CN204918146U - 一种抗菌型自生动态膜生物反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抗菌型自生动态膜生物反应器，所述的反应器内设置膜组件，膜组件从内到外共分为3层，内部为中空的PVC支撑骨架，中部为300～500目的不锈钢丝网作为均匀支撑层，外部为孔径非常均匀的300～500目的人造丝网，其中人造丝网和不锈钢丝网层的膜基材接受了纳米涂层的改性。通过抗菌型自生动态膜组件实现污水处理；其运行方式灵活、节约能源，水处理效果佳。

Description

一种抗菌型自生动态膜生物反应器

技术领域

本实用新型属于环境保护领域，具体涉及一种抗菌型自生动态膜生物反应器。

背景技术

近年来膜生物反应器(membranebio-reactor，MBR)在世界范围得到了广泛应用，其高效的水处理效果、较小的占地面积，得到了水处理领域的普遍认同。

在污水处理与回用领域，作为城市污水处理厂的升级换代的改造工艺，膜生物反应器工艺将膜分离技术与活性污泥工艺有效结合起来，有着占地少、处理水平高等优点，对水体中难降解污染物亦有一定的去除能力。但是，现阶段膜生物反应器工艺仍然有两个大的瓶颈，其一为膜材料，尽管膜材料的价格有所降低，仍然是其不能普及的主要原因。其二为膜污染，由于膜污染使膜组件的出水通量受到较大影响，从而影响该工艺的应用。

而自生动态膜生物反应器，采用无纺布(刘艳鹏，杨凤林，柳丽芳，等.膜生物反应器中新型无纺布膜过滤特性及膜污染特征[J].环境工程学报，3(5):844–848，2009)、人造丝网(郭冀峰等,复合式自生动态膜生物反应器(HSFDMBR)处理含表面活性剂废水研究[J],中国给水排水，第24卷第1期，13-16，2008)等基材替代超滤、微滤膜，利用活性污泥在无纺布或丝网上成膜构建膜生物反应器，达到同等或类似的处理效果。

但是无纺布、钢丝网等材料组成的基材，容易出现易堵塞、易破碎的现象，从而影响出水通量的现象。这主要是因为有细菌强效附着(JifengGuo,WeishengGuan,SiqingXia.MembraneFoulingofHybridSubmergedMembraneBioreactor(hMBR)inTreatingMunicipalWastewater[J].DesalinationandWaterTreatment,2014,(52)5358-5367)导致膜污染，从而影响自生动态膜生物反应器的出水通量。而有效延缓膜污染，使自生动态膜生物反应器通量延长且使用寿命长的一种抗菌型自生动态膜生物反应器装置则未见报道。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本实用新型巧妙利用自生动态膜生物反应器的基材与纳米抗菌技术相结合，构建一种抗菌型自生动态膜生物反应器。

为了实现上述任务，本实用新型采用如下的技术解决方案：

一种抗菌型自生动态膜生物反应器，包括反应池、膜组件和曝气装置，其特征在于，所述的膜组件的结构为管式膜型，膜组件由内到外依次包括支撑骨架、支撑网及滤膜，支撑网和滤膜的表面本别粘附杀菌层。

具体的，所述的杀菌层为纳米银离子层或纳米铜离子层。

更具体的，所述的支撑网为不锈钢丝网，支撑网的孔径为300～500目。

另外，所述的滤膜人造丝网，滤膜的孔径为300～500目。

进一步的，所述的支撑骨架为PVC支撑骨架。

更进一步的，还包括出水管路，反应池中的液面与出水管路的高度差为6～10cm。

具体的，所述的曝气装置包括曝气管和与曝气管连通的曝气盘管，曝气盘管设置在膜组件的下方。

与现有技术相比，本实用新型的优点为：

(1)本实用新型的抗菌型自生动态膜生物反应器主要通过由内到外依次设置的支撑骨架、支撑网及滤膜组成的膜组件进行污水的处理，支撑网和滤膜的表面本别粘附杀菌层，杀菌层为纳米银离子层或纳米铜离子层，纳米银离子或纳米铜离子具有十分优良的抗菌性能，可以杀死易于停留在膜面的细菌，从而保证了出水通量，增加了膜组件的有效性；

(2)由于对膜基材的纳米级改性，可增加膜基材的使用寿命，解决了膜基材易于破碎的缺点；

(3)通过反应池内的水面高度与出水管路之间的高度差，实现膜组件中处理后的污水在液面与出水管路之间高度差的驱动下沿出水管路自流出水，出水通量可持续保持稳定。

附图说明

图1是本实用新型反应器的整体结构示意图，图中箭头表示气流或水流方向；

图2为本实用新型的膜组件的剖视图，图中箭头表示水流方向；

图中各标号表示为：1-废水池、2-进水管路、3-进水泵、4-第一流量计、5-第二流量计、6-膜组件、601-出水管、602-支撑骨架、603-支撑网、604-滤膜、7-曝气装置、8-第三流量计、9-空气泵、10-反应池、11-出水管路；

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细描述。

具体实施方式

结合图1和2，本实用新型的抗菌型自生动态膜生物反应器包括反应池10、膜组件6和曝气装置7，膜组件6放置在反应池10内，曝气装置7设置在反应池10的底部，膜组件6由内到外依次包括支撑骨架602、支撑网603及滤膜604，支撑网603和滤膜604的表面本别粘附杀菌层；

膜组件6结构为管式膜型，从内到外共分为3层，内部为中空的PVC支撑骨架，中部为300～500目的不锈钢丝网作为支撑网603，外部为300～500目的人造丝网；

为了使膜组件具备抗菌性能从而提高抗污染能力，提高膜通量，将人造丝网和不锈钢丝网采取纳米涂层改性的处理措施粘附杀菌层，具体的改性过程包括：将人造丝网和不锈钢丝网分别用无水乙醇清洗干净，用交联剂硅烷偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)将市售纳米银离子或纳米铜离子均匀涂敷于其表面，在无菌烘箱中70℃烘干2小时，重复上述步骤3遍，将PVC支撑骨架、不锈钢丝网和人造丝网按照从内到外的顺序进行组装后得到膜组件6，纳米银离子层或纳米铜离子层的厚度分别为150～300nm；

待处理污水透过人造丝网和不锈钢丝网进入膜组件6的空腔内，过滤后的污水通过出水管601沿出水管路11进行收集；

另外，为了使过滤后的污水能自动流出，反应池10的液面与出水管路11具有一定的高度差h，h的具体数值为6～10cm，膜组件6中处理后的污水在液面与出水管路11之间高度差的驱动下沿出水管路自流出水(利用静水压力原理重力出流)，实现污水处理；

具体的，曝气装置7包括曝气管和与曝气管连通的曝气盘管，曝气盘管设置在膜组件的下方；出水管路11的材质为PVC或PPR。

本实用新型的一种抗菌型自生动态膜生物反应器工作过程如下：

废水池1中的废水经进水管路2、进水泵3及第一流量计4的控制进入反应池10内，此时开启空气泵9进行曝气，反应池10内活性污泥对废水中的有机物进行降解，使废水污染物质得到去除，处理后的水经膜组件6过滤后由反应池10内自由水头重力出水，经出水管路11收集，达到用户的要求。由于纳米涂层的抗菌作用，可以使得膜组件6的出水通量保持较长时间。当通量减小至零时，取出膜组件6进行物理(水冲)清洗，重新放入反应池内，继续运行。

实施例1：

将本实用新型的抗菌型自生动态膜生物反应器用于处理生活污水，生活污水的主要污染物指标COD＝350mg/L，BOD₅＝220mg/L，NH₃-N＝45mg/L，TN＝50mg/L。

经上述实施方式运行，处理后出水为处理后出水COD＝50mg/L，BOD₅＝10mg/L，NH₃-N＝5mg/L，TN＝20mg/L。出水水质可达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)的二级标准。出水通量可持续保持稳定，清洗周期较同类反应器延长2倍。

Claims (7)

1.一种抗菌型自生动态膜生物反应器，包括反应池(10)、膜组件(6)和曝气装置，其特征在于，所述的膜组件(6)的结构为管式膜型，膜组件(6)由内到外依次包括支撑骨架(602)、支撑网(603)及滤膜(604)，支撑网(603)和滤膜(604)的表面分别粘附杀菌层。

2.如权利要求1所述的抗菌型自生动态膜生物反应器，其特征在于，所述的杀菌层为纳米银离子层或纳米铜离子层。

3.如权利要求1或2所述的抗菌型自生动态膜生物反应器，其特征在于，所述的支撑网(603)为不锈钢丝网，支撑网(603)的孔径为300～500目。

4.如权利要求1或2所述的抗菌型自生动态膜生物反应器，其特征在于，所述的滤膜(604)为人造丝网，滤膜(604)的孔径为300～500目。

5.如权利要求1或2所述的抗菌型自生动态膜生物反应器，其特征在于，所述的支撑骨架(602)为PVC支撑骨架。

6.如权利要求1或2所述的抗菌型自生动态膜生物反应器，其特征在于，还包括出水管路(11)，反应池(10)中的液面与出水管路(11)的高度差为6～10cm。

7.如权利要求1或2所述的抗菌型自生动态膜生物反应器，其特征在于，所述的曝气装置(7)包括曝气管和与曝气管连通的曝气盘管，曝气盘管设置在膜组件(6)的下方。