專利名稱：膜式生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造屬于生化技術(shù)與膜分離材料的交叉領(lǐng)域，具體涉及一種膜式生化處理污水的設(shè)備。
現(xiàn)有污水生化處理設(shè)備一般是采用生物反應(yīng)器，即用生化處理方法，例如活性污泥法，厭氧消化法等對(duì)污水進(jìn)行處理。
這種常規(guī)技術(shù)主要有以下不足之處；1、現(xiàn)有生物反應(yīng)器出水往往含有較高的活性物質(zhì)，必須有一個(gè)二沉池供泥水分離，為了保持生物反應(yīng)器內(nèi)活性物質(zhì)的濃度，二沉池內(nèi)的活性物質(zhì)必須用泵抽吸回至生物反應(yīng)器內(nèi)，裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大。
2、在一定水力條件下，生物反應(yīng)器內(nèi)污泥等活性物質(zhì)的濃度不可能太高，一些難以氧化降解的大分子有機(jī)物在生物反應(yīng)器內(nèi)停留的時(shí)間較短，難以充分發(fā)揮生物降解的功效，最終出水水質(zhì)有限。
本發(fā)明創(chuàng)造針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種膜式生物反應(yīng)器，它結(jié)構(gòu)緊湊、能顯著增強(qiáng)生物降解作用，使出水水質(zhì)有明顯提高。
為實(shí)現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案主要在傳統(tǒng)生物反應(yīng)器基礎(chǔ)上增設(shè)親水型中空纖維微孔膜，菌種載體可采用傳統(tǒng)的活性污泥，更可采用吸附能力更強(qiáng)的顆?；钚蕴蓟蚧钚蕴祭w維或其它軟填料。
本發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)點(diǎn)和效果1、泥水分離效果顯著提高，出水水質(zhì)好，一般無固體懸浮物；2、由于中空纖維微孔膜的高效截留作用，單位體積內(nèi)活性成分增加，溶解性大分子有機(jī)物在生物反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間大大延長(zhǎng)，導(dǎo)致生物降解作用顯著提高；3、在好氧生化過程中，由于膜對(duì)硝化細(xì)菌的高效截留，硝化細(xì)菌在生物反應(yīng)器內(nèi)能保持高濃度，使NH3組份中N量的去除率可達(dá)90％以上；4、由于生物降解作用顯著增強(qiáng)，活性污泥剩余明顯減少，甚至不需排泥，可降低能耗及減少污泥對(duì)環(huán)境的二次污染；
5、如菌種載體采用顆粒活性碳、活性碳纖維或其它軟填料，由于巨大比表面積及強(qiáng)富集作用，將解性有機(jī)物和溶解氧濃縮在其周圍，延長(zhǎng)了微生物與有機(jī)物的接觸時(shí)間，改善了混合液的沉淀性能，提高了對(duì)有毒物質(zhì)和重金屬等的沖擊負(fù)荷能力，具有脫色除臭、消除泡沫，顯著改善出水水質(zhì)的效果，同時(shí)可對(duì)膜充分擦洗。
6、操作管理方便，不存在現(xiàn)有技術(shù)中易產(chǎn)生污泥膨脹等問題，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)；7、可省去二沉池，占地面積大大減少。
這種設(shè)備可廣泛應(yīng)用于難生物降解、固體懸浮物及有機(jī)物濃度高的有機(jī)化工廢水、畜牧業(yè)廢水、食品釀造廢水、垃圾滲濾液等污水處理工程中。
本技術(shù)方案的核心內(nèi)容是在現(xiàn)有生物反應(yīng)器基礎(chǔ)上增設(shè)親水型中空纖維微孔膜。這種親水型中空纖維微孔膜必須滿足如下條件1)纖維外徑150～600μm；2)纖維壁上微孔直徑≤0.3μm；3)膜材質(zhì)耐細(xì)菌腐蝕；4)膜材質(zhì)有較高的抗破裂強(qiáng)度(≥0.5Mpa)及抗老化能力。符合這些條件的材質(zhì)可以是聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚酰亞胺等。
由這種中空纖維微孔膜構(gòu)成的膜組件有兩種型式。一種型式如

圖1及其局部放大示意圖A所示，中空纖維微孔膜(4)由環(huán)氧樹酯或聚氨酯3封裝在襯套1內(nèi)，其外面有保護(hù)網(wǎng)套2，襯套再封裝在塑料(ABS)管6上；另一種型式如圖2所示，中空纖維微孔膜9的組件為圓柱形體，由環(huán)氧樹酯或聚氨酯10封裝在塑料(ABS)管11內(nèi)，如圖2中局部放大示意圖B所示。
中空纖維微孔膜組件在反應(yīng)器內(nèi)的安裝型式有兩種實(shí)施例；例1這是一種一體式膜式生物反應(yīng)器，結(jié)構(gòu)如圖1所示親水型中空纖維微孔膜組件直接浸沒在生物反應(yīng)器內(nèi)，微生物在曝氣池(生物反應(yīng)器的一種)中氧化降解污水中的有機(jī)物；經(jīng)生物處理的水通過負(fù)壓抽吸從膜表面通過壁上微孔進(jìn)入中空纖維內(nèi)，可經(jīng)管道6引出反應(yīng)器。這種反應(yīng)器具有體積小、工作壓力低、無水循環(huán)、節(jié)能、出水水質(zhì)優(yōu)良等特點(diǎn)，可生化性需可氧有機(jī)物量(簡(jiǎn)稱BOD5)的去除率為95％以上，固體懸浮物(SS)能去除100％。同時(shí)生物反應(yīng)器內(nèi)固體顆粒與曝氣不斷擦洗中空纖維微孔膜表面，可有效防止膜的污染。
例2它是一種分體式膜式生物反應(yīng)器，結(jié)構(gòu)如圖2所示。普通生物反應(yīng)器7經(jīng)泵8和圓柱體形的中空纖維微孔膜組件相接，生物反應(yīng)器出水經(jīng)泵加壓進(jìn)入膜組件，活性物質(zhì)、未降解的大分子有機(jī)物等被膜截留返回生物反應(yīng)器內(nèi)，而通過膜壁微孔透過的水即為出水，反復(fù)循環(huán)，可明顯提高生物降解作用，提高出水水質(zhì)，同樣對(duì)固體懸浮物去除率也可達(dá)到100％，對(duì)BOD5去除率達(dá)95％以上。這種反應(yīng)器由于生物反應(yīng)器與中空纖維膜組件相互獨(dú)立、互相干擾小，定時(shí)進(jìn)行氣、水反沖洗可防止膜污染。
權(quán)利要求
1.膜式生物反應(yīng)器，其特征是在生物反應(yīng)器基礎(chǔ)上增設(shè)親水型中空纖維微孔膜(4)或(9)的組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述膜式生物反應(yīng)器，其特征是親水型中空纖維微孔膜(4)、(9)的材料采用聚丙烯或聚乙烯、或聚丙烯腈、或聚偏乙烯、或聚酰亞胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述膜式生物反應(yīng)器，其特征是中空纖維微孔膜組件由環(huán)氧樹酯或聚氨酯(3)、(10)封裝在塑料(ABS)管(6)上，或封裝在塑料管(11)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述膜式生物反應(yīng)器，其特征是生物反應(yīng)器內(nèi)的菌種載體采用顆?；钚蕴?、活性碳纖維或其它軟填料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述膜式生物反應(yīng)器，其特征是親水型中空纖維微孔膜組件直接浸沒在生物反應(yīng)器內(nèi)，生物處理過的水通過負(fù)壓抽吸從膜表面透過膜壁微孔進(jìn)入中空纖維內(nèi)經(jīng)管道(6)引出反應(yīng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述膜式生物反應(yīng)器，其特征是生物反應(yīng)器7經(jīng)泵8與圓柱形體的膜組件相連，生物反應(yīng)器出水經(jīng)泵加壓進(jìn)入膜組件，活性物質(zhì)與未降解的大分子有機(jī)物被膜截留返回生物反應(yīng)器，而凈水透過膜壁微孔流出。
全文摘要
膜式生物反應(yīng)器，特點(diǎn)是在生物反應(yīng)器上增設(shè)中空纖維微孔膜組件。該膜組件兩端設(shè)膠層，用封頭襯套將其封裝在塑料管上或管內(nèi)。膜組件可直接浸沒在生物反應(yīng)器內(nèi)；也可將膜組件設(shè)在生物反應(yīng)器外。上述膜式生物反應(yīng)器，由于中空纖維微孔膜的高效截面作用，可使大分子有機(jī)物和活性物質(zhì)在生物反應(yīng)器中停留時(shí)間延長(zhǎng)，硝化細(xì)菌積累程度提高，能顯著增強(qiáng)生物降解作用，改善出水水質(zhì)，并克服了難以解決的污泥膨脹等問題。
文檔編號(hào)B01D61/00GK1239709SQ9910429
公開日1999年12月29日 申請(qǐng)日期1999年5月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月10日
發(fā)明者徐又一, 石燈水, 王樹源, 王紅軍, 陳元?jiǎng)? 徐紅 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)膜分離工程聯(lián)合公司