曝氣量為0.45m3.h—1，膜通量為10L.m—s.h—1，連續(xù)運行65天后，跨膜壓差(TMP)僅僅增加了24KPa。水質(zhì)測定結(jié)果見表l。表1水質(zhì)測定結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1、一種撞擊流曝氣顆粒填料復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，其特征在于，由進(jìn)水管(2)、高位液槽(3)、撞擊流曝氣器(4)、(5)、(6)、生物反應(yīng)池(7)、隔網(wǎng)(9)、顆粒填料(10)、膜組件(11)和出水管(12)組成，在高位液槽上設(shè)有液位控制器(1)，生物反應(yīng)池(7)分為流化區(qū)和撞擊混合區(qū)，生物反應(yīng)池(7)下端設(shè)有排泥口(8)，在撞擊混合區(qū)安裝撞擊流曝氣器和設(shè)置進(jìn)水口，在流化區(qū)內(nèi)投加顆粒填料，膜組件安裝在靠近撞擊混合區(qū)的顆粒填料流化區(qū)內(nèi)，在流化區(qū)與撞擊混合區(qū)的連接部位設(shè)置成倒角，并且設(shè)有隔網(wǎng)將撞擊混合區(qū)與顆粒填料混合區(qū)分開，出水管上設(shè)有壓差計(13)和抽吸計量泵(14)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊流曝氣顆粒填料復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，其特征在于所述的撞擊流曝氣器，包括進(jìn)液口、進(jìn)氣口、噴嘴。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊流曝氣顆粒填料復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，其特征在于所述的流化區(qū)和撞擊混合區(qū)的體積比為250。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊流曝氣顆粒填料復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，其特征在于所述的膜組件與顆粒填料同處在流化區(qū)。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊流曝氣顆粒填料復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，其特征在于所述的隔網(wǎng)為不銹鋼絲網(wǎng)或尼龍網(wǎng)，濾網(wǎng)孔徑為510mra。-6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊流曝氣顆粒填料復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，其特征在于所述的在流化區(qū)與撞擊混合區(qū)連接部位設(shè)置成倒角，斜面與池壁的夾角成1545°。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊流曝氣顆粒填料復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，其特征在于所述的顆粒填料為一種具有一定孔隙率、一定密度的柔性多孔填料，形狀包括正方體、長方體、球體、橢球體、圓柱體；顆粒填料的當(dāng)量直徑為l10cm，所投加顆粒填料的堆積體積占生化反應(yīng)池有效體積的540%。專利摘要本實用新型涉及一種撞擊流曝氣顆粒填料復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，主要由生物反應(yīng)池、曝氣裝置、隔網(wǎng)、顆粒填料、膜組件、進(jìn)水管和出水管等組成，其中生化反應(yīng)池被隔網(wǎng)分為撞擊混合區(qū)和流化區(qū)，流化區(qū)與撞擊混合區(qū)的連接部位為倒角結(jié)構(gòu)，在撞擊混合區(qū)安裝曝氣器和設(shè)置進(jìn)水口，在流化區(qū)內(nèi)投加顆粒填料，膜組件安裝在靠近撞擊混合區(qū)的顆粒填料流化區(qū)內(nèi)。該裝置能夠克服普通浸沒式膜生物反應(yīng)器存在的曝氣量大、膜表面易污染、總氮處理效果不理想、氣液傳質(zhì)效果差等問題，具有抗膜污染能力強、傳質(zhì)效率好、氧利用率高、脫氮效果好的優(yōu)點，特別適用于高濃度含氮廢水和高濃度有機廢水的處理，以及生活污水的深度處理。文檔編號C02F3/12GK201427894SQ20082019970公開日2010年3月24日申請日期2008年12月26日優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日發(fā)明者李國朝,濤楊,楊期勇申請人:九江學(xué)院