CN106957110A - 一种新型膜泡式充氧生物膜反应组件 - Google Patents

一种新型膜泡式充氧生物膜反应组件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型膜泡式充氧生物膜反应组件，它包括帘式中空纤维膜组、固定填料、进气管、出气管、固定杆；所述的帘式中空纤维膜组与固定填料间呈帘式间隔组合或非间隔组合布置，所述的帘式中空纤维膜组至少为1组，所述的固定填料至少为2组；所述的固定填料至少为组合填料、弹性填料中的一种；所述的帘式中空纤维膜组连接于平行的进气管和出气管；所述的固定填料两端分别固定在平行的进气管和出气管上；所述的固定杆连接于平行的进气管和出气管，固定杆至少为1根。该生物膜反应组件能显著提高单位容积的微生物总量和供氧利用率，同时大幅提高水体净化效果和降低吨水处理成本。

Description

一种新型膜泡式充氧生物膜反应组件
技术领域
本发明属于水净化处理技术，如生态水体治理、污水治理、废水治理技术领域等，具体涉及一种新型膜泡式充氧生物膜反应组件。
背景技术
生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在装置内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上高浓度的微生物生物膜(好氧微生物、缺氧微生物、厌氧微生物)、水中氧气以及部分硝态氮、总磷等，通过生物氧化还原作用，将废水中的污染物氧化分解，达到净化目的。传统的膜泡式充氧反应组件置于污染水体中，反应组件由中空纤维膜填料组成，中空纤维膜填料不仅向生物膜供氧，同时又是附着生物膜的载体，由进水管段连续通入空气，空气进入透中空纤维膜的内腔，在一定的压力下空气中的氧气透过中空纤维膜的微孔、膜壁，部分剩余的空气由出气管排出；透过的氧进入透氧中空纤维膜膜外壁的生物膜，靠近透氧中空纤维膜膜外壁的生物层由于能到得到充足的氧气，所以会形成好氧区，该好氧区能够进行去除含碳有机物和氨氮的反应，远离透氧中空纤维膜膜外壁的生物层，会形成缺氧区，该缺氧区能够进行去除硝酸盐及亚硝酸盐氮的反应，从而使废水得到净化；其显著特点是无泡或微小气泡供氧，即将供氧压强控制在泡点(曝气时纤维膜壁上产生气泡的最低气体压强)以下，供氧过程中仅有部分微小气泡气泡溢出水面，可以提高曝气效率。
但是传统的膜泡式充氧反应组件存在以下问题：(1)中空纤维膜填料部件价格通常较高且布置简单重复，部件填充密度不高，单位容积的微生物受限，导致装置的处理效率偏低，限制了其大面积推广；(2)由于中空纤维膜表面的生物膜在不断的生长、代谢中，生物膜处于不断增厚、脱落的交替过程，各处的微孔受压力、阻力不同，无泡式基本很难实现，部分膜孔的出口会形成微小气泡向水中充氧并溢出，中空纤维膜以外的微生物量又不足，溶解氧得不到充分的利用。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种新型膜泡式充氧生物膜反应组件，能显著提高单位容积的微生物总量和供氧利用率，同时大幅提高水体净化效果和降低吨水处理成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新型膜泡式充氧生物膜反应组件，其特点是：它包括帘式中空纤维膜组、固定填料、进气管、出气管、固定杆；所述的帘式中空纤维膜组与固定填料间呈帘式间隔组合或非间隔组合布置，所述的帘式中空纤维膜组至少为1组，所述的固定填料至少为2组；所述的固定填料至少为组合填料、弹性填料中的一种；所述的帘式中空纤维膜组连接于平行的进气管和出气管；所述的固定填料两端分别固定在平行的进气管和出气管上；所述的固定杆连接于平行的进气管和出气管，固定杆至少为1根。
所述的帘式中空纤维膜组的宽度为0.05～10.0米，高度为0.1～10.0米，膜组件内的中空纤维可以是单层排列或多层帘式排列。
所述的帘式中空纤维膜组与固定填料的间距为0.1～3.0m，所述的固定填料的间距为0.1～1.0m。
所述的新型膜泡式充氧生物膜反应组件长为1m～100m，且可多组并联或串联在水环境治理领域使用；所述并联的新型膜泡式充氧生物膜反应组件的间距为0.1m～30m。
本发明新型膜泡式充氧生物膜反应组件的有益效果是将膜泡式充氧反应的中空纤维膜组件与生物氧化还原的固定填料有机结合，充分利用膜泡式充氧反应组件优点(充氧膜及氧利用率高)和固定填料的高浓度生物膜量二者优点，显著提高单位容积的微生物总量和供氧利用率，同时大幅提高水体净化效果和降低吨水处理成本，优势明显,具有极大的推广应用价值。
附图说明
图1是新型膜泡式充氧生物膜反应组件结构示意图：
1、进气管，2、出气管，3、帘式中空纤维膜组，4、中空纤维膜膜丝，5、固定填料，6、固定杆。
具体实施方式
本发明具体实施方式结合附图1，进行详细的描述。
从图1可以看出，新型膜泡式充氧生物膜反应组件包括帘式中空纤维膜组3、固定填料5、进气管1、出气管2、固定杆6；所述的帘式中空纤维膜组3与固定填料5间呈帘式间隔组合或非间隔组合布置，所述的帘式中空纤维膜组3至少为1组，所述的固定填料5至少为2组；所述的固定填料5至少为组合填料、弹性填料中的一种；所述的帘式中空纤维膜组3连接于平行的进气管1和出气管2；所述的固定填料5两端分别固定在平行的进气管1和出气管2上；所述的固定杆6连接于平行的进气管1和出气管2，固定杆至少为1根。
所述的帘式中空纤维膜组3的宽度为0.05～10.0米，高度为0.1～10.0米，膜组3内的中空纤维膜膜丝4可以是单层排列或多层帘式排列。所述的帘式中空纤维膜组3与固定填料5间距为0.1～3.0m，所述的固定填料间距为0.1～1.0m。所述的新型膜泡式充氧生物膜反应组件长为1m～100m，且可多组并联或串联在水环境治理领域使用；所述并联的新型膜泡式充氧生物膜反应组件的间距为0.1m～30m。
将多组并联或串联的新型膜泡式充氧生物膜反应组件没入污染水体(生态水、污水、废水)中，空气通过进气管1、中空纤维膜膜丝4内腔，在一定空气压力下，氧气透过中空纤维膜膜丝4的膜壁，剩余空气由出气管2排出；中空纤维膜膜丝4外壁生长有生物膜，由于氧梯度的变化，不同厚度的生物膜会形成好氧、缺氧、厌氧区，好氧区的微生物完成有机物的去除和氨氮的硝化过程，缺氧区的微生物完成反硝化等过程，厌氧区的微生物完成水解酸化等过程；此外，由中空纤维膜膜丝4外壁释放且未被利用的众多细小微气泡，此外固定填料5表面也生长有大量的固定生物膜，其可大量提高单位水体容积内的微生物总量和氧利用率，进一步增强系统的水体净化效率，降低吨水处理投资成本。
本发明提供了一种新型膜泡式充氧生物膜反应组件，其将膜泡式充氧反应的中空纤维膜组3与生物氧化还原的固定填料5有机结合，充分利用膜泡式充氧反应组优点(充氧膜及氧利用率高)和固定填料的高浓度生物膜量二者优点，则能显著提高单位容积的微生物总量和供氧利用率，同时大幅提高水体净化效果和降低吨水处理成本，优势明显，具有极大的推广应用价值。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应覆盖在本发明的而保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型膜泡式充氧生物膜反应组件，它包括帘式中空纤维膜组、固定填料、进气管、出气管，其特征在于：所述的帘式中空纤维膜组与固定填料间呈帘式间隔组合或非间隔组合布置，所述的帘式中空纤维膜组至少为1组，所述的固定填料至少为2组；所述的固定填料至少为组合填料、弹性填料中的一种；所述的帘式中空纤维膜组连接于平行的进气管和出气管；所述的固定填料两端分别固定在平行的进气管和出气管上；所述的固定杆连接于平行的进气管和出气管，固定杆至少为1根。
2.根据权利要求1所述的新型膜泡式充氧生物膜反应组件，其特征在于：所述的帘式中空纤维膜组件的宽度为0.05～10.0米，高度为0.1～10.0米，膜组件内的中空纤维可以是单层排列或多层帘式排列。
3.根据权利要求1所述的新型膜泡式充氧生物膜反应组件，其特征在于：所述的帘式中空纤维膜组件与固定填料的间距为0.1～3.0m，所述的固定填料的间距为0.1～1.0m。
4.根据权利要求1所述的新型膜泡式充氧生物膜反应组件，其特征在于：所述的新型膜泡式充氧生物膜反应组件长为1m～100m，且可多组并联或串联在水环境治理领域使用；所述并联的新型膜泡式充氧生物膜反应组件的间距为0.1m～30m。
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