專(zhuān)利名稱(chēng)：壓力式一體化膜生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于污水生化處理的膜生物反應(yīng)器。
膜生物反應(yīng)器是一種新型的生物反應(yīng)器，它是用膜分離單元代替龐大的沉淀池，克服了傳統(tǒng)活性污泥法占地面積大，處理效果差，剩余污泥產(chǎn)量大的缺點(diǎn)。在水處理中的應(yīng)用可以追溯到1969年美國(guó)Dorr-Oliver Inc用超濾膜與活性污泥法生物反應(yīng)器處理生活污水的研究。1972年Shelf等開(kāi)始了厭氧型的生物反應(yīng)器的研究工作。1985年日本則對(duì)厭氧膜生物反應(yīng)器作了較系統(tǒng)的研究，這些研究包括酒精發(fā)酵水處理系統(tǒng)，淀粉工廠廢液處理系統(tǒng)，造紙廠廢水處理系統(tǒng)，屎尿廢水處理系統(tǒng)等。九十年代是膜生物反應(yīng)器迅猛發(fā)展的年代，處理對(duì)象范圍不斷拓寬。1991年Tonelli等研制了處理汽車(chē)制造廠含油污水的膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)。Aya Hidenori等人進(jìn)行了厭氧膜生物反應(yīng)器去除磷酸鹽的研究。1992年法國(guó)Chang J等人開(kāi)展了飲用水除氮的膜生物反應(yīng)器研究。1996年美國(guó)H.Winnen用膜生物反應(yīng)器處理高分子化合物廢水等等。膜生物反應(yīng)器的實(shí)際應(yīng)用已不乏實(shí)例，八十年代末日本已有13家公司用好氧膜生物反應(yīng)器處理大樓廢水的例子，九十年代應(yīng)用更加廣泛，乳液廢水、水產(chǎn)加工廢水、人工透析廢水、食堂廢水、半導(dǎo)體工廠廢水、化學(xué)藥品工廠廢水、啤酒廠廢水、蛋糕廠廢水應(yīng)用膜生物反應(yīng)器的例子都曾見(jiàn)諸報(bào)端。1995年德國(guó)分別建造了規(guī)模為150m3/d的處理衛(wèi)生填埋廠滲漏液、100m3/d處理化工廢水、700m3/d處理皮革廢水的工業(yè)化裝置。美國(guó)也有運(yùn)用膜生物反應(yīng)器處理工業(yè)廢水的工業(yè)化例子。
膜生物反應(yīng)器分置式較多，其特征為生化曝氣池與膜過(guò)濾單元是分開(kāi)的，混合液通過(guò)加壓泵進(jìn)入膜過(guò)濾單元。一體式是指膜組件安置在生物反應(yīng)器內(nèi)部，壓力驅(qū)動(dòng)靠水頭壓差、曝氣壓力或用真空泵抽吸，可省掉循環(huán)用的泵及管路系統(tǒng)。分置式由于膜組件自成體系，有易于清洗、更換及增設(shè)等優(yōu)點(diǎn)，但泵的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生剪切力對(duì)某些微生物菌體會(huì)產(chǎn)生失活現(xiàn)象；由于一體式不使用循環(huán)泵，可避免微生物菌體受剪切而失活，但其膜容易受污染，清洗和拆裝較困難。從總體上講，由于一體式占地面積小，微生物可以保持高活性、減低了能耗的優(yōu)點(diǎn)，在其不足之處逐步得到改善的條件下，是膜生物反應(yīng)器比較有前途和具有吸引力的型式。日本專(zhuān)利平2-268892和平3-98694描述了以真空泵抽吸為固液分離動(dòng)力的一體式生物反應(yīng)器，日本專(zhuān)利昭61-234989依靠反應(yīng)器本身的壓力作為分離動(dòng)力，取消了真空泵，在一定程度上降低了運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，但膜更容易受污染。因?yàn)閾?jù)山本的研究，抽吸的操作方式比壓的操作方式使膜更不容易受污染，要使昭61-234989型式的膜生物反應(yīng)器在運(yùn)行壽命上更具吸引力，必須解決膜污染問(wèn)題。
本實(shí)用新型開(kāi)發(fā)的目的就是為了解決膜污染問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出投資省、能耗低、結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長(zhǎng)、處理效率高、操作自動(dòng)化程度高的一體式膜生物反應(yīng)器，以用于小型污水處理的新建或改建。
本實(shí)用新型的反應(yīng)器主要包括反應(yīng)器主體1、膜組件2、液位控制系統(tǒng)3、壓力控制系統(tǒng)4、污泥入口5和排泥口6，其中膜組件2由獨(dú)立的兩套膜組件2.1、2.2構(gòu)成，每套膜組件分別與排水管路及曝氣管路相通，并在各支路上設(shè)置閥門(mén)。


圖1為本實(shí)用新型反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為反應(yīng)器中膜組件結(jié)構(gòu)詳圖；下面將結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本實(shí)用新型。
反應(yīng)器主體1為長(zhǎng)方密閉型壓力容器，底部為管式超濾或微濾膜構(gòu)成的膜組件2，膜組件2分為兩套2.1和2.2，間隔排列，第一套膜組件2.1通過(guò)第一套膜組件氣路閥門(mén)8.1與曝氣管路B相通，通過(guò)第一套膜組件水路閥門(mén)7.1與排水管路C相通；第二套膜組件2.2通過(guò)第二套膜組件氣路閥門(mén)8.2與曝氣管路B相通，通過(guò)第二套膜組件水路閥門(mén)7.2與排水管路C相通。液位控制系統(tǒng)3、壓力控制系統(tǒng)4、污泥入口5和排泥口6均可采用常規(guī)的設(shè)計(jì)，如液位控制系統(tǒng)3為浮球式液位控制器，壓力控制系統(tǒng)4為在反應(yīng)器主體1的頂部設(shè)置壓力控制閥，污泥入口5設(shè)在反應(yīng)器主體1的上部，排泥口6設(shè)在反應(yīng)器主體1的下部。
本實(shí)用新型的一體化膜生物反應(yīng)器的使用中，處理廢水A通過(guò)液位控制系統(tǒng)(LIC)3進(jìn)入反應(yīng)器1，污泥(微生物)通過(guò)污泥入口5進(jìn)入反應(yīng)器與廢水混合。鼓風(fēng)機(jī)將空氣B通過(guò)膜組件2.1送入反應(yīng)器，此時(shí)膜組件2.1起曝氣管作用。在有氧的條件下，廢水通過(guò)與微生物的生化作用得到凈化。未參加反應(yīng)剩余的空氣和反應(yīng)所產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w在壓力控制系統(tǒng)(PIC)4的控制下維持反應(yīng)器內(nèi)一定的壓力。處理后的廢水從膜組件2.2的外面在滲透和壓力雙重作用下進(jìn)入內(nèi)部，通過(guò)排水管C排到系統(tǒng)之外。污水與污泥的混合液走管式膜的外表面，處理后的水走管式膜的里面。剩余污泥則從排泥口6排出系統(tǒng)外。
本實(shí)用新型的曝氣和排水的操作進(jìn)行切換時(shí)，首先8.1閥門(mén)和7.2閥門(mén)打開(kāi)，8.2閥門(mén)和7.1閥門(mén)關(guān)閉，膜組件2.1起曝氣作用，同時(shí)得到反沖洗。膜組件2.2起固液分離作用。膜組件工作一個(gè)周期以后，8.1閥門(mén)和7.2閥門(mén)關(guān)閉，8.2閥門(mén)和7.1閥門(mén)打開(kāi)，膜組件2.1和2.2的功能互換。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型將曝氣系統(tǒng)與固液分離系統(tǒng)合為一處，由膜組件共同完成，省掉了曝氣系統(tǒng)，大大地減少了反應(yīng)器的投資，可比現(xiàn)有技術(shù)省1/5。2.本實(shí)用新型膜組件的反沖洗過(guò)程不再是一種非工作過(guò)程，而是好氧生物反應(yīng)器所必須的氧的提供過(guò)程，提高了工作效率。3.本實(shí)用新型的膜組件因?yàn)閰⑴c曝氣，經(jīng)常得到反沖洗，所以不容易受到污染，膜組件的更換周期可大大延長(zhǎng)，從而最終延長(zhǎng)了膜生物反應(yīng)器的壽命。本實(shí)用新型不清洗使用一年后，膜通量仍為最初通量的80％。4.本實(shí)用新型采用微濾或超濾膜作為曝氣設(shè)備，可以形成細(xì)小氣泡，提高了充氧效率，可達(dá)40％。5.本實(shí)用新型在固液分離方面，由于混合液走管式膜的外面而不是里面，避免了通道堵塞。事實(shí)上，管式膜堵塞包括通道堵塞和膜面堵塞，通道堵塞在整個(gè)堵塞過(guò)程中占有相當(dāng)?shù)姆萘?，研究表明，在沒(méi)有通道堵塞的情況下，膜的壽命可提高7～8倍。6.本實(shí)用新型自動(dòng)化程度高，操作方便。
權(quán)利要求1.一種用于廢水處理的膜生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器主體[1]、膜組件[2]、液位控制系統(tǒng)[3]、壓力控制系統(tǒng)[4]、污泥入口[5]和排泥口[6]，其特征在于所述的膜組件[2]由獨(dú)立的兩套膜組件[2.1]、[2.2]構(gòu)成，每套膜組件分別與排水管路及曝氣管路相通，并在各支路上設(shè)置閥門(mén)。
2.按照權(quán)利要求1的膜生物反應(yīng)器，其特征在于第一套膜組件[2.1]通過(guò)第一套膜組件氣路閥門(mén)[8.1]與曝氣管路相通，通過(guò)第一套膜組件水路閥門(mén)[7.1]與排水管路相通；第二套膜組件[2.2]通過(guò)第二套膜組件氣路閥門(mén)[8.2]與曝氣管路相通，通過(guò)第二套膜組件水路閥門(mén)[7.2]與排水管路相通。
3.按照權(quán)利要求1的膜生物反應(yīng)器，其特征在于所述的膜組件[2]是管式超濾或微濾膜。
4.按照權(quán)利要求1的膜生物反應(yīng)器，其特征在于所述的膜組件[2]置于反應(yīng)器主體[1]的底部。
專(zhuān)利摘要一種用于廢水處理的膜生物反應(yīng)器系統(tǒng),內(nèi)部是數(shù)個(gè)由管式膜構(gòu)成的過(guò)濾組件,管式膜起過(guò)濾、曝氣二重作用,處理后的污水依靠壓力作用排出系統(tǒng)外。本實(shí)用新型具有流程簡(jiǎn)單、占地面積小、處理效果好、能耗低、自動(dòng)化程度高、特別耐沖擊、不易堵塞的特點(diǎn),可以作為小型污水處理廠傳統(tǒng)曝氣池沉淀池的更新設(shè)備。
文檔編號(hào)C02F3/00GK2398265SQ9922385
公開(kāi)日2000年9月27日 申請(qǐng)日期1999年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月18日
發(fā)明者崔峰, 李勇, 韓建華 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工集團(tuán)公司, 中國(guó)石油化工集團(tuán)公司撫順石油化工研究院