CN101492202B - 连续更新动态膜的微网动态膜生物反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及连续更新动态膜的微网动态膜生物反应器，特征在于容器由分隔孔板分为上层好氧区，下层缺氧区，曝气器组设于分隔孔板上面；微网组件由波折状微网网体，套壳，底网，均匀铺在底网上的2-3层陶粒球，分别设置于网体上下方的位于同一平面的反冲洗喷头及喷气冲刷头，带动反冲洗喷头及喷气冲刷头连续转动的空心轴管及转动驱动机构构成；微网组件水平设于罐顶；微网网体中心设置内设隔板的空心轴管，隔板上部轴管连接旋转驱动机构，水源及反冲洗喷头，隔板下部轴管连接气源及喷气冲刷头，空心轴管下端转动、密封连接曝气器组。本发明优点是：提高脱氮除磷效果，达到微滤固液分离效果，在保证出水通量同时，优化简化动力和控制系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种污、废水处理装置-膜生物反应器，尤其涉及一种将具有强化反硝化效果的生物反应器和以环境矿物、微生物菌胶团与微细滤网(行业统称微网)协同作用达到微滤固液分离效果的膜组件合成制作的连续更新动态膜的微网动态膜生物反应器。
背景技术
膜生物反应器(Membrane Bio Reactor，简称MBR)的研究开发只有近30年的历史，真正的规模应用不到20年。它是将污、废水生物处理技术和膜分离技术相结合的一种新型水处理装置。膜生物反应器工艺所具有的高质量的固液分离效果和高浓度、长泥龄活性污泥对有机物较高的去除效果，使其成为一种出水水质好、占地面积小、剩余污泥量低、易于实现自动化的优化合成水处理工艺。在水处理领域，尤其在污、废水资源化工程方面得到较为广泛的应用。然而，在MBR工艺推广过程中存在着如下缺点与障碍：(1)MBR采用专用的膜孔径在1微米以下微滤或超滤膜组件截留污泥，出水量低，难以满足大规模应用的要求；(2)传统的膜组件造价高，且运行的控制过程相对复杂，使得基建投资较高；(3)膜组件容易出现因浓差极化、污染、老化使其通量下降并产生堵塞，导致使用寿命低；尤其使用中为使过滤水通过膜组件，需要设置高压抽吸水泵和与之相关的控制部件，同时维护需要较高技术条件，因此运行能耗、费用较高，限制了膜组件较大规模的应用和推广。
近年，MBR领域开始出现对动态膜分离技术的研究，其特点是以普通孔状材料通常是指孔径在400目以上如不锈钢丝网、尼龙丝网、化纤丝网、无纺布等微细滤网(行业统称微网)代替传统的微滤或超滤膜制作微网组件，使用时，微网组件置于生物反应器混合液中，在污水处理的循环过程中，随着生化反应及过滤过程的进行，微生物菌胶团沉淀附着在微网上形成周期性生长脱落的生物质层也称为动态膜。该膜的形成改进了作为支撑体的微网介质的过滤性能，动态膜具有活性、柔性和吸附性，其分离质量的高低和通量的大小决定于膜的活性、密度、厚度以及通过压力；在一定的控制条件下，动态膜可达到和上述固体型传统MBR工艺用膜组件相同的微滤分离效果，但其对流体的跨膜压力要求却远远低于传统的MBR膜组件，且膜组件材料易得、价格低廉，可显著降低工程成本，因此易于大规模应用和推广。然而目前该技术仍不成熟，尚处于研发阶段。现有动态膜微网组件一般为平面形，类似于传统平板形MBR膜组件，并延用传统膜组件MBR工艺的错流过滤来控制动态膜厚度和降低膜污染以及延用停机间断反冲洗方式来保证膜通量。错流是利用紊流剪切和冲刷作用来抑制污染物质在膜表面的附集，这对于MBR膜组件降低污染非常有效，但对以利用污染物质进行固液分离的活性和柔性的动态膜来说却会产生不利影响，紊流使质地柔软，与滤网附着力弱，尤其在经历生成、成长、成熟、衰弱、死亡的新陈代谢过程中本身就会出现非周期性脱落的生物质层更易脱离微网，造成悬浮物质无规律泄漏；错流除体现表面剪切冲刷作用外，同时存在对膜面的法向振动作用，这种法向振动使膜层生长不可能均匀，膜面中心部位因振幅过高而难以形成有效凝胶层，因此，错流方式运行的动态膜对较大分子量的溶解性有机物截流效果很差；错流剪切冲刷和法向振动作用也极易使动态膜层出现“漏洞”，使出水浊度无规律波动并难以控制在较高水平，细菌总数超标；尤其在使用过程中因膜层增厚，附着污物过多，通量下降进行反冲洗时需要足够大流量的水或气混水，使反冲洗设备容量大，资源耗费、能耗高，间断使用，设备闲置率高；反冲洗后，因动态膜再生成期间会产生大量未经过滤的干扰水，使出水率难以提高。这些不利影响造成现有动态膜技术处于出水水质不够稳定、膜面积难以放大、出水率较低、尚不能实现大规模应用的技术性瓶颈，限制了动态膜技术的工程性利用。此外，现有膜生物反应器的形式单一，缺氧区设于反应器外部，结构繁复，对总氮总磷去除效果较差。上述诸问题限制了膜生物反应器更为广泛的应用。
如何实现采用低成本的动态膜分离技术既能达到传统MBR膜组件出水水质，又提高通量及出水率，达到优化简化动力和控制系统减少能耗，降低成本的目的，并提高生化效果，尤其是脱氮除磷效果成为业界关注问题。
发明内容
本发明的主要目的在于针对上述问题，提供一种将具有强化反硝化效果的生物反应器与以环境矿物、微生物菌胶团和微网协同作用达到造价低、体积小、出水水质好，通量高、出水率高的微网组件相结合，提供出一种脱氮除磷效果好，并达到微滤固液分离效果，在保证出水通量基础上，优化简化动力和控制系统的连续更新动态膜的微网动态膜生物反应器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种连续更新动态膜的微网动态膜生物反应器，主要包括盛放含微生物菌胶团的污、废水混合液的容器，带曝气器组的好氧区，经收水堰集水的清水区，置于好氧区中承载动态膜的微网组件，原水进水管，清水出水管，其特征在于：所述容器是圆筒形罐，罐体内由带有若干通孔的罐体分隔孔板分为上下两层，上层为所述好氧区，下层设为缺氧区，所述曝气器组设置于所述分隔孔板的上板面；所述微网组件是可连续在线更新动态膜的微网组件，主要由具有波折状网面的扁圆柱形微网网体、网体环周套壳、封闭所述微网网体底部的底网、均匀铺设于底网上的2-3层能在上推力作用下在微网网体与底网间跳动的陶粒球、沿微网网体端面直径在微网网体上方及下方分别设置的位于同一竖直平面的反冲洗喷头及喷气冲刷头、带动所述反冲洗喷头及喷气冲刷头以45-120min/r的转速连续转动的空心轴管及轴管转动驱动机构构成；所述微网组件水平密封连接于罐体顶部，所述微网网体的上部开放，为清水区，清水通过设置在所述套壳上部的收水堰排出；内设隔板、两端封闭的所述空心轴管转动连接在微网网体中心，隔板上部的空心轴管连接旋转驱动机构和水源并与所述反冲洗喷头密封连接；隔板下部的空心轴管连接气源，并与喷气冲刷头密封连接，空心轴管下端转动、密封连接在所述曝气器组上。
所述具有波折状网面的扁圆柱形微网网体是由多层孔径为300～500目的不同孔径微网叠加并依骨架固定成形为由多个同心环状V形槽依次连接形成的网体；所述底网的孔径为50～100目，微网网体与底网之间的空间由多个网分隔孔板分隔成若干封闭网室，所述陶粒球是直径为4～10mm的圆形陶粒球并分置在所述各封闭网室内；所述反冲洗喷头是由水管及其下面连接的多个与各V形槽对应设置的液体喷头构成，所述液体喷头的形状与V形槽形状吻合，并分别插入各V形槽内，其贴靠V形槽槽面的两侧开有出水孔；所述喷气冲刷头是在其上侧对应所述底网设置若干出气孔的喷气管。
所述水源为清水区；所述气源取自曝气器气源或附设的空气泵，所述旋转驱动机构包括设置于收水堰上方的电机、减速机、上旋转活接头，电机通过减速机连接上旋转活接头的活动端，上旋转活接头活动端连接所述空心轴管并通过空心轴管带动反冲洗喷头与喷气冲刷头同步旋转；上旋转活接头的固定端通过水泵出水管连接高压水泵，高压水泵通过水泵进水管连接清水区，水泵出水管上设有调节阀；所述空心轴管下端通过设置于所述曝气器组上的下旋转活接头与曝气器组转动、密封连接。
所述容器外部设置至少两个回流选择器，各回流选择器的上部与好氧区的上部相连、底部与缺氧区的底部相连、中部设置所述原水进水管、顶端设置高于所述微网组件顶部且上口开放的释放管。
所述盛放在容器中的含微生物菌胶团的污、废水混合液含有按其重量百分比5‰～1％的粒径在100目～400目的一种或多种用于形成微网填充层的环境矿物材料。
所述环境矿物材料是硅藻土、沸石、海泡石、凹凸棒、蛭石及活性炭粉。
本发明的有益效果是：
(1)采用V形槽式波折状微网组件，可提供出一种变紊流为层流即稳定升流的死端过滤方式，在V形槽、封闭底网、陶粒球、分隔孔板以及收水堰的共同作用下，创造了适于动态膜生成、代谢的良好稳定的水力环境，它可有效避免紊流振动造成动态膜层生成不均匀、易脱落和产生“漏洞”问题，以此为稳定和提高出水水质提供了基础性保证；(2)采用V形槽式波折状微网组件，提高了单位体积下的膜过滤面积，提高通量并减小装置体积，尤其与传统MBR膜组件相比，微网价格低，显著降低制造成本；(3)采用设于同一竖直平面内的缓慢转动的反冲洗喷头与喷气冲刷头实现了对微网动态膜的连续在线反冲洗及剪切剥离，由于速度缓慢且瞬间仅对沿管线扫描区域的微网上的局部动态膜进行冲刷，因此给新动态膜的生长以足够延续时间，尤其采用喷气冲刷头与陶粒球结合，通过封闭网内陶粒球的不规则跳动达到充分剪切、摩擦微网的进水面，使膜充分脱落，这种水、气协同作用达到旧膜去除与新膜生长良性交替循环，有效控制膜厚，既保证通量，又不出现漏洞，防止大粒悬浮污物穿过滤网保证出水水质良好，出水率高；(4)混合液中加入环境矿物材料，当微网上的动态膜层被瞬时冲开后，环境矿物材料在水压作用下及时填补微网孔隙，抑制悬浮物质和微细胶体颗粒穿过微网，使干扰降低到最小水平；此外环境矿物材料作为微网填充层，比生物体直接包裹在微网上更容易剥离，有利于对微网组件的保护，使其不出现深度污染，因此降低反冲洗的能耗；(5)与传统加一定压力及足够大流量的水或气混水的间断反冲洗方式相比，本发明使用动态膜的透过水作为反冲洗水，因用量极低，具有非常高的有效透水率；与现有膜生物反应器中采用错流冲洗模式的高气水比相比，本发明的在线清洗方式，对供气量的要求不超过正常硝化所需要的供气量，设备容量也远低于传统的膜生物反应器，显著节约资源及装机成本，降低能耗，且使反冲洗水设备利用率为100％。这种连续在线清洗结构，有效解决了现存有效透水率过低和反冲洗设备闲置率过高的问题。(6)作为升流方式运行的生物反应器，采用上层为好氧区，下层为缺氧区的上下层结构，不仅与微网组件工作有机配合，且在曝气气升负压作用下，混合液吸入好氧区，形成混合液往复循环流动的无泵回流方式，无须附加其他动力和设备，在降低能耗以及减少占地和基本建设投资上体现出优化效果。(7)生物反应器外部连接多个带释放管的回流选择器，为反硝化菌群提供营养物质，满足反硝化过程对碳源的需求，创造和强化反硝化环境，提高总氮去除效果；同时具备生物选择器功能，可将丝状菌控制在一定的水平，保证出水质量。
附图说明
图1是本发明的主视剖视结构示意图(反冲洗喷头与收水堰位于同一平面)；
图2是图1中V形槽式波折状微网组件的放大结构示意图；
图3是本发明的俯视结构示意图(反冲洗喷头与收水堰错开)。
图中：1微网组件，11水泵进水管，12支座，13高压水泵，14水泵出水管，15调节阀，161上旋转活接头，162下旋转活接头，17减速机，18电机，19空心轴管，100反冲洗喷头，110隔板，111收水堰，112出水管，113滚轮，114水管，115液体喷头，116紧固螺栓，117压条，118龙骨，119出水孔，120曝气器输气管，121网分隔孔板，122环形支板，123陶粒球，124喷气冲刷头，125出气孔，126底网，127顶部外环形固定板，128微网网体，129套壳，130支架，131底部外环形固定板，132底部内环形固定板，133顶部内环形固定板，2回流选择器，21释放管，22连接管，23原水进水管，24连接管，3容器，排泥管31，4好氧区，5曝气器组，6罐体分隔孔板，7缺氧区，8清水区。
以下结合附图和实施例对本发明详细说明。
具体实施方式
图1～图3示出一种连续更新动态膜的微网动态膜生物反应器，如图所示，主要包括盛放含微生物菌胶团的污、废水混合液的容器3，带曝气器组的好氧区4，经收水堰111集水的清水区8，置于好氧区中承载动态膜的微网组件1，原水进水管23、清水出水管112，其特征在于：上述容器3是圆筒形罐，罐体内由带有若干通孔的罐体分隔孔板6分为上下两层，上层为所述好氧区4，在此区域内对污染物进行有氧生化消解；下层设为缺氧区7，在此区域内对污染物进行厌氧生化消解的同时主要进行生化的反硝化过程，以进一步消解氮、磷物质；上述曝气器组5位于好氧区的底部，设置于罐体分隔孔板6的上板面，由它提供有氧生化、硝化所需要的氧气，同时提供气升动力和反应器内压力；上述微网组件1是可连续在线更新动态膜的微网组件，主要由具有波折状网面的扁圆柱形微网网体128、网体环周套壳129、封闭所述微网网体底部的底网126、均匀铺设于底网126上的2-3层能在上推力作用下在微网网体128与底网126间跳动的陶粒球123、沿微网网体128端面直径在微网网体上方及下方分别设置的位于同一竖直平面的反冲洗喷头100及喷气冲刷头124、带动所述反冲洗喷头及喷气冲刷头以45-120min/r的转速连续转动的空心轴管19及轴管转动驱动机构构成。上述微网网体128是由多层孔径为300～500目的不同孔径微网叠加并依骨架固定成形为由多个同心环状V形槽依次连接形成的网体；上述底网126的孔径为50～100目，微网与底网的材料可采用不锈钢丝网、尼龙丝网、化纤丝网或无纺布。在实际制作中，微网网体128与底网126之间的空间由多个网分隔孔板121分隔成若干封闭网室，上述陶粒球采用市售直径为4～10mm的圆形陶粒球，并分置在上述各封闭网室内，本例中，设置了三层陶粒球；上述骨架主要由压条117、龙骨118、多个网分隔孔板121构成；微网网体一般采用2-5层微网叠加构成，本例中采用由下至上分别为300目、400目、500目三层微网叠加依骨架成形为V形槽波折状扁圆柱形微网网体128，骨架固定在支架130上，微网支撑在龙骨及网分隔孔板上，V形槽上下折弯顶沿通过压条117压在龙骨118上并用紧固螺栓116固定。在微网网体128中心固定设有与空心轴管滑动配合的封闭腔室型轴套140，微网网体128的外侧分别由骨架通过顶部外环形固定板127及底部外环形固定板131固定连接在套壳29内壁上，微网网体128的内侧分别由骨架通过顶部内环形固定板133及底部内环形固定板132固定连接轴套140；顶部外环形固定板127及顶部内环形固定板133均为开有若干孔的孔板，这样可以使过滤水通过。
上述反冲洗喷头100是由水管114及其下面连接的多个与各V形槽对应设置的液体喷头115构成，液体喷头115的形状与V形槽形状吻合，并分别插入各V形槽内，其贴靠V形槽槽面的两侧开有出水孔119；上述喷气冲刷头124是在其上侧对应所述底网126设置若干出气孔125的喷气管；本实施例中，反冲洗喷头100通过端部设置的滚轮113可平稳沿固定于套壳129内壁的顶部外环形固定板127旋转，喷气冲刷头124通过端部设置的滚轮113可平稳沿固定设于套壳129内壁的环形支板122旋转。
上述微网组件1水平密封连接于罐体顶部，上述微网网体128的上部开放，为清水区8，清水通过设置在所述套壳129上部的收水堰111的出水管112排出；内设隔板110、两端封闭的上述空心轴管19以滑动配合固定在轴套140中，由此实现转动连接在微网网体中心，隔板110上部的空心轴管连接转动驱动机构、接通水源并与上述反冲洗喷头100密封连接，水源为清水区8；隔板110下部的空心轴管连接气源，并与喷气冲刷头124密封连接；空心轴管19下端通过设置于所述曝气器组5上的下旋转活接头162与曝气器组5转动、密封连接，上述气源可取自曝气器气源或附设的空气泵，本例中的输气管120的气体取自曝气器气源。在工作中，空心轴管在转动时，同时给喷气冲刷头124及曝气器组5提供气源。在实际制作中，出水堰111中心部位设置了支座12，上述转动驱动机构包括设置于收水堰111上方的电机18、减速机17、上旋转活接头161，均位于收水堰111上方固定在支座12上。电机18通过减速机17连接上旋转活接头161的活动端，上旋转活接头活动端连接空心轴管19并通过空心轴管带动反冲洗喷头100与喷气冲刷头124同步旋转；上旋转活接头161的固定端通过水泵出水管14连接高压水泵13，高压水泵13通过水泵进水管11连接清水区8，水泵出水管上设有水量调节阀15，用于控制反冲洗水量的大小。上述封闭腔室型轴套140的底部连通输气管120，气体通过空心轴管上设于隔板110下方的孔141进入空心轴管，再由空心轴管的孔142连通喷气冲刷头124，同时，气体还通过下旋转活接头162输送给曝气器组5。工作时，上述位于同一竖直平面设置的反冲洗喷头100与喷气冲刷头124处于连续缓慢旋转状态，因此可使微网网体128的进水面及出水面的动态膜及附着污物均在同一径向切面区域得到充分清除。上述电机、减速机及具有密封连接性能的旋转活接头均为市售产品。
上述容器3外部设置至少两个回流选择器2，本例中设置了两个，各回流选择器的上部通过管道22与好氧区4的上部相连、底部通过管道24与缺氧区7的底部相连、中部设置原水进水管23、顶端设置高于上述微网组件1顶部且上口开放的释放管21。实际应用中，各回流选择器2上设置的原水进水管上分别通过设置进水分配调节阀连至总进水管(图中未示出)，原水进水管23上还可装设流量计，以控制进水流量大小。待处理的原水由该管进入回流选择器2并与其中混合液混合再进入缺氧区7。释放管21为释放观察管，由它进行容器内压力的储存、释放和观测。实际应用中，该管也是为实现自动化测试的点位，可以通过它安装液位计直读和传输容器3内的压力。本发明中，上述罐体3内的现有含微生物菌胶团的污、废水混合液中还含有按其重量百分比5‰～1％的粒径在100目～400目的一种或多种用于形成微网填充层的环境矿物材料，环境矿物材料是硅藻土、沸石、海泡石、凹凸棒、蛭石或活性炭粉。环境矿物材料的置入，在污废水过滤过程中与现有污、废水混合液中含有的微生物菌胶团共同形成附着在微网上的动态膜，在有利于生化过程的同时，当微网上的动态膜层被瞬时冲开后，在容器内压力作用下可及时填补微网孔隙，抑制微细悬浮物穿过微网，使干扰降低到最小水平。此外，环境矿物材料作为微网填充层，比生物体直接包裹在微网上更容易剥离，特别有利于对微网组件的保护，使其不出现深度污染，同时降低反冲洗的能耗。
本发明提供的上述实施例的工作过程及原理如下：
首先在现有含微生物菌胶团的待处理污、废水混合液中按重量百分比置入5‰～1％粒径为100目～400目的几种环境矿物材料，本例中采用了粒径120目的沸石、粒径250目的硅藻土及粒径380目的活性炭粉三种材料。
原水首先由进水管23进入回流选择器2，由上向下流动并且在充满混合液的回流选择器中与混合液充分混合，由于回流选择器2是生化过程中的混合液硝化反应向反硝化反应过度、转换的空间，原水在此点的进入，实际上是在为反硝化菌群提供营养物质，满足反硝化过程对碳源的需求。与此同时，优势菌群充分汲取营养，挤占其中不宜形成强势的丝状菌的繁殖空间，达到生物选择的目的。完成上述功能后的混合液进入反应器容器3的缺氧区7；混合液在缺氧区反硝化过程中，通过硝酸盐类物质的转换释放一部分氮气，实现对一部分氮源污染物的消解和去除。这时，噬磷菌在缺氧和充分碳源补充的环境下大量繁殖并释磷，这对进入好氧环境时的大量聚磷非常有利。在曝气器组5气升产生的负压和容器3内压力共同作用下，缺氧区7混合液穿过水平设置的罐体分隔孔板6进入好氧区4；在好氧区的有氧环境下，混合液中大量的碳源污染物被氧化分解，氨氮物质通过硝化过程转换为硝酸盐类物质，聚磷菌开始大量聚磷；此时作为升流方式运行的反应器，容器3内混合液基本上分三路转移：一路作为好氧回流液，通过回流选择器2再进入缺氧区7，其流量为进水量的50-300％，它是支撑硝化、反硝化过程的回流路径；另一路作为好氧剩余污泥通过排泥管31外排，它除了维持容器内合理的活性污泥量，保持一定的泥龄外，因排出一定量聚磷状态的噬磷菌而除磷；再一路升流进入微网组件1，经动态膜实现固液分离过程后进入清水区8排出系统，最终完成对原水的净化。通过微网组件1的混合液流量在不排泥情况下与进水流量基本相等。
上述固液分离过程是靠微网组件中不断更新的动态膜层所体现的微滤效果实现的，其过程是：(1).含有环境矿物材料和微生物菌胶团的动态膜的形成：在曝气气压和水压共同作用下，混合液连续由微网组件1的下部进入，贯通于微网组件，从上部流出，随液流循环，环境矿物材料和微生物菌胶团附着在微网网体128上形成具有活性、柔性和吸附特性的动态膜层；动态膜的形成将微网的一般过滤性能水平提升到微滤水平。(2).过滤生成清水：混合液通过动态膜过滤，悬浮物质和微细胶体颗粒被拦截吸附在所述微网网体128进水面，净化后的清水经收水堰111从出水管112流出；(3).在线气、水清洗并更新动态膜：经过一段时间的过滤，动态膜活性降低，膜层增厚，过滤液通量下降，开启电机18及水泵出水管14上的调节阀15，通过减速机17、旋转活接头161使空心轴管19带动反冲洗喷头100与喷气冲刷头124同步缓慢旋转，通过控制旋转驱动机构的速度和气、水喷头的流量、压力来控制和调整对动态膜的清洗和扰动，以此控制动态膜层的生成状态，达到保证通量和固液分离效果的目的。反冲洗喷头100与喷气冲刷头124的旋转速度根据动态膜生成的速度控制在45min～120min/r。这时，一方面清水区的清水通过高压水泵13、隔板110上部的空心轴管压入反冲洗喷头100，并通过液体喷头115贴靠微网出水面冲洗微网；另一方面，气体由输气管120依次通过轴套140的封闭腔室、空心轴管压入喷气冲刷头124，由出气孔125向微网网体128底部的封闭网室喷气，使其中的圆形陶粒球123在上升推力作用下不规则跳动，剪切、摩擦微网的进水面，在水、气对微网网体正、反两面的同步作用下，使微网动态膜及附着污物脱落；当微网上的动态膜层被瞬时冲开后，环境矿物材料在水压力的作用下可及时填补微网孔隙，抑制悬浮物质和微细胶体颗粒穿过微网，跟着菌群开始附着生长形成新膜，使干扰降低到最小水平，同时作为微网填充层，环境矿物材料比生物体直接包裹在微网上更容易剥离，使其不出现深度污染；由于位于同一竖直平面的反冲洗喷头100与喷气冲刷头124以线形区域连续缓慢扫描冲刷动态膜，使动态膜代谢、脱落、生长交错进行，实现在线更新。
以下为本发明的应用效果：
在好氧区HRT＝4.5h，MILLSS＝9000mg/L，气水比＝10；膜组件反冲洗周期＝90min，膜组件浸入深度＝0.8m，微网面积＝7m2的条件下，
进水指标(原水平均值)：COD＝390mg/L、BOD＝165mg/L、SS＝210mg/L、氨氮＝27mg/L、总氮＝87mg/L、总磷＝4mg/L；
出水指标(透过水平均值)：COD＝33mg/L、BOD＝6mg/L、氨氮＝3.6mg/L、总氮＝7mg/L、总磷＝1mg/L，SS未检出、浊度＝4N、粪大肠菌群≤200个/L。
上述出水指标优于或等于传统的MBR膜组件，其中COD、氨氮、总氮指标优于传统的MBR膜组件。连续运行120天，未发现出水量下降情况，而采用传统MBR膜组件在气水比＝20条件下，出水量下降7％，本发明的微网组件运行能耗只相当于传统膜组件的65％，微网组件的造价只相当于传统膜组件的30％。
总之，本发明的每个技术环节均体现保证出水质量、节约能源和提高运行效率的原则，有效解决传统膜组件出水量低，造价高，使用寿命低，容易出现因浓差极化、污染、老化导致的通量下降和堵塞，以及运行的控制过程复杂，维护需要较高技术条件的缺陷，并克服了现有利用动态膜的微网组件出水水质不够稳定、膜面积难以放大、出水率较低、能耗高，尚不能达到大规模应用水平的缺陷，进一步满足污、废水资源化大规模应用的技术、经济要求，使利用动态膜的微网组件这项优秀的组合技术能够得到更为广泛的应用。
Claims (6)
1.一种连续更新动态膜的微网动态膜生物反应器，主要包括盛放含微生物菌胶团的污、废水混合液的容器，带曝气器组的好氧区，经收水堰集水的清水区，置于好氧区中承载动态膜的微网组件，原水进水管，清水出水管，其特征在于：所述容器是圆筒形罐，罐体内由带有若干通孔的罐体分隔孔板分为上下两层，上层为所述好氧区，下层设为缺氧区，所述曝气器组设置于所述分隔孔板的上板面；所述微网组件是可连续在线更新动态膜的微网组件，主要由具有波折状网面的扁圆柱形微网网体、网体环周套壳、封闭所述微网网体底部的底网、均匀铺设于底网上的2-3层能在上推力作用下在微网网体与底网间跳动的陶粒球、沿微网网体端面直径在微网网体上方及下方分别设置的位于同一竖直平面的反冲洗喷头及喷气冲刷头、带动所述反冲洗喷头及喷气冲刷头以45-120min/r的转速连续转动的空心轴管及轴管转动驱动机构构成；所述微网组件水平密封连接于罐体顶部，所述微网网体的上部开放，为清水区，清水通过设置在所述套壳上部的收水堰排出；内设隔板、两端封闭的所述空心轴管转动连接在微网网体中心，隔板上部的空心轴管连接旋转驱动机构和水源并与所述反冲洗喷头密封连接；隔板下部的空心轴管连接气源，并与喷气冲刷头密封连接，空心轴管下端转动、密封连接在所述曝气器组上。
2.根据权利要求1所述的连续更新动态膜的微网动态膜生物反应器，其特征在于所述具有波折状网面的扁圆柱形微网网体是由多层孔径为300～500目的不同孔径微网叠加并依骨架固定成形为由多个同心环状V形槽依次连接形成的网体；所述底网的孔径为50～100目，微网网体与底网之间的空间由多个网分隔孔板分隔成若干封闭网室，所述陶粒球是直径为4～10mm的圆形陶粒球并分置在所述各封闭网室内；所述反冲洗喷头是由水管及其下面连接的多个与各V形槽对应设置的液体喷头构成，所述液体喷头的形状与V形槽形状吻合，并分别插入各V形槽内，其贴靠V形槽槽面的两侧开有出水孔；所述喷气冲刷头是在其上侧对应所述底网设置若干出气孔的喷气管。
3.根据权利要求1或2所述的连续更新动态膜的微网动态膜生物反应器，其特征在于所述水源为清水区；所述气源取自曝气器气源或附设的空气泵，所述旋转驱动机构包括设置于收水堰上方的电机、减速机、上旋转活接头，电机通过减速机连接上旋转活接头的活动端，上旋转活接头活动端连接所述空心轴管并通过空心轴管带动反冲洗喷头与喷气冲刷头同步旋转；上旋转活接头的固定端通过水泵出水管连接高压水泵，高压水泵通过水泵进水管连接清水区，水泵出水管上设有调节阀；所述空心轴管下端通过设置于所述曝气器组上的下旋转活接头与曝气器组转动、密封连接。
4.根据权利要求1所述的连续更新动态膜的微网动态膜生物反应器，其特征在于所述容器外部设置至少两个回流选择器，各回流选择器的上部与好氧区的上部相连、底部与缺氧区的底部相连、中部设置所述原水进水管、顶端设置高于所述微网组件顶部且上口开放的释放管。
5.根据权利要求1或2所述的连续更新动态膜的微网动态膜生物反应器，其特征在于所述盛放在容器中的含微生物菌胶团的污、废水混合液含有按其重量百分比5‰～1％的粒径在100目～400目的一种或多种用于形成微网填充层的环境矿物材料。
6.根据权利要求5所述的连续更新动态膜的微网动态膜生物反应器，其特征在于所述环境矿物材料是硅藻土、沸石、海泡石、凹凸棒、蛭石及活性炭粉。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Owner name: YANG TAO Free format text: FORMER OWNER: TIANJIN TIANSHUI ENVIRONMENT PROTECTION DESIGN ENGINEERING CO., LTD. Effective date: 20150820 |
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Effective date of registration: 20150820 Address after: 300000 No. 1, gate 11, building 6, West Lane, Yunyang Road, Tianjin, Yunyang, Nankai District Patentee after: Yang Tao Address before: 300191, 2 floor, water Xuan building, 9 Liang Liang Road, Tianjin, Nankai District Patentee before: TIANJIN TIANSHUI ENVIRONMENTAL PROTECTION DESIGN & PROJECT Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20151118 Address after: The township road 100000 Beijing city Chaoyang District Cui Nan No. 2 (country Xincheng incubator No. 0166) Patentee after: Beijing century long Environmental Engineering Technology Co.,Ltd. Address before: 300000 No. 1, gate 11, building 6, West Lane, Yunyang Road, Tianjin, Yunyang, Nankai District Patentee before: Yang Tao |
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Address after: 100000, room 5, floor 7, building 4, 503 Wangjing Road, Beijing, Chaoyang District Patentee after: Beijing no environment engineering technology Co.,Ltd. Address before: The township road 100000 Beijing city Chaoyang District Cui Nan No. 2 (country Xincheng incubator No. 0166) Patentee before: Beijing century long Environmental Engineering Technology Co.,Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101229 |