CN212559637U - 一种膜曝气生物膜脱氮净水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，包括曝气装置、反应池、膜曝气生物膜反应器、抽水装置及循环管路；膜曝气生物膜反应器设置在反应池内，膜曝气生物膜反应器的进气端与曝气装置连接，膜曝气生物膜反应器出气端通过管路延伸至反应池外部，反应池内设有温度调节装置，反应池一端通过管路与抽水装置连接，反应池另一端设有出水口，反应池一端与循环管路首端连接，反应池另一端与循环管路尾端连接。本实用新型所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，解决了常规污水处理装置投资高、运行管理难、处理效率低，并且传统的污水处理技术存在不具有脱氮功能的缺点的技术问题。

Description

一种膜曝气生物膜脱氮净水装置

技术领域

本实用新型属于环境工程领域，尤其是涉及一种膜曝气生物膜脱氮净水装置。

背景技术

随着经济的快速发展，水污染现象越来越严重，特别是氮的大量排放，引起水体的富营养化。随着我国改革开放不断发展，城市化越来越高，小城镇越来越多，工业化不断进步，小企业也不断壮大，产生的污染越来越多，导致祖国的江河水系的水质越来越差，迫切需要适合小城镇、小企业的环保技术。常规污水处理装置投资高、运行管理难、处理效率低，并且传统的污水处理技术存在不具有脱氮功能的缺点。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，解决了常规污水处理装置投资高、运行管理难、处理效率低，并且传统的污水处理技术存在不具有脱氮功能的缺点的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，包括曝气装置、反应池、膜曝气生物膜反应器、抽水装置及循环管路；

所述膜曝气生物膜反应器设置在所述反应池内，所述膜曝气生物膜反应器底部与所述反应池的底端固接，所述膜曝气生物膜反应器的进气端与所述曝气装置连接，所述膜曝气生物膜反应器出气端通过管路延伸至所述反应池外部，所述反应池内设有温度调节装置，所述反应池一端通过管路与所述抽水装置连接，所述反应池另一端设有出水口，由所述出水口到所述反应池底部的高度大于所述膜曝气生物膜反应器的高度；

所述反应池一端与所述循环管路首端连接，所述反应池另一端与所述循环管路尾端连接。

进一步的，所述膜曝气生物膜反应器包括第一管道、第二管道及多个并列设置的膜曝气组件，每一所述膜曝气组件顶端均与所述第一管道连通，每一所述膜曝气组件底端均与所述第二管道连通，所述第一管道一端设有第一密封结构，所述第一管道另一端与所述曝气装置连接，所述第二管道一端设有第二密封结构，所述第二管道另一端通过管路延伸至所述反应池外部。

进一步的，所述膜曝气组件包括两个PVC管及至少100根中空纤维膜，每一所述中空纤维膜顶端均通过一个所述PVC管与所述第一管道连通，每一所述中空纤维膜底端均通过另一个所述PVC管与所述第二管道连通，每一所述PVC管均通过环氧树脂对所述中空纤维膜进行固定。

进一步的，所述曝气装置包括曝气泵和气体流量计，所述气体流量计一端通过微孔曝气管连接与所述曝气泵连接，所述气体流量计另一端通过管路与所述膜曝气生物膜反应器的进气端连接。

进一步的，所述气体流量计通过调节阀与所述膜曝气生物膜反应器的进气端。

进一步的，所述循环管路包括循环泵、第一管路及第二管路，所述反应池一端通过所述第一管路与所述循环泵的进水口连接，所述反应池另一端通过所述第二管路与所述循环泵的出水口连接。

进一步的，所述净水装置还包括搅拌器，所述搅拌器的输出端设置在所述反应池内部。

进一步的，所述抽水装置为蠕动泵。

进一步的，所述膜曝气组件为二十个。

进一步的，所述反应池为有机玻璃池，所述反应池有效容积为60L。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置具有以下优势：

本实用新型所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，本方案能够取得良好的脱氮效果，并且本方案能够广泛运用于污水处理领域。本方案采用中空纤维膜的净水处理方式，具有环保的作用，同时本装置净水过程中污泥产生量小，污泥会被中空纤维膜产生的生物膜上的微生物消化掉。通过循环管路使得反应池内的水循环回流，使得膜曝气生物膜反应器的处理效果更好，污水经过膜曝气生物膜反应器的次数更多，进而使得反应池的出水水质更稳定。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置中的膜曝气生物膜反应器结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置中的膜曝气生物膜反应器局部结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置中的生物膜净水机理图。

附图标记说明：

11-曝气泵；12-气体流量计；20-反应池；21-搅拌器；22-温度调节装置；30-抽水装置；40-循环泵；50-第二管道；51-第一管道；52-膜曝气组件；53- 生物膜。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，如图1所示，包括曝气装置、反应池 20、膜曝气生物膜反应器、抽水装置30及循环管路；

膜曝气生物膜反应器设置在反应池20内，膜曝气生物膜反应器底部与反应池20的底端固接，本实施例中，膜曝气生物膜反应器底部采用防水胶与反应池20的底端连接，膜曝气生物膜反应器的进气端与曝气装置连接，膜曝气生物膜反应器出气端通过管路延伸至反应池20外部，反应池20内设有温度调节装置22，反应池20一端通过管路与抽水装置30连接，反应池 20另一端设有出水口，由出水口到反应池20底部的高度大于膜曝气生物膜反应器的高度，本实施例中，抽水装置30为蠕动泵。

使用膜曝气生物膜脱氮净水装置前，通过抽水装置30将COD浓度 250mg/L，氨氮浓度50mg/L的污水抽入反应池20中至浸没膜曝气生物膜反应器，当膜曝气生物膜反应器与污水接触后，膜曝气生物膜反应器中的中空纤维膜外壁能够生成生物膜，中空纤维膜外壁生成生物膜的原理为现有机理，生物膜附着在膜曝气生物膜反应器表面，生物膜上微生物的种类有硝化菌、反硝化菌、氨氧化菌及亚硝化菌。也可采用其他现有的方法使中空纤维膜外壁生成生物膜。

反应池20为有机玻璃池，反应池20有效容积为60L。反应池20一端与循环管路首端连接，反应池20另一端与循环管路尾端连接。

本实施例中，温度调节装置22为微电脑版数显控温加热管，通过温度调节装置22保持反应池20内的水温保持在25-30℃，进而能够给微生物一个适宜的生存环境。

如图2所示，膜曝气生物膜反应器包括第一管道51、第二管道50及多个并列设置的膜曝气组件52，本实施例中，膜曝气组件52为二十个，每一膜曝气组件52顶端均与第一管道51连通，每一膜曝气组件52底端均与第二管道50连通，第一管道51一端设有第一密封结构，本实施例中，第一密封结构为环氧树脂，第一管道51另一端与曝气装置连接，第二管道50一端设有第二密封结构，本实施例中，第二密封结构为环氧树脂，第二管道50 另一端通过管路延伸至反应池20外部。

当多个膜曝气组件52与污水接触后，每一膜曝气组件52表面均附着一个生物膜。

如图3所示，膜曝气组件52包括两个PVC管及至少100根中空纤维膜，每一中空纤维膜顶端均通过一个PVC管与第一管道51连通，每一中空纤维膜底端均通过另一个PVC管与第二管道50连通，每一PVC管均通过环氧树脂对中空纤维膜进行固定。

本装置为气体分离膜技术与生物膜法污水处理技术相结合产生的新型污水处理工艺，膜曝气生物膜反应器主要由多个膜曝气组件52和生物膜两部分组成。膜曝气组件52作为生物膜的附着载体并为微生物膜提供氧气；保持供氧压力低于泡点压力，对膜曝气生物膜反应器进行无泡曝气；如图4 所示，其净水原理为当污水以一定流速流经附着在曝气膜上面的生物膜周围时，在浓差驱动和微生物吸附等作用下水体中的污染物进入生物膜内部，经过生物代谢和增殖被微生物同化或分解成无机代谢产物，从而达到对水体的净化过程。

如图4所示，本实用新型的膜曝气生物膜反应器的溶解氧浓度梯度和底物浓度梯度情况，溶解氧与有机物异向传质，O₂浓度由生物膜内侧到外侧逐步降低，有机物浓度从生物膜外向内逐渐降低。控制供氧压力使生物膜最外层可以生长厌氧微生物，内层则是好氧微生物，这样的情况使得膜曝气生物膜反应器更有利于进行硝化反应。

曝气装置包括曝气泵11和气体流量计12，气体流量计12一端通过微孔曝气管连接与曝气泵11连接，本实施例中，曝气泵1的型号为KY-HBQ-11，气体流量计12另一端通过管路与膜曝气生物膜反应器的进气端连接，本实施例中，气体流量计12通过调节阀与膜曝气生物膜反应器的进气端，说明书附图未画出调节阀，通过调节阀能够控制曝气泵11通入膜曝气生物膜反应器的气体流量。

本方案采用中空纤维膜的净水处理方式，具有环保的作用，同时本装置净水过程中污泥产生量小，污泥会被中空纤维膜产生的生物膜上的微生物消化掉，生物膜内层DO(环境监测氧参数)浓度高，有机物浓度低，该区域主要进行硝化反应。如图4所示，生物膜包括好氧硝化层、过渡层及厌氧硝化层，硝化菌受到生物膜的保护，不会随水流流失，较长的SRT保证充分繁殖和富集；生物膜过渡层有机物浓度较高，NO₂-和NO₃-传递到反硝化层，同时最外层厌氧菌的代谢产生低分子有机物，节省外加碳源，提高反硝化速率；生物膜最外层为厌氧反硝化层，该层邻近水流，有机物浓度最高，DO(环境监测氧参数)浓度几乎为零，该层利于控制生物膜厚度，减少污泥产量等。

循环管路包括循环泵40、第一管路及第二管路，反应池20一端通过第一管路与循环泵40的进水口连接，反应池20另一端通过第二管路与循环泵 40的出水口连接，通过循环管路使得反应池20内的水循环回流，使得膜曝气生物膜反应器的处理效果更好，污水经过膜曝气生物膜反应器的次数更多，进而使得反应池20的出水水质更稳定。

净水装置还包括搅拌器21，搅拌器21的输出端设置在反应池20内部，通过搅拌器21进而能够实现反应池20内的水质保持稳定的转动，本实施例中，搅拌器21为MYP2011-50电动搅拌器。

本实例的工作方式

蠕动泵将污水池内的污水抽取至反应池20内，反应池20采用下端进水，上端出水的设计，同时膜曝气生物膜反应器的进气端与曝气装置连接，膜曝气生物膜反应器的出气端将气体排出至反应池20外部，污水在反应池20内从下往上流动，在温度调节装置22的加热下和搅拌器21的搅拌下，污水经过膜曝气生物膜反应器，初步接触反应，生成一层生物膜，微生物开始工作，膜曝气生物膜反应器去除污水中的氮物质，流动到上部的水一部分从出水口排出，大部分再次经过循环管路再次接触膜曝气生物膜反应器，一次次循环处理。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，其特征在于：包括曝气装置、反应池(20)、膜曝气生物膜反应器、抽水装置(30)及循环管路；

所述膜曝气生物膜反应器设置在所述反应池(20)内，所述膜曝气生物膜反应器底部与所述反应池(20)的底端固接，所述膜曝气生物膜反应器的进气端与所述曝气装置连接，所述膜曝气生物膜反应器出气端通过管路延伸至所述反应池(20)外部，所述反应池(20)内设有温度调节装置(22)，所述反应池(20)一端通过管路与所述抽水装置(30)连接，所述反应池(20)另一端设有出水口，由所述出水口到所述反应池(20)底部的高度大于所述膜曝气生物膜反应器的高度；

所述反应池(20)一端与所述循环管路首端连接，所述反应池(20)另一端与所述循环管路尾端连接。

2.根据权利要求1所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，其特征在于：所述膜曝气生物膜反应器包括第一管道(51)、第二管道(50)及多个并列设置的膜曝气组件(52)，每一所述膜曝气组件(52)顶端均与所述第一管道(51)连通，每一所述膜曝气组件(52)底端均与所述第二管道(50)连通，所述第一管道(51)一端设有第一密封结构，所述第一管道(51)另一端与所述曝气装置连接，所述第二管道(50)一端设有第二密封结构，所述第二管道(50)另一端通过管路延伸至所述反应池(20)外部。

3.根据权利要求2所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，其特征在于：所述膜曝气组件(52)包括两个PVC管及至少100根中空纤维膜，每一所述中空纤维膜顶端均通过一个所述PVC管与所述第一管道(51)连通，每一所述中空纤维膜底端均通过另一个所述PVC管与所述第二管道(50)连通，每一所述PVC管均通过环氧树脂对所述中空纤维膜进行固定。

4.根据权利要求2-3任一项所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，其特征在于：所述曝气装置包括曝气泵(11)和气体流量计(12)，所述气体流量计(12)一端通过微孔曝气管连接与所述曝气泵(11)连接，所述气体流量计(12)另一端通过管路与所述膜曝气生物膜反应器的进气端连接。

5.根据权利要求4所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，其特征在于：所述气体流量计(12)通过调节阀与所述膜曝气生物膜反应器的进气端。

6.根据权利要求5所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，其特征在于：所述循环管路包括循环泵(40)、第一管路及第二管路，所述反应池(20)一端通过所述第一管路与所述循环泵(40)的进水口连接，所述反应池(20)另一端通过所述第二管路与所述循环泵(40)的出水口连接。

7.根据权利要求5或6任一项所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，其特征在于：所述净水装置还包括搅拌器(21)，所述搅拌器(21)的输出端设置在所述反应池(20)内部。

8.根据权利要求7所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，其特征在于：所述抽水装置(30)为蠕动泵。

9.根据权利要求8所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，其特征在于：所述膜曝气组件(52)为二十个。

10.根据权利要求8或9任一项所述的一种膜曝气生物膜脱氮净水装置，其特征在于：所述反应池(20)为有机玻璃池，所述反应池(20)有效容积为60L。

Images