CN201296703Y - 膜生物反应器 - Google Patents

Abstract

一种膜生物反应器，包括氧化沟、产水池，还包括输水泵以及管式膜，所述氧化沟、输水泵、管式膜，以及产水池顺次相连接，另外，管式膜的污泥浓缩液排出端连接到氧化沟。且所述氧化沟为双层。本实用新型的优点在于：同时具有较好的好氧、缺氧和厌氧生化处理效果，对难降解、高浓度高氨氮的废水处理效果好，并且处理成本低。

Description

膜生物反应器

【技术领域】

本实用新型是关于一种用于处理难降解工业废水(如垃圾渗滤液、造纸废水等)的污水处理装置，特别是一种膜生物反应器，属于环保工业污水处理领域。

【背景技术】

膜生物反应器(Membrane Bioreactor，MBR)是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺，它用膜组件代替传统活性污泥法(CAS)中的二沉池，大大提高了系统固液分离的能力，从而使系统出水水质和容积负荷都得到大幅度提高。与传统的污水处理生物处理技术相比，MBR具有以下主要特点：

1、出水水质好。由于膜的高效截留，出水中悬浮固体的浓度基本为零；对游离菌体和一些难降解的大分子颗粒状物质截留作用，生物反应器内生物相丰富，如，世代时间较长的硝化菌得以富集，原生动物和后生动物也能生长；膜出水不受生物反应器中污泥膨胀等因素的影响。因此，MBR的出水质量高，可满足回用水水质的要求。

2、剩余污泥量少。对于传统的活性污泥法，过长的污泥龄将会导致出水中悬浮固体的增加。而MBR中由于膜的截留作用，长污泥龄运行并不影响出水水质。剩余污泥量的减少，可以降低污泥处理费用，简化污水处理工艺操作，特别是对于小型污水处理厂和分散的污水处理设施，其优越性更为突出。

3、设备紧凑，占地少；由于生物反应器内污泥浓度高，容积负荷可大大提高，而且用膜组件代替了二沉池和过滤设备，因此，与常规生物处理工艺相比，膜生物反应器的占地面积可大为减少。

传统的膜生物反应器采用好氧活性污泥反应器或厌氧污泥反应器，需要相应的曝气装置，对高浓度高氨氮废水的处理效果不够理想。膜组件一般采用中空纤维膜组件或平板膜组件形式，膜系统的抗污染性不好、通量低。膜生物反应器对污水中氨氮的处理效果不理想，处理高氨氮和高浓度的有机废水时出水水质较差。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种同时具有好氧、缺氧和厌氧生化处理效果，对难降解、高浓度高氨氮的废水处理效果好的膜生物反应器。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种膜生物反应器，包括氧化沟、产水池，还包括输水泵以及管式膜，所述氧化沟、输水泵、管式膜，以及产水池顺次相连接，另外，管式膜的污泥浓缩液排出端连接到氧化沟。

该实用新型可进一步具体为：

所述氧化沟为双层。

所述氧化沟包括一多功能表面曝气机，所述多功能表面曝气机包括电动机、减速箱、倒伞形叶轮，以及一升降器，所述电动机的输出轴连接到减速箱的输入端，减速箱的输出轴与倒伞形叶轮的轴固定连接，所述升降器的轴与所述倒伞形叶轮的轴固定连接。

所述升降器的轴为花键轴，所述升降器还包括一调节机构，一单向推力球轴承、梯形螺母、梯形螺杆、上下导向标尺鞘，以及外导套，所述调节机构位于升降器的最顶端，其顶部向下一体成型形成圆筒，该圆筒的内径、梯形螺母的内径、以及外导套的内径相同，该圆筒的底端与梯形螺母的顶端固定连接，梯形螺母的底端与外导套的顶端滑动连接，该外导套的底端固定在减速箱上，所述花键轴具有一一体成型的轴肩，该轴肩的直径大于花键轴的直径，但是小于所述圆筒的内径，所述花键轴安置在梯形螺母的内筒，且花键轴与梯形螺母之间设置所述梯形螺杆，所述梯形螺母的内螺纹与所述梯形螺杆的外螺纹啮合，梯形螺杆的内壁与花键轴的外壁滑动连接，梯形螺杆的顶端与单向推力球轴承的外圈固定连接，花键轴的顶端外壁与推力球轴承的内圈固定连接，所述上下导向标尺鞘穿过外导套插入梯形螺杆。

所述花键轴下端段制出花键槽，所述减速箱中的斜齿轮的内孔制出花键套，所述花键槽与花键套对应滑键连接。

所述花键轴与倒伞形叶轮的叶轮轴一体成型。

所述倒伞形叶轮包括叶轮轴、复数个叶片，以及对应与叶片数量的隔板，所述复数个叶片以垂直于水平面的方式固定在叶轮轴的底部四周，且各个叶片之间的间距相等，每两个叶片之间用一个隔板固定连接，该隔板一端固定连接在一个叶片的顶端，另一端固定连接在另一个叶片的顶端，隔板与两相邻的叶片、叶轮轴之间围成一通孔。

本实用新型膜生物反应器的优点在于：

1、本实用新型膜生物反应器创造性地采用氧化沟生物器和外置式管式膜的组合方式，发挥了氧化沟生物反应器和管式膜的优点，无需曝氧和抽吸装置，对难降解高氨氮的工业废水具有很好的处理效果；

2、改进了氧化沟的设计，使其满足膜生物反应器处理系统高污泥浓度中传质(溶氧等)的要求。常规的氧化沟生物反应器的结构及曝气等难以满足膜生物反应器(MBR)系统的要求，本实用新型的氧化沟采用双层式结构设计，并改进了表面曝气机的设计，解决了高污泥浓度下的传质(溶氧等)难题，使氧化沟的设计符合MBR系统的要求；

3、膜系统采用外置式管式超滤膜组件，造价低廉，渗透通量大、操作压力小和膜污染控制及清洗简单。使膜生物反应器的膜分离单元具有更好的抗污染性，系统的运行更为稳定长久。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1是本实用新型膜生物反应器的结构示意图。

图2是本实用新型膜生物反应器做成一体化装置时的结构示意图。

图3是本实用新型中使用的多功能表面曝气机的结构示意图。

图4是多功能表面曝气机的升降器与其他部件的连接关系剖视示意图。

图5为多功能表面曝气机的倒伞形叶轮从底部方向看的立体图。

图6为多功能表面曝气机的倒伞形叶轮从顶部方向看的立体图。

【具体实施方式】

请参阅图1，本实用新型膜生物反应器包括氧化沟1、输水泵2、管式膜3，以及产水池4。其中氧化沟1包括一多功能表面曝气机12。所述氧化沟1、输水泵2、管式膜3，以及产水池4顺次相连接，另外，管式膜3的污泥浓缩液排出端连接到氧化沟1。其中氧化沟1采用双层设计。

氧化沟1的污水混合液经溢流后，经过输水泵2的增压进入管式膜3，在压力作用下，混合液中液体透过管式膜3后进入产水池4，活性污泥则被截留，并随浓缩液回流到氧化沟1内。

本套系统日处理污水流量可根据进水量设计为100-1000m3/d，如图2所示，小的膜生物反应器可把整套系统做成一体化装置，放于集装箱6中。处理污水水质为COD 5000-20000mg/L，BOD3000-15000mg/L，NH3-N100-500mg/L。

请参阅图3，本实用新型中的多功能表面曝气机12，包括电动机10、减速箱20、升降器30，以及倒伞形叶轮40。

其中电动机10、减速箱20、以及倒伞形叶轮40之间的连接以及作动关系与现有的表面曝气机完全相同。本多功能表面曝气机12的改进点在于，采用升降器30调节倒伞形叶轮40的淹没深度，所述升降器30的轴与所述倒伞形叶轮40的轴法兰盘固定连接。所述升降器30可以设置手动、电动和步进三种调节方式，本实施例中，升降器30采用手动调节。

请参阅图4，为多功能表面曝气机12的升降器与其他部件的连接关系剖视示意图。该升降器30包括一手轮302、单向推力球轴承304、梯形螺母306、梯形螺杆308、花键轴310、上下导向标尺鞘312，以及外导套314。

电动机10的输出轴与减速箱20的输入轴固定连接，减速箱20中的斜齿轮202的内孔花键套与倒伞形叶轮40的花键轴实现滑键连接，从而电动机10可以通过带动减速箱20的运动，带动倒伞形叶轮40的轴转动。电动机10带动倒伞形叶轮40转动的方式为现有技术。

所述手轮302位于升降器30的最顶端，包括顶部手轮柄3022以及自该顶部手轮柄3022向下一体成型形成的圆筒3024。该圆筒3024的内径、梯形螺母306的内径、与外导套314的内径相同。该圆筒3024的底端与梯形螺母306的顶端固定连接，梯形螺母306的底端与外导套314的顶端滑动连接。该外导套314的底端固定在减速箱20上。所述花键轴310具有一一体成型的轴肩3102，该轴肩3102的直径大于花键轴310的直径，但是小于圆筒3024的内径，花键轴310的下端段制出花键槽。所述花键轴310安置在梯形螺母306的内筒，且花键轴310与梯形螺母306之间设置所述梯形螺杆308。所述梯形螺母306的内螺纹与所述梯形螺杆308的外螺纹啮合，梯形螺杆308的内壁与花键轴310的外壁滑动连接，梯形螺杆308的顶端与单向推力球轴承304的外圈固定连接，花键轴310的顶端外壁与推力球轴承304的内圈固定连接。另外，该花键轴310与倒伞形叶轮40的叶轮轴通过法兰盘实现上下联接。花键轴310下端段的花键槽与斜齿轮202的内孔花键套滑键连接。所述上下导向标尺鞘312穿过外导套314长条槽插入梯形螺杆308。

正常使用时，电动机10开动，则电动机10通过斜齿轮202所制出花键套带动花键轴310一起转动，因为花键轴310与梯形螺杆308是滑动连接，所以花键轴310的转动并未带动升降器30的其他部件转动。

当需要调节倒伞形叶轮40的淹没深度时，转动手轮302，手轮302的转动带动与之固定连接的梯形螺母306转动，因为梯形螺母306上下位置固定不动，所以带动与之啮合的梯形螺杆308上下旋动，梯形螺杆308的上下旋动又带动与之固定连接的单向推力球轴承304上下运动，而单向推力球轴承304又带动与之轴肩固定连接的花键轴310上下运动，从而达到调节倒伞形叶轮40的淹没深度，调节好后，固定倒伞形叶轮40的位置。并且该调节可在不影响表曝机工作的情况下进行。

该升降器30的调节范围可以通过调节梯形螺母306及梯形螺杆308的旋合高度位置改变，调节范围很大。另外，当将上述手轮302替换成电动机或者步进机时，即可以实现升降器30的电动或者步进的调节方式。

请参阅图5以及图6，图5为多功能表面曝气机12的倒伞形叶轮40的从底部方向看的立体图，图6为倒伞形叶轮40的从顶部方向看的立体图，该倒伞形叶轮40包括叶轮轴42、复数个叶片44，以及对应与叶片44数量的隔板46

所述复数个叶片44以垂直于水平面的方式固定在叶轮轴42的底部四周，且各个叶片44之间的间距相等，每两个叶片44之间用一个隔板46固定连接，该隔板46一端固定连接在一个叶片44的顶端，另一端固定连接在另一个叶片44的顶端，隔板46与两相邻的叶片44、叶轮轴42之间围成一通孔48。该倒伞形叶轮40的设计利用水泵原理，中心留通孔48以向上导流提升水流，提高了叶轮的高(度)径(直径)比。利用水中叶轮转动时的水泵作用的水头提升和叶片44的径向推力推动水流按需要流速沿氧化沟流动的位能。水泵原理的应用，免除了叶轮的轴向力又能引起曝气区的强烈搅拌造成微生物菌胶团重组再生提高活性。

提高了叶轮的高经比后，再设置调节范围超过叶片宽度的升降器30，可方便调节叶轮的淹没深度，即充氧量，同时减少对推流和搅拌的影响。

Claims (7)

1.一种膜生物反应器，包括氧化沟、产水池，其特征在于：还包括输水泵以及管式膜，所述氧化沟、输水泵、管式膜，以及产水池顺次相连接，另外，管式膜的污泥浓缩液排出端连接到氧化沟。

2.如权利要求1所述的膜生物反应器，其特征在于：所述氧化沟为双层。

3.如权利要求1所述的膜生物反应器，其特征在于：所述氧化沟包括一多功能表面曝气机，所述多功能表面曝气机包括电动机、减速箱、倒伞形叶轮，以及一升降器，所述电动机的输出轴连接到减速箱的输入端，减速箱的输出轴与倒伞形叶轮的轴固定连接，所述升降器的轴与所述倒伞形叶轮的轴固定连接。

4.如权利要求3所述的膜生物反应器，其特征在于：所述升降器的轴为花键轴，所述升降器还包括一调节机构，一单向推力球轴承、梯形螺母、梯形螺杆、上下导向标尺鞘，以及外导套，所述调节机构位于升降器的最顶端，其顶部向下一体成型形成圆筒，该圆筒的内径、梯形螺母的内径、以及外导套的内径相同，该圆筒的底端与梯形螺母的顶端固定连接，梯形螺母的底端与外导套的顶端滑动连接，该外导套的底端固定在减速箱上，所述花键轴具有一一体成型的轴肩，该轴肩的直径大于花键轴的直径，但是小于所述圆筒的内径，所述花键轴安置在梯形螺母的内筒，且花键轴与梯形螺母之间设置所述梯形螺杆，所述梯形螺母的内螺纹与所述梯形螺杆的外螺纹啮合，梯形螺杆的内壁与花键轴的外壁滑动连接，梯形螺杆的顶端与单向推力球轴承的外圈固定连接，花键轴的顶端外壁与推力球轴承的内圈固定连接，所述上下导向标尺鞘穿过外导套插入梯形螺杆。

5.如权利要求4所述的膜生物反应器，其特征在于：所述花键轴下端段制出花键槽，所述减速箱中的斜齿轮的内孔制出花键套，所述花键槽与花键套对应滑键连接。

6.如权利要求4所述的膜生物反应器，其特征在于：所述花键轴与倒伞形叶轮的叶轮轴一体成型。

7.如权利要求3或4所述的膜生物反应器，其特征在于：所述倒伞形叶轮包括叶轮轴、复数个叶片，以及对应与叶片数量的隔板，所述复数个叶片以垂直于水平面的方式固定在叶轮轴的底部四周，且各个叶片之间的间距相等，每两个叶片之间用一个隔板固定连接，该隔板一端固定连接在一个叶片的顶端，另一端固定连接在另一个叶片的顶端，隔板与两相邻的叶片、叶轮轴之间围成一通孔。

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