CN111732194A - 一种膜生物反应装置和污水生物处理系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开的膜生物反应装置，与现有技术相比，包括：反应器主体；设于反应器主体上的反应进水口和反应出水口；反应进水口与原水箱连通；设于反应器主体内，盛装有好氧活性污泥的内腔结构；设于内腔结构内侧下部的第一曝气机构；设于内腔结构内侧的第二曝气机构；阳极结构体；阴极结构体；设于阴极结构体表面外层的好氧菌层；设于阴极结构体表面内层的厌氧菌层；设于第二曝气机构、阴极结构体之间的膜体组件，膜体组件上设有与反应器主体的出水口相通的接口。本发明涉及的技术方案，相较于现有技术而言，其能够同步实现污水硝化反硝化，提高总氮去除效率，本申请还涉及一种污水生物处理系统，同样具有上述有益效果。

Description

一种膜生物反应装置和污水生物处理系统
技术领域
本申请涉及生物污水处理技术领域，更具体地说，尤其涉及一种膜生物反应装置，本申请还涉及一种污水生物处理系统。
背景技术
污水中内分泌干扰物的去除工艺包括物理法，如活性炭吸附、膜截留等；化学高级氧化法和生物降解法等，物理方法和化学高级氧化法虽然具有一定的去除率，但是成本较高、占地面积大、运行复杂，同时可能伴有有毒有害的副产物产生，在传统污水处理厂中的应用并不是很普遍，所以，生物降解工艺是将EDCs从污水中去除的相对最为安全彻底的方式，生物降解工艺包括传统活性污泥法，序批式反应器(SBR)，厌氧/缺氧/好氧工艺(A2/O)，生物滤池等，作为一种新型高效的污水处理技术，膜生物反应器(MBR)日益受到各国研究者的关注。
与传统生物处理技术相比，MBR工艺具有出水水质好、活性污泥浓度高和剩余活性污泥产量低等优点，目前MBR已在城市污水和部分特殊废水的处理与回用方面逐渐成为一种更具吸引力和竞争力的选择。然而在现有技术中，MBR还存在着去氮效率低下的缺陷。
因此，如何提供一种膜生物反应装置，其能够同步实现污水硝化反硝化，提高总氮去除效率，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供一种膜生物反应装置，其能够同步实现污水硝化反硝化，提高总氮去除效率。
本申请提供的技术方案如下：
本申请提供一种膜生物反应装置，包括：反应器主体；设于所述反应器主体上的反应进水口和反应出水口；所述反应进水口与原水箱连通；设于所述反应器主体内，盛装有好氧活性污泥的内腔结构；设于所述内腔结构内侧下部的第一曝气机构；设于所述内腔结构内侧，且位于所述第一曝气机构上方的第二曝气机构；设于所述第一曝气机构、所述第二曝气机构之间的阳极结构体；附着于所述阳极结构体表面的厌氧菌层和产电菌层；设于所述反应器主体液位之下的阴极结构体；设于所述阴极结构体表面外层的好氧菌层；设于所述阴极结构体表面内层的厌氧菌层；设于所述第二曝气机构、所述阴极结构体之间的膜体组件，所述膜体组件上设有与反应器主体的出水口相通的接口。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，膜生物反应装置还包括：与所述第一曝气机构、第二曝气机构连接的液位自控系统。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，膜生物反应装置还包括：与所述反应器主体连接的负载设备，所述负载设备通过导线与所述阳极结构体、所述阴极结构体连接。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述膜体组件具体为MBR中空纤维膜。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述反应器主体的壳体内层设有防腐层。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述第一曝气机构具体为间歇式曝气机构，所述第二曝气机构具体为连续式曝气机构。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述反应器主体的壳体内层设有隔热层。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，还包括：设于所述反应进水口处的进水增压喷口结构。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述进水增压喷口结构与水平面的倾斜角度为20～60°。
本申请还涉及一种污水生物处理系统，包括：如上所述的膜生物反应装置膜生物反应装置，同样具有上述有益效果。
本发明提供的一种膜生物反应装置，与现有技术相比，包括：反应器主体；设于所述反应器主体上的反应进水口和反应出水口；所述反应进水口与原水箱连通；设于所述反应器主体内，盛装有好氧活性污泥的内腔结构；设于所述内腔结构内侧下部的第一曝气机构；设于所述内腔结构内侧，且位于所述第一曝气机构上方的第二曝气机构；设于所述第一曝气机构、所述第二曝气机构之间的阳极结构体；附着于所述阳极结构体表面的厌氧菌层和产电菌层；设于所述反应器主体液位之下的阴极结构体；设于所述阴极结构体表面外层的好氧菌层；设于所述阴极结构体表面内层的厌氧菌层；设于所述第二曝气机构、所述阴极结构体之间的膜体组件，所述膜体组件上设有与反应器主体的出水口相通的接口，其中，第一曝气机构、第二曝气机构、阳极结构体、阴极结构体以及功能菌层设置，可实现污水硝化反硝化，提高总氮去除效率，在降解污泥的同时进行微生物产电，相较于现有技术而言，其能够同步实现污水硝化和反硝化，提高总氮去除效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的膜生物反应装置的结构示意图；
图2为本发明实施例涉及的膜体组件的示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
请如图1至图2所示，本申请实施例提供的膜生物反应装置，包括：反应器主体1；设于所述反应器主体1上的反应进水口2和反应出水口3；所述反应进水口2与原水箱4连通；设于所述反应器主体1内，盛装有好氧活性污泥的内腔结构；设于所述内腔结构内侧下部的第一曝气机构5；设于所述内腔结构内侧，且位于所述第一曝气机构5上方的第二曝气机构6；设于所述第一曝气机构5、所述第二曝气机构6之间的阳极结构体7；附着于所述阳极结构体7表面的厌氧菌层和产电菌层；设于所述反应器主体1液位之下的阴极结构体8；设于所述阴极结构体8表面外层的好氧菌层；设于所述阴极结构体8表面内层的厌氧菌层；设于所述第二曝气机构6、所述阴极结构体8之间的膜体组件10，所述膜体组件10上设有与反应器主体1的出水口相通的接口。
本发明实施例提供一种膜生物反应装置，具体包括：反应器主体1；设于所述反应器主体1上的反应进水口2和反应出水口3；所述反应进水口2与原水箱4连通；设于所述反应器主体1内，盛装有好氧活性污泥的内腔结构；设于所述内腔结构内侧下部的第一曝气机构5；设于所述内腔结构内侧，且位于所述第一曝气机构5上方的第二曝气机构6；设于所述第一曝气机构5、所述第二曝气机构6之间的阳极结构体7；附着于所述阳极结构体7表面的厌氧菌层和产电菌层；设于所述反应器主体1液位之下的阴极结构体8；设于所述阴极结构体8表面外层的好氧菌层；设于所述阴极结构体8表面内层的厌氧菌层；设于所述第二曝气机构6、所述阴极结构体8之间的膜体组件10，所述膜体组件10上设有与反应器主体1的出水口相通的接口，其中，第一曝气机构5、第二曝气机构6、阳极结构体7、阴极结构体8以及功能菌层设置，可实现污水硝化反硝化，提高总氮去除效率，在降解污泥的同时进行微生物产电，相较于现有技术而言，其能够同步实现污水硝化和反硝化，提高总氮去除效率。
具体地，在本发明实施例中，膜生物反应装置还包括：与所述第一曝气机构5、第二曝气机构6连接的液位自控系统。更为具体地，反应进水口2设置在膜体组件10与第二曝气机构6之间，且反应进水口2远离反应出水口3，反应出水口3与膜体组件10的出水口相通，如此可尽量避免反应器主体1内进水对阳极材料表面附着的污泥造成扰动、发生短流的问题。
具体地，在本发明实施例中，膜生物反应装置还包括：与所述反应器主体1连接的负载设备11，所述负载设备11通过导线与所述阳极结构体7、所述阴极结构体8连接。更为具体地，外接负载设备11可变电阻结构，阳极结构体7和阴极结构体8形成内电场环境，输出电压，膜体组件10处于内电场中，膜表面的污染物绝大部分带负电性，污染物在电场中受到电场力的作用脱离膜表面。
具体地，在本发明实施例中，所述膜体组件10具体为MBR中空纤维膜。
具体地，在本发明实施例中，所述反应器主体1的壳体内层设有防腐层9。
具体地，在本发明实施例中，所述第一曝气机构5具体为间歇式曝气机构，所述第二曝气机构6具体为连续式曝气机构。
其中，本发明实施例涉及的方案，还涉及阳极结构体7表面正颤蚓群，正颤蚓群种对沉积在阳极结构体7表面的污泥进行捕食，实现污泥减量，有效降低污泥中微生物胞外聚合物，提高污泥的沉降性能和过滤性能，减缓膜污染，阳极结构体7表面附着的厌氧菌能够进行反硝化反应，将NO3-还原处理，实现总氮的去除，阴极结构体8表面附着的内层厌氧菌(自养反硝化菌)能够利用阳极结构体7传过来的电子将NO3-还原为N2，实现电能的回收，促进总氮的去除。此外，正颤蚓群种运动能够在阳极结构体7表面实现扰动作用，增强电子和质子的传质，提高产电性能。
更为具体地，膜生物反应器主体1内盛装的好氧活性污泥浓度为11500～12500mg/L。阳极结构体7与第一曝气机构5、第二曝气机构6之间的距离为22～24mm，阴极结构体8位于反应器主体1的污水液位之下，与膜体组件10顶部之间的距离为22～24mm。
更为具体地，还包括：与所述第一曝气机构5、所述第二曝气机构6连接的曝气泵流量计量机构。
具体地，在本发明实施例中，所述反应器主体1的壳体内层设有隔热层。
具体地，在本发明实施例中，还包括：设于所述反应进水口2处的进水增压喷口结构。
具体地，在本发明实施例中，所述进水增压喷口结构与水平面的倾斜角度为20～60°。
更为具体地，反应进水口2与原水箱4连通具体为，反应进水口2与原水箱4通过进水管道12连通，进水管道12通入反应器主体1内部分的管壁处设有通水口13。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种膜生物反应装置，其特征在于，包括：
反应器主体；
设于所述反应器主体上的反应进水口和反应出水口；所述反应进水口与原水箱连通；
设于所述反应器主体内，盛装有好氧活性污泥的内腔结构；
设于所述内腔结构内侧下部的第一曝气机构；
设于所述内腔结构内侧，且位于所述第一曝气机构上方的第二曝气机构；
设于所述第一曝气机构、所述第二曝气机构之间的阳极结构体；
附着于所述阳极结构体表面的厌氧菌层和产电菌层；
设于所述反应器主体液位之下的阴极结构体；
设于所述阴极结构体表面外层的好氧菌层；
设于所述阴极结构体表面内层的厌氧菌层；
设于所述第二曝气机构、所述阴极结构体之间的膜体组件，所述膜体组件上设有与反应器主体的出水口相通的接口。
2.根据权利要求1所述的膜生物反应装置，其特征在于，膜生物反应装置还包括：与所述第一曝气机构、第二曝气机构连接的液位自控系统。
3.根据权利要求1所述的膜生物反应装置，其特征在于，膜生物反应装置还包括：与所述反应器主体连接的负载设备，所述负载设备通过导线与所述阳极结构体、所述阴极结构体连接。
4.根据权利要求1所述的膜生物反应装置，其特征在于，所述膜体组件具体为MBR中空纤维膜。
5.根据权利要求1所述的膜生物反应装置，其特征在于，所述反应器主体的壳体内层设有防腐层。
6.根据权利要求5所述的膜生物反应装置，其特征在于，所述第一曝气机构具体为间歇式曝气机构，所述第二曝气机构具体为连续式曝气机构。
7.根据权利要求6所述的膜生物反应装置，其特征在于，所述反应器主体的壳体内层设有隔热层。
8.根据权利要求1所述的膜生物反应装置，其特征在于，还包括：设于所述反应进水口处的进水增压喷口结构。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的膜生物反应装置，其特征在于，所述进水增压喷口结构与水平面的倾斜角度为20～60°。
10.一种污水生物处理系统，其特征在于，包括：权利要求1至9任意一项所述的膜生物反应装置。
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