一种自然渗氧膜生物反应器及污水处理工艺
阅读：828发布：2020-05-13
专利汇可以提供一种自然渗氧膜生物反应器及污水处理工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及污 水 生物 处理技术领域，具体涉及一种自然渗 氧 膜 生物反应器 及污 水处理 工艺。自然渗氧 膜生物反应器 包括若干由透气性材料制成的反应器具；反应器具为中空管状结构，在沿污水流动的方向，反应器具的横截面积小于等于40mm2，反应器具的壁厚≤2mm；或者反应器具为中空板状结构，在沿污水流动的方向，反应器具的板间距为1-6mm，板厚为1-4mm。本发明通过对反应器具的材质及规格进行限制，使得将反应器具直接放置在空气环境下，空气中的氧便能直接在浓度差的作用下扩散至反应器具内侧中形成溶解氧，节省了反应池建造、供氧动 力 设备和氧气输送设施的建设成本，也节约了供氧动力设备运行过程中的能耗，从而节约了 污水处理 的成本。，下面是一种自然渗氧膜生物反应器及污水处理工艺专利的具体信息内容。
1.一种自然渗氧膜生物反应器，其特征在于，包括若干由透气性材料制成的反应器具(1)，所述反应器具(1)的内壁用于供微生物附着生长以进行污水的生物处理；
所述反应器具(1)为中空管状结构，在沿污水流动的方向，所述反应器具(1)的横截面积小于等于40mm2，所述反应器具(1)的壁厚≤2mm；
或者，所述反应器具(1)为中空板状结构，在沿污水流动的方向，反应器具(1)的板间距为1-6mm，板厚为1-4mm。
2.根据权利要求1所述的自然渗氧膜生物反应器，其特征在于，所述透气性材料为硅橡胶或玻璃态聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的自然渗氧膜生物反应器，其特征在于，所述反应器具(1)设置有至少两个，所述自然渗氧膜生物反应器还包括用于使所述污水均匀分布至每个反应器具(1)内的液体分布器(2)。
4.根据权利要求3所述的自然渗氧膜生物反应器，其特征在于，所述液体分布器(2)上设置有接头(21)，所述反应器具(1)套接在所述接头(21)上。
5.根据权利要求3所述的自然渗氧膜生物反应器，其特征在于，所述液体分布器(2)前还设置有用于阻止大块悬浮物进入所述液体分布器(2)内的安保组件。
6.根据权利要求5所述的自然渗氧膜生物反应器，其特征在于，所述安保组件为滤网。
7.一种污水处理工艺，其特征在于，包括将微生物接种在如权利要求1-6中任一项所述的自然渗氧膜生物反应器内，然后通入污水进行生化反应的步骤，污水在所述反应器具(1)内的水力停留时间为15分钟-6小时。
一种自然渗氧膜生物反应器及污水处理工艺
技术领域
背景技术
[0002] 污水生物处理是现代社会中一种常用的污水处理技术，其从对氧的需求与否分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类，其中好氧生物处理效率高，使用最为广泛。
[0004] 膜曝气生物反应器(Membrane-Aerated Biofilm Reactor，MABR)是为提高氧的利用率而发展的一种新型污水生物处理工艺。其通过在污水处理反应池内放置具有气体透过性的中空膜组件，中空膜组件内流动有空气，中空膜组件的外壁上生长形成有生物膜，氧气从中空膜组件的内腔透过膜扩散进入至生物膜上，从而为微生物提供氧以进行污水生物处理。
[0005] 但是，在MABR中，为了增大透气膜的表面积以提高供氧量，同时增大微生物附着面积即生物膜面积，MABR使用的中空膜组件的管径通常都较细，一般为几毫米，在此情况下，仅依靠膜内外的浓度差或压差不能使空气或氧气在管内形成流动以达到为膜外供氧的效果，故现有技术中的MABR通常需要配备风机和风管等供氧动力装置，以通过风机把空气或氧气经风管送到中空膜组件内进行供氧，从而导致污水生物处理的设备建造成本以及能耗较高。
发明内容
[0006] 因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的采用膜曝气生物反应器具进行污水生物处理时需配备供氧动力装置而导致设备建造成本较高且运行能耗较高的缺陷，从而提供一种自然渗氧膜生物反应器及污水处理工艺。
[0007] 本发明提供了一种自然渗氧膜生物反应器，包括若干由透气性材料制成的反应器具，所述反应器具的内壁用于供微生物附着生长以进行污水的生物处理；
[0008] 所述反应器具为中空管状结构，在沿污水流动的方向，所述反应器具的横截面积小于等于40mm2，所述反应器具的壁厚≤2mm；
[0009] 或者，所述反应器具为中空板状结构，在沿污水流动的方向，反应器具的板间距为1-6mm，板厚为1-4mm。
[0011] 进一步的，所述反应器具设置有至少两个，所述自然渗氧膜生物反应器还包括用于使所述污水均匀分布至每个反应器具内的液体分布器。
[0012] 进一步的，所述液体分布器上设置有接头，所述反应器具套接在所述接头上。
[0013] 进一步的，所述液体分布器前还设置有用于阻止大块悬浮物进入所述液体分布器内的安保组件。
[0014] 进一步的，所述安保组件为滤网。
[0015] 本发明提供了一种污水处理工艺，包括将微生物接种在如上述所有方案中任一项所述的自然渗氧膜生物反应器内，然后通入污水进行生化反应的步骤，污水在所述反应器具内的水力停留时间为15分钟-6小时。
[0016] 本发明技术方案，具有如下优点：
[0017] 1.本发明提供的自然渗氧膜生物反应器，反应器具内壁上接种有微生物，污水在反应器具内流动，由于反应器具的壁具有透气性，故随着管内侧微生物对氧的消耗以及氧在污水中的溶解作用，反应器具内外侧之间的氧会形成一定的浓度差，通过对反应器具的规格进行限定，从而使得形成的浓度差能够驱使空气中的氧能自然透过管壁而扩散进入反应器具内侧。与现有技术相比，本发明通过对反应器具的材质及规格进行限制，使得将反应器具直接放置在空气环境下，空气中的氧便能直接在浓度差的作用下扩散至反应器具内侧中形成溶解氧，因为不需要建造反应水池，不需风机、风管等供氧动力设备和输送设施就可以实现对污水生物处理的供氧，不仅节省了反应池建造、供氧动力设备和氧气输送设施的设备建设成本，也节约了供氧动力设备运行过程中的能耗，从而节约了污水处理的成本。
[0018] 2.本发明提供的自然渗氧膜生物反应器，硅橡胶及玻璃态聚合物材料具有良好的氧透过性能，通过将透气性材料设置为硅橡胶或玻璃态聚合物，使得氧能够更加容易地进入至反应器具内，从而有利于微生物的生长，进而促进污水处理的速度。
[0019] 3.本发明提供的自然渗氧膜生物反应器，通过增加反应器具的数量可以增大自然渗氧膜生物反应器的污水处理量，而液体分布器的设置使得污水能够均匀分布至各反应器具中，从而便于对各反应器具中的污水处理效果进行集中控制。
[0020] 4.本发明提供的自然渗氧膜生物反应器，通过在液体分布器上设置接头，将反应器具套接在接头上实现反应器具与液体分布器的装配，简单方便快捷。
[0021] 5.本发明提供的自然渗氧膜生物反应器，通过在液体分布器之前设置安保组件，安保组件可以阻止大块悬浮物进入反应器具内，从而可以防止反应器具被大块悬浮物堵塞。
[0022] 6.本发明提供的污水处理工艺，通过首先将微生物接种在本发明提供的自然渗氧膜生物反应器内，然后再将污水输送至自然渗氧膜生物反应器内进行生化反应，通过控制水力停留时间即可实现污水生物处理过程，通常，在污水生物处理的能耗成本里，供氧动力设备的能耗通常约占整体能耗的60％，而本发明所采用的自然渗氧膜生物反应器通过自然条件即可实现氧的输送，不需要设置供氧动力设备，且通过调整反应器具的数量即可达到较大的污水处理量，而反应器具的成本是明显低于供氧动力设备的能耗成本的，从而使得本发明提供的污水处理工艺的成本与现有技术相比可以显著降低，本发明提供的污水处理工艺更具有经济性。附图说明
[0023] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024] 图1为本发明实施例1的自然渗氧膜生物反应器与收集组件的结构示意图。
[0025] 附图标记说明：
[0026] 1、反应器具；2、液体分布器；21、接头；3、收集组件。
具体实施方式
[0027] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029] 在本发明的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0030] 此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0031] 实施例1
[0032] 如图1所示，本实施例涉及一种自然渗氧膜生物反应器，包括若干由透气性材料制成的反应器具1，反应器具1内壁用于供微生物附着生长以进行污水的生物处理。
[0033] 其中，在可实施的实施例中，反应器具1可以为中空管状或中空板状，其形状不受限制，但是当反应器具1为中空管状时，在沿污水流动的方向，反应器具1的横截面积小于等于40mm2，反应器具1的壁厚≤2mm；反应器具1为中空板状时，在沿污水流动的方向，反应器具1的板间距为1-6mm，板厚为≤4mm。反应器具1的材质选用具有良好氧透过性能的即可，比如硅橡胶或玻璃态聚合物(TMSP)。在本实施例中，反应器具1为中空管状的硅橡胶管，反应器具1的内径为2mm，外径为5mm，壁厚为1.5mm，长1500mm。
[0034] 随着反应器具1数量的增加，自然渗氧膜生物反应器的污水处理量也会随之增大，在本实施例中，反应器具1的数量设置为3根。在反应器具1数量超过1根时，为使得各反应器具1内的污水分布均匀从而便于对污水的流速进行集中控制，在自然生氧膜生物反应器具1内还设置有液体分布器2，液体分布器2与多根反应器具1同时接通，液体分布器2用于将污水均匀分布至每根反应器具1中。
[0035] 具体的，液体分布器2上设置有接头21，反应器具1套设在接头21上从而完成与液体分布器2的装配，在可选的实施例中，为使得反应器具1与进水分布器的装配更稳固，还可以设置固定件(图中未示出)，固定件用于将反应器具1机械固定在接头21上，从而防止反应器具1因外力作用从接头21上脱落，在本实施例中，固定件为抱箍，在其他实施例中，固定件也可以设置为卡子。
[0036] 需要说明的是，通常自然渗氧膜生物反应器的污水输出端会连接一用于收集处理完毕后的污水的收集组件3，收集组件3为水箱或水池，收集组件3同时具有污泥沉降功能。为方便反应器具1的安装，在设置收集组件3时，可在收集组件3上也相应地设置接头21，且收集组件3上接头21的位置应保证污水在反应器具1的均匀分布，这样设置使得，当要安装自然渗氧膜生物反应器时，只需将若干反应器具1一一套接在接头21上即可，安装简单方便。
[0037] 在可选的实施例中，在进水分布器前还设置有安保组件(图中未示出)，安保组件用于阻止大块悬浮物进入反应器具1内，从而防止反应器具1被大块悬浮物堵塞而影响污水处理的进程。在本实施例中，安保组件为滤网，在其他实施例中，安保组件也可以设置为保安过滤器。
[0038] 在可选的实施例中，当生物膜微生物生长到一定程度时，可能会被水流冲刷脱落而损失，故为弥补微生物量的损失，在自然渗氧膜生物反应器内还设置有回流泵，回流泵用于将流入至收集组件3内的微生物部分回流至反应器具1内。
[0039] 本实施例中的自然渗氧膜生物反应器的使用原理如下所述：
[0040] 首先在反应器具1内接种微生物，然后将污水输送至反应器具1内进行污水生物处理，由于反应器具1壁具有透气性，故随着管内侧微生物对氧的消耗以及氧在污水中的溶解作用，反应器具1内外侧之间的氧会形成一定的浓度差，通过对反应器具1的规格进行限定，从而使得形成的浓度差能够驱使空气中的氧能自然透过管壁而扩散进入反应器具1内侧。与现有技术相比，本实施例通过对反应器具1的材质及规格进行限制，使得将反应器具1直接放置在空气环境下，空气中的氧便能直接在浓度差的作用下扩散至反应器具1内侧中形成溶解氧，因为不需要建造反应水池，不需设置风机、风管等供氧动力设备和输送设施就可以实现对污水生物处理的供氧，不仅节省了反应池建造、供氧动力设备和氧气输送设施的建设成本，也节约了供氧动力设备运行过程中的能耗，从而节约了污水处理的成本。
[0041] 实施例2
[0042] 本实施例涉及一种污水处理工艺，其中具体为采用实施例1中提供的自然渗氧膜生物反应器处理含COD污水。
[0045] 处理结果：自然渗氧膜生物反应器启动11天后获得较好的处理效果，反应器具出水COD浓度为66mg/L-73mg/L。
[0046] 实施例3
[0047] 本实施例涉及一种污水处理工艺，其中具体为采用实施例1中提供的自然渗氧膜生物反应器处理含氨污水。
[0048] 其中，待处理污水为利用氯化氨以及自来水模拟配置而成，其NH4+-N浓度为100mg/L，pH值为8.5。微生物选用赣州水西污水处理厂的混合污泥作为接种污泥，微生物的浓度为2000mg/L。
[0049] 通过利用蠕动泵将污水输送至液体分布器中，然后污水均匀进入三个反应器具，污水在反应器具内的水力停留时间为40min。
[0050] 处理结果：自然渗氧膜生物反应器启动11天后获得较好的处理效果，此时反应器具出水NH4+-N浓度为22mg/L-27mg/L。
[0051] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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