CN111439849A - 一种板框浸没式动态膜生物反应器 - Google Patents

一种板框浸没式动态膜生物反应器 Download PDF

Info

Publication number
CN111439849A
CN111439849A CN202010425004.XA CN202010425004A CN111439849A CN 111439849 A CN111439849 A CN 111439849A CN 202010425004 A CN202010425004 A CN 202010425004A CN 111439849 A CN111439849 A CN 111439849A
Authority
CN
China
Prior art keywords
membrane
zone
aeration
reactor
dynamic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010425004.XA
Other languages
English (en)
Inventor
王晓昌
邢保山
曹思凡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Architecture and Technology
Original Assignee
Xian University of Architecture and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Architecture and Technology filed Critical Xian University of Architecture and Technology
Priority to CN202010425004.XA priority Critical patent/CN111439849A/zh
Publication of CN111439849A publication Critical patent/CN111439849A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2203/00Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2203/006Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage details of construction, e.g. specially adapted seals, modules, connections
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/14Maintenance of water treatment installations

Abstract

一种板框浸没式动态膜生物反应器,包括生物反应区、固液分离区和气体收集区;生物反应区包括中部柱状曝气区,中部柱状曝气区两侧设置环形曝气区,位于生物反应区顶部设置有进料口;位于中部柱状曝气区处设置有固液分离区,固液分离区包括膜基材,膜基材放置在双层垫片与膜框挡板之间,双层垫片紧贴膜支撑板块,膜框挡板由螺丝固定;反应器顶部设置有气体收集区。本发明通过设置三重曝气区,能够合理调控气循环强度;曝气区循环气体产生的剪切力以及侧挡板的作用可以有效控制动态膜厚度,降低膜层清洗频率;能够增加反应器内微生物的截留,提高系统微生物的处理效能。

Description

一种板框浸没式动态膜生物反应器
技术领域
本发明涉及有机废物生物处理资源化技术领域,特别涉及一种板框浸没式动态膜生物反应器。
背景技术
动态膜是利用预涂料或污泥混合液等在膜基材表面形成的一层次生膜。与传统的膜过滤技术相比,物理截留主要由膜基材上的次生膜完成,包含了复杂的理化及微生物作用。动态膜的形成对于动态膜生物反应器的有效运行至关重要,影响动态膜生物反应器的处理效果、污泥浓度和过滤阻力等。
动态膜厚度会受到污泥浓度及运行时间的影响,随着膜厚度的增加会出现膜通量下降和膜阻力增长的情况,进而影响固液分离效果。现有的技术通过离线和在线清洗的方法清理动态膜层,但是这些方法大多将动态膜层完全剥离,重新恢复处理效能需要动态膜重新附着,大大降低的系统连续运行效果及稳定性。如何长期维持动态膜的稳定性,既可以实现固液有效分离,又不增加动态膜厚度,维持动态膜滤饼层的动态平衡,是动态膜生物反应器在实际工程应用中实现稳定运行亟待解决的关键问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种板框浸没式动态膜生物反应器,通过设置三重曝气区,能够合理调控气循环强度;曝气区循环气体产生的剪切力以及侧挡板的作用可以有效控制动态膜厚度,降低膜层清洗频率;能够增加反应器内微生物的截留,提高系统微生物的处理效能。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种板框浸没式动态膜生物反应器,包括生物反应区1、固液分离区2和气体收集区3;
所述的生物反应区1包括中部柱状曝气区14,中部柱状曝气区14两侧设置环形曝气区15,位于生物反应区1顶部设置有进料口11;
位于中部柱状曝气区14处设置有固液分离区2,固液分离区2在中部柱状曝气区14柱状区域的中央,所述的固液分离区2包括膜基材21,膜基材21放置在双层垫片23与膜框挡板24之间,双层垫片23紧贴膜支撑板块22,膜框挡板24由螺丝26固定;
反应器顶部设置有气体收集区3。
所述的气体收集区3包括排气口31,排气口31位于反应器顶部,排气口31经止回阀32、水封瓶33与气袋34形成管路连接。
所述的中部柱状曝气区14包括微孔曝气器141,所述的环形曝气区15包括位于微孔曝气器141两侧的曝气碳纳米管151;所述的微孔曝气器141位于反应器底部中央,经气循环口12通过曝气管路与气泵16连接形成中部柱状曝气区14;所述的气泵16出口经三通管路连接两侧气循环口13与两侧曝气碳纳米管151,形成环形曝气区15。
所述的中部柱状曝气区14和环形曝气区15形成三重曝气循环区,产生的循环气体均匀混合反应器内的污泥,同时由循环气体剪切力和侧挡板25控制动态膜厚度。
所述的膜基材21两侧设置侧挡板25,膜基材21与侧挡板25之间的距离A为10-20mm,侧挡板25用于控制形成的动态膜的厚度在2-10mm,过厚的动态膜将形成较大出水膜压,污堵严重影响反洗,微孔曝气器141与反应器底部距离B为反应器有效高度的5-7%,侧挡板25中部矩形开口宽度C为反应器有效高度的7-12%;侧挡板25中部开口高度为反应器有效高度的37-39%。
所述的微孔曝气器141和两侧曝气碳纳米管151长度与池体宽度相同。
所述的气泵16曝气速度可调节,循环气速为3-10L/min,反应器污泥浓度大时需要调高曝气速度,避免沉积形成死区。
所述的膜基材21选用廉价疏松微网材料,如不锈钢网、无纺布或尼龙网;膜基材21孔径一般选用10-20μm用于高浓度有机废水处理领域,膜基材21孔径一般选用48-100μm用于有机固废处理领域。
所述的膜支撑板块22上设置有支撑层穿孔221,所述的膜支撑板块22与支撑层穿孔221构成出流液腔,所述的膜支撑板块22上方设置有膜支撑板块出水口27,膜支撑板块出水口27将透过液通过出水管由反应器出水口29经重力流或蠕动泵抽出,位于膜支撑板块22侧面设置有反应器排泥口28,反应器排泥口28用于直接排泥监测污泥的各项指标。
所述的侧挡板25中部矩形开口宽度20mm,矩形开口高度152mm;侧挡板25为两个对称布置的V形板。
本发明的有益效果:
通过设置三重曝气区,能够合理调控气循环强度;循环气体产生的剪切力以及侧挡板的作用能够控制动态膜厚度,降低反洗频率;能够增加反应器内微生物的量,进而提高系统微生物的转化效能。
附图说明
图1是本发明的反应器剖面图。
图2是反应器主视图
图3是膜框三维图。
图4是侧挡板主视图。
图5是侧挡板侧视图。
其中:生物反应区1、固液分离区2、气体收集区3、进料口11、气循环口12、两侧气循环口13、中部柱状曝气区14、环形曝气区15、气泵16、微孔曝气器141、两侧曝气碳纳米管151、膜基材21、膜支撑板块22、双层垫片23、膜框挡板24、侧挡板25、螺丝26、膜支撑板块出水口27、反应器排泥口28、反应器出水口29、支撑层穿孔221、气体收集区3、排气口31、止回阀32、水封瓶33和气袋34。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1~5所示,本发明所述的一种板框浸没式动态膜生物反应器,生物反应区1、固液分离区2和气体收集区3;所述的生物反应区1包括进料口11、气循环口12、两侧气循环口13、中部柱状曝气区14、环形曝气区15和气泵16;所述的中部柱状曝气区14包括微孔曝气器141;所述的环形曝气区15包括两侧曝气碳纳米管151;所述的固液分离区2包括膜基材21、膜支撑板块22、双层垫片23、膜框挡板24、侧挡板25、螺丝26、膜支撑板块出水口27、反应器排泥口28和反应器出水口29;所述的膜支撑板块22包括支撑层穿孔221;所述的气体收集区3位于反应器顶部,通过排气口31经止回阀32、水封瓶33与气袋34形成管路连接。
进一步,所述的微孔曝气器141位于反应器底部中央,经气循环口12通过曝气管路与气泵16连接形成中部柱状曝气区14;所述的气泵16出口经三通管路连接两侧气循环口13与两侧曝气碳纳米管151,形成环形曝气区15;
进一步,所述的中部柱状曝气区14和环形曝气区15形成三重曝气循环区,产生的循环气体均匀混合反应器内的污泥,同时由循环气体剪切力和侧挡板25控制动态膜厚度;
进一步,所述的膜基材21与侧挡板25之间的距离A为10-20mm,侧挡板25用来控制形成的动态膜的厚度在2-10mm,过厚的动态膜将形成较大出水膜压,污堵严重影响反洗,微孔曝气器141与反应器底部距离B为反应器有效高度的5-7%,挡板中部矩形开口宽度C为反应器有效高度的7-12%;挡板中部开口高度为反应器有效高度的37-39%;
进一步,所述的微孔曝气器141和两侧曝气碳纳米管151长度与池体宽度相同;气泵16曝气速度可调节,循环气速为3-10L/min,反应器污泥浓度大时需要调高曝气速度,避免沉积形成死区;
进一步,所述的膜基材21放置在双层垫片23与膜框挡板24之间,双层垫片23紧贴膜支撑板块22,膜框挡板24由螺丝26固定;
进一步,所述的膜基材21选用廉价疏松微网材料,如不锈钢网、无纺布或尼龙网;高浓度有机废水处理领域,膜基材21孔径一般选用10-20μm,有机固废处理领域膜基材21孔径一般选用48-100μm,以上为膜基材孔径的选择提供参考依据;
进一步,所述的膜支撑板块22与支撑层穿孔221构成出流液腔,将透过液由膜支撑板块出水口27通过出水管由反应器出水口29经重力流或蠕动泵抽出,反应器排泥口28可直接排泥监测污泥的各项指标。
如图2所示:A为膜基材21与侧挡板25之间的距离20mm,B为微孔曝气器141与反应器底部距离20mm。
如图4所示:C为侧挡板25中部矩形开口宽度20mm,D为矩形开口高度152mm;
如图5所示:侧挡板为两个对称布置的V形板。以有机固废厌氧生物处理为例,该反应器的工作原理为:
(1)有机废物首先进入板框浸没式动态膜反应器,在三重曝气的作用下,保证污泥混合液均匀,同时循环气体在动态膜组件表面产生错流速率,对膜基材21表面冲刷的同时侧挡板25也起到了一定控制动态膜厚度的作用,避免沉积过多的颗粒物质。
(2)污泥混合液在泵抽吸作用下经动态膜组件,一些颗粒物质在膜基材表明附着,逐步形成动态膜,经膜支撑板块出水口的透过液浊度降低趋于稳定,反应器内截留丰富的微生物及有机物,提高污泥的停留时间。
(3)步骤1中的循环气来自厌氧生物处理产生的生物气,一部分通过气体收集装置收集,另外一部分通过气泵16循环到反应器底部中央和两侧,引起错流速率,使得污泥混合液均匀且能持续冲刷动态膜表面。
步骤2中的动态膜组件,运行一段时间后,膜压力增加至设定值,需进行在线反洗进行动态膜的再恢复,维持反应器的运行。

Claims (10)

1.一种板框浸没式动态膜生物反应器,其特征在于,包括生物反应区(1)、固液分离区(2)和气体收集区(3);
所述的生物反应区(1)包括中部柱状曝气区(14),中部柱状曝气区(14)两侧设置环形曝气区(15),位于生物反应区(1)顶部设置有进料口(11);
位于中部柱状曝气区(14)处设置有固液分离区(2),所述的固液分离区(2)包括膜基材(21),膜基材(21)放置在双层垫片(23)与膜框挡板(24)之间,双层垫片(23)紧贴膜支撑板块(22),膜框挡板(24)由螺丝(26)固定;
反应器顶部设置有气体收集区(3)。
2.根据权利要求1所述的一种板框浸没式动态膜生物反应器,其特征在于,所述的气体收集区(3)包括排气口(31),排气口(31)位于反应器顶部,排气口(31)经止回阀(32)、水封瓶(33)与气袋(34)形成管路连接。
3.根据权利要求1所述的一种板框浸没式动态膜生物反应器,其特征在于,所述的中部柱状曝气区(14)包括微孔曝气器(141),所述的环形曝气区(15)包括位于微孔曝气器(141)两侧的两侧曝气碳纳米管(151);所述的微孔曝气器(141)位于反应器底部中央,经气循环口(12)通过曝气管路与气泵(16)连接形成中部柱状曝气区(14);所述的气泵(16)出口经三通管路连接两侧气循环口(13)与两侧曝气碳纳米管(151),形成环形曝气区(15)。
4.根据权利要求3所述的一种板框浸没式动态膜生物反应器,其特征在于,所述的膜基材(21)两侧设置侧挡板(25),膜基材(21)与侧挡板(25)之间的距离A为10-20mm,侧挡板(25)用于控制形成的动态膜的厚度在2-10mm,微孔曝气器(141)与反应器底部距离B为反应器有效高度的5-7%,侧挡板(25)中部开口宽度C为反应器有效高度的7-12%;侧挡板(25)中部开口高度为反应器有效高度的37-39%。
5.根据权利要求4所述的一种板框浸没式动态膜生物反应器,其特征在于,所述的侧挡板(25)中部矩形开口宽度20mm,矩形开口高度152mm;侧挡板(25)为两个对称布置的V形板。
6.根据权利要求3所述的一种板框浸没式动态膜生物反应器,其特征在于,所述的微孔曝气器(141)和两侧曝气碳纳米管(151)长度与池体宽度相同。
7.根据权利要求3所述的一种板框浸没式动态膜生物反应器,其特征在于,所述的气泵(16)曝气速度可调节,循环气速为3-10L/min。
8.根据权利要求1所述的一种板框浸没式动态膜生物反应器,其特征在于,所述的膜基材(21)选用廉价疏松微网材料,为不锈钢网、无纺布或尼龙网;膜基材(21)孔径一般选用10-20μm用于高浓度有机废水处理领域,膜基材(21)孔径一般选用48-100μm用于有机固废处理领域。
9.根据权利要求1所述的一种板框浸没式动态膜生物反应器,其特征在于,所述的膜支撑板块(22)上设置有支撑层穿孔(221),所述的膜支撑板块(22)与支撑层穿孔(221)构成出流液腔,所述的膜支撑板块(22)上方设置有膜支撑板块出水口(27),膜支撑板块出水口(27)将透过液通过出水管由反应器出水口(29)经重力流或蠕动泵抽出,位于膜支撑板块(22)侧面设置有反应器排泥口(28),反应器排泥口(28)用于直接排泥监测污泥的各项指标。
10.根据权利要求1所述的一种板框浸没式动态膜生物反应器,其特征在于,所述的中部柱状曝气区(14)和环形曝气区(15)形成三重曝气循环区,产生的循环气体均匀混合反应器内的污泥,同时由循环气体剪切力和侧挡板(25)控制动态膜厚度。
CN202010425004.XA 2020-05-19 2020-05-19 一种板框浸没式动态膜生物反应器 Pending CN111439849A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010425004.XA CN111439849A (zh) 2020-05-19 2020-05-19 一种板框浸没式动态膜生物反应器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010425004.XA CN111439849A (zh) 2020-05-19 2020-05-19 一种板框浸没式动态膜生物反应器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111439849A true CN111439849A (zh) 2020-07-24

Family

ID=71655197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010425004.XA Pending CN111439849A (zh) 2020-05-19 2020-05-19 一种板框浸没式动态膜生物反应器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111439849A (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050218074A1 (en) * 2004-04-06 2005-10-06 Pollock David C Method and apparatus providing improved throughput and operating life of submerged membranes
CN1872733A (zh) * 2006-06-15 2006-12-06 山东大学 内循环动态膜生物反应器
CN2848840Y (zh) * 2005-10-09 2006-12-20 山东大学 两段式动态膜生物反应器
CN2905773Y (zh) * 2006-05-22 2007-05-30 凯膜过滤技术(上海)有限公司 气升循环流膜生物反应器
CN101781059A (zh) * 2010-02-01 2010-07-21 河海大学 新型的厌氧膜生物反应器
CA2764160A1 (en) * 2009-06-02 2010-12-09 Siemens Industry, Inc. Membrane cleaning with pulsed gas slugs and global aeration
CN102218268A (zh) * 2011-05-10 2011-10-19 北京林业大学 复合频率超声在线控制流化床膜生物反应器膜污染的装置与方法
CN104445600A (zh) * 2014-11-28 2015-03-25 深圳中清环境科技有限公司 一种基于膜污染原位控制的膜生物反应器及其工艺
JP6154515B1 (ja) * 2016-01-18 2017-06-28 斗山重工業株式会社 粒状活性汚泥及び膜型バイオリアクタを用いた複合水処理システム及びその方法
CN107384753A (zh) * 2017-08-15 2017-11-24 西安建筑科技大学 一种高效厌氧发酵动态膜生物反应器
CN107570014A (zh) * 2017-10-19 2018-01-12 西安建筑科技大学 一种易拆卸高通量动态膜支撑结构及组件
CN110182943A (zh) * 2019-05-09 2019-08-30 北京林业大学 一种高效处理难降解废水厌氧动态膜反应器

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050218074A1 (en) * 2004-04-06 2005-10-06 Pollock David C Method and apparatus providing improved throughput and operating life of submerged membranes
CN2848840Y (zh) * 2005-10-09 2006-12-20 山东大学 两段式动态膜生物反应器
CN2905773Y (zh) * 2006-05-22 2007-05-30 凯膜过滤技术(上海)有限公司 气升循环流膜生物反应器
CN1872733A (zh) * 2006-06-15 2006-12-06 山东大学 内循环动态膜生物反应器
CA2764160A1 (en) * 2009-06-02 2010-12-09 Siemens Industry, Inc. Membrane cleaning with pulsed gas slugs and global aeration
CN101781059A (zh) * 2010-02-01 2010-07-21 河海大学 新型的厌氧膜生物反应器
CN102218268A (zh) * 2011-05-10 2011-10-19 北京林业大学 复合频率超声在线控制流化床膜生物反应器膜污染的装置与方法
CN104445600A (zh) * 2014-11-28 2015-03-25 深圳中清环境科技有限公司 一种基于膜污染原位控制的膜生物反应器及其工艺
JP6154515B1 (ja) * 2016-01-18 2017-06-28 斗山重工業株式会社 粒状活性汚泥及び膜型バイオリアクタを用いた複合水処理システム及びその方法
CN107384753A (zh) * 2017-08-15 2017-11-24 西安建筑科技大学 一种高效厌氧发酵动态膜生物反应器
CN107570014A (zh) * 2017-10-19 2018-01-12 西安建筑科技大学 一种易拆卸高通量动态膜支撑结构及组件
CN110182943A (zh) * 2019-05-09 2019-08-30 北京林业大学 一种高效处理难降解废水厌氧动态膜反应器

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DING, A等: "Impact of aeration shear stress on permeate flux and fouling layer properties in a low pressure membrane bioreactor for the treatment of grey water", 《JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE》 *
刘强等: "复合式膜生物反应器的膜污染控制机理", 《环境科学与技术》 *
张传义等: "《序批示膜生物反应器脱氮除磷工艺》", 30 November 2014, 中国矿业大学出版社 *
李静等: "双模式微孔曝气对MBR膜污染的控制", 《环境工程》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103466876B (zh) 外置式双级膜生物反应器
WO2013063853A1 (zh) 双向供氧水平流生物膜污水处理方法及其设备
CN101333038B (zh) 厌氧动态膜生物污水处理工艺
CN102627350A (zh) 一种适用于印染废水处理的无纺布动态膜生物反应器
CN201932988U (zh) 厌氧/好氧接触氧化膜生物反应器
CN102874980B (zh) 一种利用颗粒污泥与动态膜结合处理废水的方法
CN110182943A (zh) 一种高效处理难降解废水厌氧动态膜反应器
CN110078333A (zh) 一种电极耦合平板膜的厌氧电化学污泥处理装置
CN111439849A (zh) 一种板框浸没式动态膜生物反应器
CN108793399A (zh) 外置浸没式电催化厌氧膜生物反应装置
CN210945262U (zh) 一种化妆品生产废水处理系统
CN109516647B (zh) 一种利用厌氧自生动态膜高效处理废水的工艺及装置
CN203402993U (zh) 外置式双级膜生物反应器
CN205045882U (zh) 一种mbr平板膜处理系统
CN201367385Y (zh) 一种膜生物反应器污水处理装置
AU2017372226A1 (en) Horizontal-flow sand filtration pool and water treatment process thereof
CN100545096C (zh) 用于污水处理mbr工艺的大通量低压膜组件
CN217677205U (zh) 一种洗衣废水处理用回用设备
CN211847599U (zh) 一种可移动式陆用工业污水处理机
CN214781005U (zh) 一种卡槽抽拉式厌氧重力流动态膜膜生物反应装置
CN214115269U (zh) 一种反硝化深床滤池装置
CN214880520U (zh) 一种接触氧化污水处理设备
CN216005342U (zh) 一种新型反硝化反应池
CN209872503U (zh) 一种适用于粪便污水处理的膜生物反应器装置
CN207031183U (zh) 一种处理高浓度有机废水的厌氧膜生物反应器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination