CN111410298A - 一种立体曝气的生物膜反应器 - Google Patents
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Abstract
一种立体曝气的生物膜反应器，采用柔性纤维束生物膜，曝气装置与填料载具结合，曝气软管为纤维束悬挂载体，曝气软管下端与进气管相连，整个生物膜填料层均为曝气区。具有曝气效率高，处理成本低的特点。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体而言涉及一种生物膜污水处理工艺和设备。
背景技术
随着经济的快速发展，城市基设設施发展跟不上人口的増加，大量的生活污水未经处理直接排入附近水体。许多城镇河流接纳大量污水，远远超过其自净能力，严重的有机污染导致水中溶解氧快速消耗，河流由于厌氧呈現照状态，严重影响了城信镇居民的生产、生活和区域水环境质量，甚至阻碍城市的发展。发照行之有效的治理技术，以控制染必、修复受破坏的河流生态系统，已经成为一种迫切的需要。
近年来，生物膜技术是被广泛研究和采用的一种治理水体污染的技术。由于生物膜技术可在单位空间上固定富集大量具有降解功能的微生物，比较有污水中有机物、氨氮等可生物降解污染物的去除，已成为采用较多且有效的污染水体生物治理技术之一。但是，生物膜工艺为固定生物层，向生物膜内部充氧条件先天不足，曝气充氧始终面临诸多制约。生物膜法曝气方式普遍是鼓风微孔曝气，这种方式有几点不足之处：
避免传统曝气的曝气不均匀：碟式、 管式曝气装置都是在池底分散布置的， 其直接曝气区域极为有限，仅在5%左右，其它区域氧的供应则依靠气体或水体流动形成的扩散来完成，这种曝气方式在分布上是不均匀的，也就难以保证微生物体对氧气的均匀需求。
充氧效率不高：传统曝气方式是局部曝气，曝气相对集中，局部强度过大，会导致垂直水波，以非常高的速度传播气泡，加之气泡粒径较大，气泡上升速度相对较大与水接触时间不足，充氧系数不大。
氧的直接利用有限：采用池底曝气时因为池底面积有限，而曝气量需要颇大，故曝气装置孔径较大，导致产生的气泡偏大，而氧气在水中溶解跟气泡直径呈反相关。
针对以上难点，我们提出一种立体曝气的生物膜反应器，应对水污染控制的需求在不断增长，满足各种废水需要有效而经济的处理，提供更有效的废水处理设施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种立体曝气的生物膜反应器，以解决上述背景技术中提出的问题。
每个反应池长8-10m,宽3m，高5m，每个反应池容纳若干个生物膜填料框架单元，二个反应池并列构成一个反应器。生物膜填料层框架结构高约4m，每个框架内置挂架，悬挂、充填纤维束膜。纤维束膜采用柔性纤维束生物膜，曝气软管为纤维束充当悬挂生物束的挂架及载体，曝气软管下端与空气进气管相连。
曝气装置与填料载具结合是本发明的特点，我们采用的是微孔软管曝气并兼作纤维束膜的挂架。
曝气软管兼作柔性填料的挂架，竖直排列充满整个填料区，间隔只有 20~30cm，每米软管上开有数千个气孔孔径为10～30 μm微气孔，曝气时能产生均匀的细小气泡。由于曝气软管沿填料区立体布置，这样在整个填料区成为曝气区，可以进行大表面面积的细小气泡曝气作业，保证区域内水体得到有效曝气。
曝气软管为橡胶制得，上端悬吊于生物膜框架的吊架，下端通过活结头与进气管连接，进气管在池底平行敷设并与主曝气管连接，确保曝气区域与生物膜填料层在同一空间。
所述填料为柔性纤维束，具有比表面积大吸附能力强的优点，采用悬挂的方式安装，纤维束均匀分布在曝气软管上，曝气软管固定在生物膜框架中，而整个生物膜框架位于支承之上。
所述进水管道的出水口位于生物膜反应器进水堰中，所述出水管道的进水口出水槽中，所述进水管道上设有进水泵，所述出水管道上从左到右顺次设有压力计以及出水泵。
有益效果：
曝气均匀：曝气装置分散在反应器内部布置的，其直接曝气区域极为宽广，在80%左右或稍高，其它区域氧的供应则依靠气体或水体流动形成的扩散来完成，这种曝气方式在分布上均匀的，较好保证微生物体对氧气的需求。
充氧效率高：曝气相对分散，曝气口在纤维束膜的下方，以非常高的速度传播气泡，布满生物膜的纤维束切割气泡，加速氧气向生物膜的迁移。
加速氧的直接利用：采用曝气软管曝气时产生的气泡极其细小，气泡直径仅为 10～30 μm， 这些气泡绝大多数直接附着在活性污泥上，实现了泥、水之间良好有效的微混合，加速了微生物体对气泡中氧气的直接利用。
深度、有效去除生活污水中的COD、SS的同时，对TP和TN有良好的去除效果。
附图说明
图1为本发明装置的平面结构示意图；图2为本发明装置的侧面结构示意图，图3为本发明装置的俯视图，图4为曝气软管结构图。
图中:1反应器、2纤维束生物膜、3曝气软管、4进水管、5主曝气管、6吊架、7生物膜框架、8反应器水位、9出水槽、10出水管、11支承、12支架、13活结头、14隔离墙、15曝气孔、16进气管。
具体实施方式
下面将参照本发明装置附图，结合污水处理流程对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本发明提供了如图1-4所示的一种立体曝气的生物膜反应器：
（1）进水：待处理污水由进水泵经进水管4连续注入反应器1，保持水位8恒定，整个纤维束膜2均匀悬挂在生物膜框架7内的吊架6之上，生物膜框架通过下方支架12安放在反应器底部的支承11之上，生物膜充满反应器80%以上空间，淹没于处理水中如图2；
（2）反应：鼓风曝气，空气通过主曝气管5，进气管16经安装在曝气软管3上的曝气孔15进入水体，并溶入水体，为生化反应提供氧气，如图3；
（3）出水：通过出水槽9和出水管10，处理水连续排出，如图3，水力停留时间6h。
Claims (5)
1.一种立体曝气的生物膜反应器，其特征在于：该生物膜反应器的处理单元为生物膜框架，填料为柔性纤维束生物膜，曝气软管曝气，曝气软管悬挂在框架上，曝气软管下端与进气管通过活结头相连接，曝气软管兼作柔性填料的挂架，充满整个填料区，间隔20~30cm，每米曝气软管上开有数千个孔径为10～30 μm微气孔，曝气时能产生均匀的细小气泡，纤维束均匀分布在曝气软管上，整个生物膜框架位于支承之上；其运行工序如下：
（1）进水：待处理污水由进水泵经进水管连续注入反应器，保持水位恒定，整个纤维束膜充满反应器，淹没于处理水中如图2；
（2）反应：鼓风曝气，空气通过主曝气管，进气管经安装在曝气软管上的曝气孔进入水体，并溶入水体，为生化反应提供氧气；
（3）出水：通过出水堰，处理水连续排出，水力停留时间6h。
2.根据权利要求1所述的一种立体曝气的生物膜生化处理器，其特征在于：所述反应器基本单元为生物膜框架，曝气软管挂架位于框架之内。
3.根据权利要求1所述的一种立体曝气的生物膜生化处理器，其特征在于：所述填料层兼作曝气区。
4.根据权利要求1所述的一种立体曝气的生物膜生化处理器，其特征在于：在池底的进气管平行敷设。
5.根据权利要求1所述的一种立体曝气的生物膜生化处理器，其特征在于，支承位于反应器底部。
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