技术领域
[0001] 本实用新型属于化工处理器械技术领域，尤其涉及一种基于高强膜的废水预处理设备。
背景技术
[0002]
移动床生物膜反应器中曝气阶段通入的气体至少具有两个作用：一是提高废水中的
氧溶解量以供好氧
微生物正常生长使用；二是提供填料的流化
动能，通过气泡带动填料在反应器内部的移动。现有的
移动床生物膜反应器仅配置单一的曝气头，通过曝气头散发的气泡的大小是固定的，为了使得填料能够正常的进行流化，曝气头的气孔尺寸较大以形成大气泡。大气泡在上升至填料后被分割为若干小气泡以提高废水中的含氧量，从而导致对含氧量的控制不精确，常常出现曝气过度的现象。同时，移动床生物膜反应器在使用过程中均处于加压通气状态，其往往是废
水处理厂的主要耗能工艺段，进而曝气过度造成的能耗的增加。
[0003] 授权公告号为CN205773608U的
专利文献公开了一种精确曝气控制系统，该系统包括：包括控
制模块、曝气管和鼓
风机；曝气管与鼓风机之间设有气体流量调节
阀；气体流量调节阀与鼓风机分别与
控制模块相连；还包括气量计算模块、气量校正模块、气量分配模块、设置在进水管道上的进水检测仪、设置在生化池中的水质检测仪和设置在二沉池的出水管上的出水检测仪；气量计算模块、进水检测仪、水质检测仪和出水检测仪分别与控制模块相连；气量校正模块设置在气量计算模块和气量分配模块之间；气量计算模块和气量校正模块分别与鼓风机相连；气量分配模块与气体流量调节阀相连。采用本方案后，精确曝气控制系统能够在线控制生化池的曝气量，能够有效节约曝气能耗15％以上，同时节省人
力及运行成本。但是其采用孔径单一的曝气管，在曝气过程中能够起到显著增加废水含氧量的效果，但是其不能针对例如是移动床生物膜反应器所需的填料流化等特殊使用场景对气泡的大小进行动态调整，不能够在提高含氧量同时动态改变填料的流化速度。实用新型内容
[0004] 如本文所用的词语“模块”描述任一种
硬件、
软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。
[0005] 针对
现有技术之不足，本实用新型提供一种基于高强膜的废水预处理设备，包括具有至少一个曝气头的移动床生物膜反应器。所述曝气头至少包括安装在
扩散板上的曝气膜片和进气口，其中，扩散板的形状由长方形限定，在沿平行于扩散板的长边的方向上，若干个形状由半球形限定的曝气膜片按照彼此间隔的方式设置在扩散板的第一表面上。所述进气口按照与所述曝气膜片呈一一对应的方式设置在扩散板的第二表面上，其中，所述第一表面与所述第二表面彼此平行。
[0006] 根据一种优选实施方式，所述移动床生物膜反应器具有由其
外壳限定而成的至少一个反应区，在沿平行于扩散板的长边的方向上，扩散板的第一端部和第二端部上均设置有
轴承杆，其中，所述扩散板按照其轴承杆活动连接于所述外壳的内表面上的方式设置于所述反应区中。
[0007] 根据一种优选实施方式，所述外壳的内表面上按照镜像对称的方式设置有用于固定所述轴承杆的固定孔，其中，在所述第一端部和所述第二端部上的轴承杆均嵌入与其对应的固定孔的情况下，所述轴承杆能够经
滚动轴承按照能够转动的方式固定于所述固定孔中。
[0008] 根据一种优选实施方式，若干个所述曝气头按照其各自的长边彼此平行的方式彼此间隔地设置于所述反应区的底部，其中，若干个所述曝气头的进气口均通过管道连接至设置于移动床生物膜反应器外部的供气装置。
[0009] 根据一种优选实施方式，每一个所述曝气头的轴承杆均通过
联轴器与驱动
电机连接，其中，
驱动电机能够驱动所述轴承杆绕其
中轴线沿顺
时针方向旋转或沿逆时针方向旋转。
[0010] 根据一种优选实施方式，曝气膜片的半径尺寸与扩散板的宽度尺寸相同，其中，彼此相邻的两个曝气头各自的轴承杆彼此之间的垂直距离尺寸与扩散板的宽度尺寸相同。
[0011] 根据一种优选实施方式，所述废水预处理设备还包括位于所述移动床生物膜反应器上游的预处理单元和位于其下游的
反渗透处理单元。
[0012] 根据一种优选实施方式，所述预处理单元至少包括经絮凝池与第一中间水池连通的混凝池，其中，所述混凝池经管道与用于施加混凝剂的第一加药罐连通，所述絮凝池经管道与用于施加絮凝剂的第二加药罐连通。
[0013] 根据一种优选实施方式，所述废水预处理设备还包括第二中间水池、砂滤池和臭氧
接触池，其中，所述第一中间水池按照依次经所述砂滤池、所述第二中间水池和所述臭氧接触池的方式与所述移动床生物膜反应器连通。
[0014] 根据一种优选实施方式，所述反渗透处理单元包括至少一个具有
反渗透膜元件的反渗透装置，所述反渗透处理装置依次经高强度膜和保安
过滤器与所述移动床生物膜反应器连通。
[0015] 本实用新型的有益技术效果：
[0016] (1)本实用新型的曝气头在其曝气膜片的曝气孔尺寸固定的情况下，通过气泡碰撞聚集的方式能够形成多种不同尺寸的气泡，通过改变曝气头的倾斜
角度的方式能够调整不同尺寸的气泡的混合比例。
[0017] (2)本实用新型的曝气头器倾斜角度能够动态改变并通过微小气泡的汇集以形成尺寸更大的气泡，在废水中溶解氧浓度满足设定值但填料的流化运动速度未满足设定值的情况下，可以减小曝气器的倾斜角度使得其产生更多的尺寸更大的气泡，基于气泡通过汇集的方式聚合，此时可以降低曝气器的单位时间内的供气量以降低曝气器的能耗。
附图说明
[0018] 图1是本实用新型优选的曝气头与外壳的连接结构示意图；
[0019] 图2是图1所示的曝气头的A-A断面图；
[0020] 图3是曝气头的一种优选的工作形态；
[0021] 图4是曝气头的另一种优选的工作形态；和
[0022] 图5本实用新型优选的各处理模块的连接关系示意图。
[0023] 附图标记列表
[0024] 1：移动床生物膜反应器 2：曝气头 3：滚动轴承[0025] 4：供气装置 5：联轴器 6：驱动电机[0026] 7：预处理单元 8：反渗透处理单元 9：第二中间水池[0027] 10：砂滤池 11：臭氧接触池 12：保安过滤器[0028] 13：高强度膜
[0029] 101：外壳 102：反应区 210：曝气膜片[0030] 211：扩散板 212：进气口 213：第一表面[0031] 214：第二表面 215：轴承杆 216：固定孔[0032] 701：混凝池 702：絮凝池 703：第一中间水池[0033] 704：第一加药罐 705：第二加药罐
具体实施方式
[0034] 下面结合附图进行详细说明。
[0035] 如图1至图4所示，移动床生物膜反应器1至少包括有外壳101、反应区102和曝气头2，其中，反应区由外壳进行限定，若干个曝气头设置于反应区内。曝气头通过管道与供气装置4连接以产生气泡，从而驱动反应区中的填料的流化和增加反应区内
流体的含氧量。供气装置可以是空气
压缩机。外壳101上设置有进水口和排水口，流体通过进水口进入移动床生物膜反应器并通过排水口排出移动床生物膜反应器。移动床生物膜反应器用于对其内部的流体在微生物的生化作用下进行好氧处理。
[0036] 优选的，曝气头2至少包括安装在扩散板211上的曝气膜片210和进气口212，其中，扩散板211的形状由长方形限定，在沿平行于扩散板211 的长边的方向上，若干个形状由半球形限定的曝气膜片210按照彼此间隔的方式设置在扩散板的第一表面213上，进气口212按照与曝气膜片210呈一一对应的方式设置在扩散板的第二表面214上，其中，第一表面213与第二表面214彼此平行。曝气膜片上具有若干个固定尺寸的气孔，在由曝气膜片和扩散板限定的空腔中气体的压力大于设定值时，气孔被冲开，从而使得气体以气泡的形式进行反应区中。在空腔中气体的压力小于设定值时，气孔能够自动关闭。
[0037] 优选的，在沿平行于扩散板211的长边的方向上，扩散板的第一端部和第二端部上均设置有轴承杆215，其中，扩散板211按照其轴承杆215活动连接于外壳101的内表面上的方式设置于反应区102中。外壳101的内表面上按照镜像对称的方式设置有用于
固定轴承杆215的固定孔216，其中，在第一端部和第二端部上的轴承杆215均嵌入与其对应的固定孔
216 的情况下，轴承杆215能够经滚动轴承3按照能够转动的方式固定于固定孔216中。例如，如图3和图4所示，固定孔216设置在外壳的中下部，滚动轴承的外环固定于固定孔中，轴承杆固定于滚动轴承的内环中。在曝气头的工作形态下，扩散板的长边方向是平行于外壳的底面的。
[0038] 优选的，若干个曝气头2按照其各自的长边彼此平行的方式彼此间隔地设置于反应区102的底部，其中，若干个曝气头2的进气口均通过管道连接至设置于移动床生物膜反应器1外部的供气装置4。
[0039] 优选的，每一个曝气头2的轴承杆215均通过联轴器5与驱动电机6 连接，其中，驱动电机6能够
驱动轴承杆215绕其中轴线沿顺时针方向旋转或沿逆时针方向旋转。驱动电机可以是同步电机或异步电机，可以通过例如是切换
电极的方式控制驱动电机的正反转。
[0040] 优选的，曝气膜片210的半径尺寸与扩散板的宽度尺寸相同，其中，彼此相邻的两个曝气头各自的轴承杆彼此之间的垂直距离尺寸与扩散板的宽度尺寸相同。彼此相邻的两个曝气头按照其曝气膜片相向的方式设置时，相向的两个曝气膜片彼此是处于恰好接触的状态，此时，相对的两个曝气膜片产生的气泡能够以更大的比例接触汇聚成尺寸更大的气泡，从而为反应区中的流体和/或填料提供更大的流化动能。
[0041] 优选的，废水预处理设备还包括位于所述移动床生物膜反应器1上游的预处理单元7和位于其下游的反渗透处理单元8。预处理单元7至少包括经絮凝池702与第一中间水池703连通的混凝池701，其中，混凝池701经管道与用于施加混凝剂的第一加药罐704连通，絮凝池702经管道与用于施加絮凝剂的第二加药罐705连通。混凝池在混凝剂的作用下对其内部的流体进行混凝处理，絮凝池在絮凝剂的作用对其内部的流体进行絮凝处理，处理完成的流体进入第一中间水池暂存。
[0042] 优选的，废水预处理设备还包括第二中间水池9、砂滤池10和臭氧接触池11，其中，第一中间水池按照依次经砂滤池10、第二中间水池9和臭氧接触池11的方式与移动床生物膜反应器1连通。砂滤池用于
对流体中的大颗粒物质进行滤除。臭氧接触池用于消除流体中的病原性微生物，臭氧接触池可以通过例如是用于制备臭氧的臭氧发生器连通以获取所需的臭氧。
[0043] 优选的，反渗透处理单元8包括至少一个具有反渗透膜元件的反渗透装置，反渗透处理装置依次经高强度膜13和保安过滤器12与移动床生物膜反应器1连通。反渗透处理单元用于对流体进行反渗透处理以获取反渗透产水。通过高强度膜和保安过滤器进一步滤除流体中的细小颗粒以满足反渗透处理单元的进水要求。高强度膜可以是
超滤膜。高强度膜可以设置在过滤池中，或者设置在保安过滤器与反渗透装置的连通管道中。
[0044] 为了便于理解，将通过曝气头获取不同尺寸气泡的原理进行详细说明。
[0045] 如图3所示，在曝气膜片朝上略微向左倾斜的情况下，曝气膜片产生的大部分气泡一经生成后便立即脱离曝气膜片，其无法与其它气泡接触混合，故而大部分会保持原有的尺寸，即此时小气泡占较大比例。如图4所示，当曝气膜片向左持续倾斜使得其朝下倾斜的情况下，曝气膜片产生的气泡一经产生后并不会立即脱离曝气膜片，而是会沿着曝气膜片的表面上升，在上升过程中便会与其它气泡接触汇集形成尺寸更大的气泡。当朝下的倾斜程度越大时，气泡汇集的数量便越多，即此时大气泡占较大比例。小气泡的供氧能力强，大气泡对流体或填料的冲击力度强进而能够形成更为激烈的流化。因此，通过调整曝气头的倾斜程度，能较好的控制大气泡和小气泡的混合比例，避免了曝气过度或流化不足。
[0046] 同时，在配合例如是溶解氧
传感器实时获取反应区的流体含氧量的情况下，在流体中溶解氧浓度满足设定值但填料的流化运动速度未满足设定值的情况下，可以改变曝气头的倾斜角度使得其产生更多的尺寸更大的气泡，此时可以降低曝气头的单位时间内的供气量以降低供气装置的能耗。
[0047] 为了便于理解，将废水预处理设备的废水处理流程进行详细论述。
[0048] 例如是市政中水的废水经管道依次进入混凝池701和絮凝池702中进行处理以滤除其中的大颗粒物质，进而得到第一处理废水并通过管道传输至第一中间水池703中暂存。在市政中水进入混凝池的过程中通过第一加药罐向其中施加混凝剂，经混凝池处理的废水进入絮凝池的过程中通过第二加药罐向其中施加絮凝剂。至此完成市政中水的预处理。
[0049] 第一中间水池中的第一处理废水通过管道传输至砂滤池中进行过滤处理以得到第二处理废水并传输至第二中间水池中暂存，第二中间水池通过管道与臭氧接触池连通使得第二处理废水能够经臭氧接触池的处理生成第三处理废水。
[0050] 第三处理废水经管道进入移动床生物膜反应器中进行好氧处理后依次传输至保安过滤器和高强度膜中滤除细小的颗粒以得到第四处理废水，第四处理废水经管道传输至反渗透处理单元进行反渗透处理以得到反渗透产水和反渗透浓溶液，其中，反渗透产水进行收集回用以进入例如是市政供水系统，反渗透浓溶液可以通过
蒸发结晶处理以制成泥饼。
[0051] 需要注意的是，上述具体
实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型
说明书及其附图均为说明性而并非构成对
权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
