CN207861990U - 一种无泡式膜充氧污水处理反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无泡式膜充氧污水处理反应器，其特征在于：其包括反应器本体、充氧膜丝组件、植物；所述无泡式膜充氧污水处理反应器由水面下处理系统和水面上处理系统构成；所述的水面下处理系统由充氧膜丝及表面附着生物膜、根系及表面附着生物膜、以及脱落的活性生物膜耦合于一体构成；所述水面上处理系统由植物的茎叶代谢处理构成，具体通过光合作用实现。本实用新型具有100％氧利用率、无泡式充氧、单位面积高生物量、植物生物动物于一体处理、美观、维护简单、产泥量极少等极强优势。

Description

一种无泡式膜充氧污水处理反应器

技术领域

本实用新型属于污水处理领域，具体涉及一种无泡式膜充氧污水处理反应器。

背景技术

传统生活污水处理工艺大多都存在好氧池，曝气能耗过大，占整个污水处理站的1/2以上，且曝气利用率低，对氧的利用率只有10％-20％，能耗大，氧多以气泡溢出水面，逸散严重，氧的利用率较低；各反应区易发生死水区或短流，降低处理效果。同时，好氧菌世代周期短，繁殖快，产生的污泥量过多，导致污泥处理成本高。同时，现有一体化设备存在结构单一，纯粹的钢构或混凝土外表都与“美好乡村”格格不入且散发异味，使附近村民难以接受的现状。膜充氧技术作为一种新型污水处理技术，越来越受到重视，目前在一体化污水处理设备领域几乎为空白，且传统的膜充氧技术因多重因素(膜生长及脱落交替过程，各处受水压力不同、阻力不同等，会形成微小气泡向水中充氧并溢出)，难以完全达到无泡充氧状态；传统一体化污水处理装置外排有毒有害、有异味气体多，影响周围环境。广大的村镇地区，由于雨污合流的现状，进一步降低了污水的低碳氮比，进而严重影响污水脱氮除磷达标排放，在目前的单一的反应器内真实高效的脱氮除磷几乎无可能。为了更好地助力“美好乡村”建设，迫切地需要一种环境友好，绿色环保的污水处理方法。且结合目前污水处理情况来看，大多处理工艺较为单一，处理效果具有局限性，若将多种工艺联合组合起来，将带来更有效的结果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服传统生物膜反应器的氧利用率不高、无泡式充氧困难、单位面积生物量低、处理方式单一、不美观、维护复杂、产泥量大等一系列问题，提供一种无泡式膜充氧污水处理反应器。

一种无泡式膜充氧污水处理反应器，其包括反应器本体、充氧膜丝组件、植物；所述无泡式膜充氧污水处理反应器由水面下处理系统和水面上处理系统两部分构成；所述的水面下处理系统由充氧膜丝组件及表面附着生物膜、植物根系及表面附着生物膜、以及脱落的活性生物膜耦合于一体构成；所述水面上处理系统由植物的茎叶构成，具体通过光合作用实现代谢处理。

所述的充氧膜丝组件为帘式中空纤维膜组件或柱状中空纤维膜组件；所述的充氧膜丝为曝气型中空纤维膜丝。

所述的无泡式膜充氧污水处理反应器可作为单一的处理反应器，亦可作为反应器的部分处理单元。

所述的植物为挺水植物；所述挺水植物与充氧膜丝组件可有序间隔或无序间隔组合设置。

一种无泡式膜充氧污水处理反应器的处理方法，其包括如下：

(1)氧气透过中空纤维膜丝，氧气大部分被膜丝表面的生物膜利用，残留的氧气溢入水体，形成微泡式供氧；残留的氧气被根系附着的生物膜、脱落的生物膜及根系充分利用，进而实现反应器的供氧无泡状态；

(2)污水进入无泡式膜充氧污水处理反应器，通过反应器内生物膜氧化还原作用和植物吸收作用去除污水中的污染物；

(3)充氧膜丝组件作用：透过中空纤维膜丝的氧气，由于膜丝表面生物膜的消耗，进而形成了不同梯度水平的溶解氧区域，即形成了好氧区、缺氧区和厌氧区；好氧区形成富氧状态，生物膜完成除碳、同步硝化反硝化、硝化、吸磷、氨化作用，缺氧区生物膜完成反硝化、氨化、同步硝化反硝化、除磷作用；厌氧区完成水解作用；

(4)脱落生物膜及植物根系作用：植物根系呈蓬松、漂浮的状态，根系表面附着有大量的生物膜，有利于氧的渗透传递，提高氧的利用率；脱落的生物膜和根系表面的生物膜将残留的氧气充分利用，完成污水的进一步脱氮除磷作用；

(5)植物根系吸收和光合作用：植物的根系吸收和植物光合作用，进一步去除污水中的污染物；植物茎叶去除池外有毒有害、有异味污染的气体；

(6)耦合于一体反应：氧气在中空纤维膜丝表面附着生物膜、脱落生物膜、根系附着生物膜的充分协调利用，实现了氧气供给的无泡状；中空纤维膜丝表面附着附着生物膜、脱落生物膜、根系附着生物膜、植物吸收及光合作用相互耦合、互助协调，完成菌种的生长代谢及污染物的降解；同时吸收有毒有害有异味气体。

本实用新型优势之处在于：

1、填补了无泡式膜充氧污水处理反应器的空白，真正实现了无泡式供氧，同时将植物根系生物膜、膜丝表面附着的生物膜、脱落生物膜、植物根系吸收及光合作用耦合于一体；通过中空纤维膜进行充氧，氧气被膜丝表面附着的生物膜先利用，多余的氧则被植物根系表面附着的生物膜、脱离的生物膜充分利用，使得反应器内形成供氧无泡状态，能最大程度上使得氧利用率达到最大化，氧利用率可近乎达到100％，能够大幅度降低曝气能耗的费用。

2、使用一种无泡式膜充氧污水处理反应器，使得多级反应能在一个反应器内得以实现；独特的系统供氧方式，系统内的生物膜多为兼性菌，处于优势菌群；此外，低供氧可大大降低反硝化碳源量，解决传统技术有机碳源投加量大问题；由于兼性菌的代谢类型决定其世代周期远小于好氧微生物，相比传统好氧生化处理工艺，降低了污泥产率系数。可大幅度降低污泥产率系数；污泥的自身消化死亡速率，可达到污泥自身消化与污泥增殖的动态平衡，死亡的污泥可作为反硝化有机碳源被再利用，大大降低污泥量的产生。

3、植物根系生物膜、膜丝表面附着的生物膜、脱落生物膜，三部分生物膜耦合于一体互相作用，使得反应器内的微生物充分协调、互相利用，生物膜可得到良好的生长环境，抗负荷冲击性强；且植物根系蓬松、漂浮的状态更是有利于水中的物质交换，提高系统的处理效果。

4、一体化污水处理装置不仅可以去除污水处理中的污染物，也可去除周围环境的有毒有害有异味气体，多重效果于一体；在反应器上种植挺水植物有效吸收及掩蔽了污水处理过程中产生的异味，植物根系除了耦合生物膜处理，还可以吸收污水中大量的氮磷等营养元素及污染有机质；并且植物美化环境的功能使反应器与“美好乡村”环境完美融合；同时颠覆人们对传统的污水处理装置认识，完全符合国家绿色、环保、可持续理念，与美好乡村环境融为一体。

附图说明

图1为一种无泡式膜充氧污水处理反应器剖面示意图；

图2为一种无泡式膜充氧污水处理反应器结构示意图。

图中：1、反应器本体，2、挺水植物，3、帘式中空纤维膜组件，4、曝气型中空纤维膜丝，5、植物根系，6、植物茎叶。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种无泡式膜充氧污水处理反应器作进一步描述：

一种无泡式膜充氧污水处理反应器，其包括反应器本体(1)、挺水植物 (2)、帘式中空纤维膜组件(3)；所述无泡式膜充氧污水处理反应器(1)由水面下处理系统和水面上处理系统构成；所述的水面下处理系统由充氧膜丝(4) 及表面附着生物膜、植物根系(5)及表面附着生物膜、以及脱落的活性生物膜耦合于一体构成；所述水面上处理系统由植物的茎叶(6)构成，具体通过光合作用实现代谢处理；反应器内的挺水植物(2)与帘式中空纤维膜组件(3)可有序间隔组合设置。

采用本实用新型后，可真正实现了100％氧利用率、无泡式充氧、单位面积高生物量、植物生物动物于一体处理、美观、维护简单、产泥量极少的一体化一种无泡式膜充氧污水处理。

本实用新型提供了一种思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种无泡式膜充氧污水处理反应器，其包括反应器本体、充氧膜丝组件、植物；其特征在于：所述无泡式膜充氧污水处理反应器由水面下处理系统和水面上处理系统构成；所述的水面下处理系统由充氧膜丝组件及表面附着生物膜、植物根系及表面附着生物膜、以及脱落的活性生物膜耦合于一体构成；所述水面上处理系统由植物的茎叶构成，通过光合作用实现代谢处理。

2.根据权利要求1所述的无泡式膜充氧污水处理反应器，其特征在于：所述的充氧膜丝组件为帘式中空纤维膜组件或柱状中空纤维膜组件；所述的充氧膜丝为曝气型中空纤维膜丝。

3.根据权利要求1所述的无泡式膜充氧污水处理反应器，其特征在于：所述的无泡式膜充氧污水处理反应器可作为单一的处理反应器，亦可作为反应器的部分处理单元。

4.根据权利要求1所述的无泡式膜充氧污水处理反应器，其特征在于：所述的植物为挺水植物；所述挺水植物与中空纤维膜丝可有序间隔或无序间隔组合设置。