CN202558733U - 一种纳米材料改性膜生物反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种污水处理技术领域中的纳米材料改性膜生物反应器，包括调节水箱、生物反应器和中水箱，调节水箱的一侧连接进水泵，进水泵通过管道连接生物反应器上口，生物反应器内腔分为A、B、C三个区，A区是生物选择区，进水泵通过管道连接A区上口；B区是生物反应区及污泥沉淀区，其上部是斜板、中部是填料层；C区是膜分离区，其中部是经纳米二氧化钛改性的聚偏氟乙烯有机-无机杂合膜制成的中空纤维膜组件；在B区和C区的底部均设置曝气管；能够更有效地减轻膜污染和稳定膜通量，提高膜材料本身的化学稳定性、机械强度和热稳定性，处理过程简单、效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域的装置，具体涉及一种利用纳米TiO2改性膜材料的膜生物反应器。
背景技术
膜生物反应器（MBR) 是一种新型、高效的污水处理装置，利用传统的膜分离技术与生物处理技术相结合，利用微生物的新陈代谢作用对污水中的有机物进行系列化转化，同时利用膜组件分离截留反应产物及生物体，使出水水质好，更有利于实现中水回用。
中国专利申请号为200710173869.6、名称为“膜材料改性的膜生物反应器”，在反应器内设有有机孔状膜材料的平板膜，在平板膜外表均匀涂有纳米TiO2层，采用的是表面喷涂TiO2液改性，属于表面涂覆，处理过程虽然比较简单，但是处理效果并不理想，亲水层与聚偏氟乙烯（PVDF）膜之间仅为物理吸附作用，添加或涂覆的接枝或嵌段共聚物易从高分子表面脱离，不能保持较长时间的改性效果，稳定性和耐久性都较差，而且改性的涂覆层会影响到膜孔结构及膜性能。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种纳米材料改性膜生物反应器，采用通过共混纳米TiO2制备的有机-无机杂合膜，大大提高膜生物反应器的抗污染性能，有效改善膜生物反应器运行中的膜污染问题。
本实用新型采用的技术方案是：包括调节水箱、生物反应器和中水箱，调节水箱的一侧连接进水泵，进水泵通过管道连接生物反应器上口，生物反应器内腔分为A、B、C三个区，A区是生物选择区，进水泵通过管道连接A区上口；B区是生物反应区及污泥沉淀区，其上部是斜板、中部是填料层；C区是膜分离区，其中部是经纳米二氧化钛改性的聚偏氟乙烯有机-无机杂合膜制成的中空纤维膜组件；在B区和C区的底部均设置曝气管；中空纤维膜组件的上部通过管道连接位于生物反应器外部的中水箱，中水箱内设置紫外消毒设备。
本实用新型能够更有效地减轻膜污染和稳定膜通量，能够提高膜材料本身的化学稳定性、机械强度和热稳定性，处理过程简单、效率高，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1.进水格栅；2.调节水箱；3.进水泵；4.液位控制器；5.生物反应器；6.填料层；7.斜板；8.曝气管；9.中空纤维膜组件；10.鼓风机；11.第一流量阀；12.球阀；13.压力表；14.时间继电器；15.出水泵；16.中水箱；17.紫外消毒设备；18.第二流量阀。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括调节水箱2、生物反应器5和中水箱16，调节水箱2上方设置进水格栅1，污水经进水格栅1进入调节水箱2中。调节水箱2的一侧连接进水泵3，进水泵3处设置液位控制器4。进水泵3通过管道连接生物反应器5上口，采用液位控制器4控制进入生物反应器5内的液位。污水经生物反应器5上方被送入生物反应器5中。生物反应器5内腔分为A、B、C三个区，进水泵3通过管道连接A区上口，污水从A区进入B区后再进入C区，其中A区为生物选择区、B区为生物反应区及污泥沉淀区、C区为膜分离区。B区的上部是斜板7，中部是填料层6，C区的中部是中空纤维膜组件9，中空纤维膜组件9是经纳米二氧化钛改性的聚偏氟乙烯有机-无机杂合膜制成，聚偏氟乙烯有机-无机杂合膜的孔径为0.1微米。聚偏氟乙烯有机-无机杂合膜采用L-S（liquid-solid；液体-固体）相转化法制备，在制备过程中，在铸膜液中均匀添加一定比例的纳米二氧化钛粒子。铸膜液组成采用聚偏氟乙烯作为膜材料，聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）作为致孔剂，N-甲基吡咯烷酮 （NMP）作为溶剂，去离子水作为凝固浴。在B区和C区的底部均设置曝气管8。曝气管8通过位于生物反应器5外部的球阀12、第一流量阀11连接鼓风机10，由鼓风机10带动曝气管8工作，并由球阀12和第一流量阀11控制其曝气量。
A区生物选择区提供厌氧细菌及兼氧菌的生长，提高污水的可生化性。B区生物反应区及污泥沉淀区一方面利用生物接触氧化法提供好氧细菌的生长，更有效地降解水中的有机污染物，另一方面参与好氧反应的污泥浓度较高，在进入C区之前先经过上层的斜板7沉淀，大幅度降低膜分离区中的污泥浓度，降低对膜的污染速率，斜板7沉淀区沉淀的污泥又回流至生物反应区继续参与反应。C区膜分离区内别设置多组经纳米TiO2改性后的浸没式聚偏氟乙烯微滤膜中空纤维膜，每组面积为0.5平米。
中空纤维膜组件9的上部通过管道连接位于生物反应器5外部的中水箱16，在中空纤维膜组件9和中水箱16之间还依次串接球阀12、压力表13、第二流量阀18和出水泵15，在出水泵15处设置时间继电器14，出水泵15的抽吸工作方式由时间继电器14控制。在中水箱16内设置紫外消毒设备17，紫外消毒设备17可采用3支30W紫外灯管。经中空纤维膜组件9的出水进入中水箱16后，采用紫外消毒装置17进一步处理，杀死水中的细菌及病毒，使得出水符合中水回用标准。
生物反应器5是采用机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）制成的矩形体，矩形体的长、宽、高的尺寸分别为600mm、400mm、700mm，生物反应器5内的有效水深为500mm，有效容积为120L。运行90小时后，运行期间均未排泥。
Claims (4)
1.一种纳米材料改性膜生物反应器，包括调节水箱（2）、生物反应器（5）和中水箱（16），调节水箱（2）的一侧连接进水泵（3），进水泵（3）通过管道连接生物反应器（5）上口，其特征是：生物反应器（5）内腔分为A、B、C三个区，A区是生物选择区，进水泵（3）通过管道连接A区上口；B区是生物反应区及污泥沉淀区，其上部是斜板（7）、中部是填料层（6）；C区是膜分离区，其中部是经纳米二氧化钛改性的聚偏氟乙烯有机-无机杂合膜制成的中空纤维膜组件（9）；在B区和C区的底部均设置曝气管（8）；中空纤维膜组件（9）的上部通过管道连接位于生物反应器（5）外部的中水箱（16），中水箱（16）内设置紫外消毒设备（17）。
2.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性膜生物反应器，其特征是：中空纤维膜组件（9）和中水箱（16）之间依次串接球阀（12）、压力表（13）、第二流量阀（18）和出水泵（15），出水泵（15）处设有时间继电器（14）。
3.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性膜生物反应器，其特征是：曝气管（8）通过位于生物反应器（5）外部的球阀（12）、第一流量阀（11）连接鼓风机（10）。
4.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性膜生物反应器，其特征是：调节水箱（2）上方设置进水格栅（1），进水泵（3）处设有液位控制器（4）。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105293676A (zh) * | 2015-11-14 | 2016-02-03 | 常州大学 | 一种新型耐污染的浸没式有机平板膜mbr反应器 |
| CN105347620A (zh) * | 2015-11-14 | 2016-02-24 | 常州大学 | 一种膜材料改性的mbr膜生物反应器 |
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2012
- 2012-03-12 CN CN2012200899165U patent/CN202558733U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN105347620A (zh) * | 2015-11-14 | 2016-02-24 | 常州大学 | 一种膜材料改性的mbr膜生物反应器 |
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