專利名稱：一種潛水攪拌式水解酸化膜生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物反應(yīng)器領(lǐng)域，尤其是一種潛水攪拌式水解酸化膜生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
水解酸化法是一種污水處理工藝中厭氧生化技術(shù)，該方法廣泛地應(yīng)用于高濃度有 機廢水處理的前端步驟。復(fù)雜物料的厭氧降解過程可分成水解、酸化、產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷四個 階段，其中水解、酸化與產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷段的操作條件相差較遠，在同一反應(yīng)器中較難控制 操作條件。因此在此理論基礎(chǔ)上提出了兩相(段)處理，即廢水的處理在兩個不同的反應(yīng)器 中依次完成，以使厭氧降解中不同的微生物種群的環(huán)境條件可以有較大的區(qū)別。一般的水 解酸化池中設(shè)置填料，厭氧微生物附著于填料形成厭氧生物膜，提高反應(yīng)器中的生物量。當 反應(yīng)器容積負荷較高的情況下，生物膜過度生長造成填料板結(jié)，形成短流，泥水混合不均， 大大降低了水解酸化池的處理效率。因此，大多數(shù)水解酸化池內(nèi)設(shè)置攪拌器，加強水力攪 拌，強制泥水混合，但仍然不能避免攪拌不均的問題，同時也增加了能耗和成本。將水解酸化與膜分離裝置結(jié)合起來將會是一種新型的廢水處理工藝，就像普通的 膜生物反應(yīng)器一樣，擁有諸多優(yōu)點能耗低、投資少；易用來改造傳統(tǒng)生化工藝，但是也有 自身致命的缺點，那就是由于水解酸化膜生物反應(yīng)器不能像好氧膜生物反應(yīng)器那樣進行曝 氣，使得水解酸化膜生物反應(yīng)器的膜污染現(xiàn)象更加嚴重?，F(xiàn)在規(guī)?；I(yè)應(yīng)用的厭氧膜生 物反應(yīng)器在外型上都是采用外置式。但是由于外置式MBR存在著能耗高，且由于高剪切力 存在導(dǎo)致的生物失活現(xiàn)象；如果能研發(fā)出對浸沒式MBR有效的膜污染控制方式，那么就能 使得膜生物反應(yīng)器在厭氧生化方面獲得廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在研究中對于浸沒式厭氧膜生物反 應(yīng)器(AMBR)最普通的污染控制方式是利用反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的沼氣的擾動來提供對膜表面的 剪切力控制膜污染，但此法對沼氣循環(huán)的管路和材料要求較高，且在實際運行中受產(chǎn)氣量 的影響，運行穩(wěn)定性差。也有改用甲烷或氮氣進行曝氣，或者利用回流液進行錯流過濾，但 這在一定程度上增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度和能量損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種潛水攪拌式水解酸化膜生物反應(yīng)器，用以 解決在水解酸化MBR反應(yīng)器中膜組件的嚴重污染問題以及水解酸化池水力攪拌問題。首 先，靠膜組件自身的旋轉(zhuǎn)造成膜面與接觸液面形成錯流，加大膜面水力剪切力，防止?jié)獠顦O 化層的形成，由于膜組件與主集水管之間存在一定的徑向距離，可以很大程度上解決由于 徑向距離產(chǎn)生的膜污染分布不均的問題。其次是通過膜組件自身的旋轉(zhuǎn)增加水力紊流，使 整個反應(yīng)器內(nèi)處于良好的水力條件，消除水解酸化池內(nèi)的短流現(xiàn)象。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種潛水攪拌式水解酸化膜生 物反應(yīng)器，包括填料，抽吸泵，電動轉(zhuǎn)輪機，傳動鏈條，密封軸承，出水管，水解酸化池，平板 膜組件；填料和平板膜組件在水解酸化池內(nèi)，填料在平板膜組件上方；平板膜組件包括中 空轉(zhuǎn)動主軸，膜片，內(nèi)環(huán)向鋼圈，外環(huán)向鋼圈，徑向鋼桿，中空轉(zhuǎn)動主軸水平置于水解酸化池中，上面垂直連接3 20組平行布置的膜組件轉(zhuǎn)盤，膜組件轉(zhuǎn)盤由內(nèi)環(huán)向鋼圈、外環(huán)向鋼圈 和3 6根徑向金屬桿組成，均以中空轉(zhuǎn)動主軸為圓心徑向分布于同一豎直面內(nèi)，徑向金屬 桿末端與中空轉(zhuǎn)動主軸焊接，內(nèi)環(huán)向鋼圈和外環(huán)向鋼圈固定在較長的徑向金屬桿的中部和 外端部，膜片在內(nèi)環(huán)向鋼圈和外環(huán)向鋼圈之間，四角分別固定在內(nèi)環(huán)向鋼圈和外環(huán)向鋼圈 上，每組內(nèi)環(huán)向鋼圈和外環(huán)向鋼圈間有3 6片膜片，膜片表面孔徑為0. 2 2μ m，膜片與 中空轉(zhuǎn)動主軸間通過軟管連接；中空轉(zhuǎn)動主軸一端封閉并與置于水解酸化池外的電動轉(zhuǎn)輪 機通過傳動鏈條連接，另一端通過密封軸承與抽吸泵和出水管連接；水解酸化池深度大于 6m ；填料底部與池底間距保持距離。外環(huán)向鋼圈直徑小于1. 5m,內(nèi)環(huán)向鋼圈直徑大于0. 6m, 兩個鋼圈直徑差為0. 4 0. 9m。平面上每一組膜組件轉(zhuǎn)動盤上方預(yù)留0. 6m寬與中空轉(zhuǎn)動 軸平行的空隙；垂直方向上，填料底部與池底部間距大于外環(huán)向鋼圈直徑0.5m。膜片的材 料為PVDF、PES或PS。膜片用內(nèi)絲螺紋固定在外環(huán)向鋼圈和內(nèi)環(huán)向鋼圈上。膜片組件中，中空轉(zhuǎn)動主軸必須為耐高強度材料，管壁具有足夠厚度以保證能 承受足夠扭矩，其通過密封軸承與抽吸泵連接的一端為負壓出水，負壓保持在0. 05 0. IMpa0外側(cè)環(huán)向鋼圈直徑小于1. 5m,內(nèi)鋼圈直徑大于0. 8m，兩個鋼圈內(nèi)徑差為0. 4 0. 6m,內(nèi)絲螺紋固定平板膜組件于兩個鋼圈。旋轉(zhuǎn)速度由傳動電機控制，轉(zhuǎn)速在3 30r/ min。膜面材料可以是PVDF、PES或PS。膜片組件的旋轉(zhuǎn)速度在3 30r/min。有益效果首先，本發(fā)明靠膜組件自身的旋轉(zhuǎn)造成膜面與接觸液面形成錯流，加大膜面水力 剪切力，防止?jié)獠顦O化層的形成，由于膜組件與主集水管之間存在一定的徑向距離，可以很 大程度上解決由于徑向距離產(chǎn)生的膜污染分布不均的問題。其次，通過膜組件自身的旋轉(zhuǎn)增加水力紊流，使整個反應(yīng)器內(nèi)處于良好的水力條 件，消除水解酸化池內(nèi)的短流現(xiàn)象。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)平面圖。圖2為圖1的1-1向剖面圖。圖3為膜組件轉(zhuǎn)盤，圖2中A向示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。某染紗廠廢水，主要污染物包括染料、常用助劑(精練劑、皂洗劑、螯合劑、固色 劑和軟油等)以及冰醋酸等。廢水經(jīng)過調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量水質(zhì)及PH后，廢水C0D&濃度為 1000mg/L，鹽類800mg/L，pH為8 9，然后通過潛水攪拌式水解酸化膜生物反應(yīng)器，在用如 附圖1、附圖2、附圖3所示的潛水攪拌式水解酸化膜生物反應(yīng)器對廢水進行處理，日處理量 為450m3/d，具體實施方式
為1.調(diào)節(jié)池的水直接進入潛水攪拌式水解酸化膜生物反應(yīng)器，兩個水解酸化池并聯(lián)設(shè)計，池中安裝填料1，水解酸化池設(shè)計HRT為16個小時，每個水解酸化池的有效池容為 300m3，池的尺寸為6. 2X5X10m，池內(nèi)保留膜組件的安裝和維修空間，水平放置的中空轉(zhuǎn)動 主軸5內(nèi)徑為100mm，5條徑向鋼桿11和內(nèi)環(huán)向鋼圈9、外環(huán)向鋼圈10，固定膜片6，膜片6 固定于內(nèi)環(huán)向鋼圈9和外環(huán)向鋼圈10之間，每個位置固定5片膜片6，每個組件上固定五組 膜片6。膜片6與中空軸5之間通過硅膠軟管12連接，由抽吸泵2通過中空軸集水。2.中空管轉(zhuǎn)動主軸5 —端封閉，通過傳動鏈條4與電動轉(zhuǎn)輪機3連接，一端負壓出 水，通過密封軸承7與抽吸泵2和出水管8連接，負壓保持在0. OSMPa03.外環(huán)向鋼圈10直徑為1.2m，內(nèi)環(huán)向鋼圈9直徑為0.5m，內(nèi)絲螺紋固定膜片6于 兩個鋼圈。每個膜片6的通量為0. 45噸/天，每個水解酸化池設(shè)計5根轉(zhuǎn)動軸，每根軸裝 置有9個膜組件轉(zhuǎn)盤；同時每個水解酸化池分別有5臺電動機和5臺抽水泵。電機轉(zhuǎn)速控 制在20r/min。膜面材料是PVDF。膜孔表面孔徑0. 2 μ m。4.水解酸化池深度為6. 2m，填料底部與池底間距為1. Sm。填料水平設(shè)置時保留 0. 8米空間，便于膜組件的安裝維修。
權(quán)利要求
1.一種潛水攪拌式水解酸化膜生物反應(yīng)器，包括填料，抽吸泵，電動轉(zhuǎn)輪機，傳動鏈條， 密封軸承，出水管，水解酸化池，平板膜組件；其特征在于所述填料(1)和平板膜組件在水 解酸化池內(nèi)，填料(1)在平板膜組件上方；所述平板膜組件包括中空轉(zhuǎn)動主軸(5)，膜組件 轉(zhuǎn)盤，所述的中空轉(zhuǎn)動主軸(5)水平置于水解酸化池中，上面垂直連接3 20組平行布置 的膜組件轉(zhuǎn)盤，膜組件轉(zhuǎn)盤由膜片(6)、內(nèi)環(huán)向鋼圈(9)、外環(huán)向鋼圈(10)和3 6根徑向金 屬桿(11)組成，均以中空轉(zhuǎn)動主軸(5)為圓心徑向分布于同一豎直面內(nèi)，徑向金屬桿(11) 末端與中空轉(zhuǎn)動主軸(5)焊接，所述內(nèi)環(huán)向鋼圈(9)和所述外環(huán)向鋼圈(10)固定在較長的 徑向金屬桿(11)的中部和外端部，所述膜片(6)在內(nèi)環(huán)向鋼圈(9)和外環(huán)向鋼圈(10)之 間，四角分別固定在內(nèi)環(huán)向鋼圈(9)和外環(huán)向鋼圈(10)上，每組內(nèi)環(huán)向鋼圈(9)和外環(huán)向 鋼圈(10)間有3 6片膜片(6)，膜片(6)表面孔徑為0.2 2μπι，膜片(6)與中空轉(zhuǎn)動 主軸(5)間通過軟管(12)連接；所述中空轉(zhuǎn)動主軸(5) —端封閉并與置于水解酸化池外的 電動轉(zhuǎn)輪機(3)通過傳動鏈條(4)連接，另一端通過密封軸承(7)與抽吸泵(2)和出水管 (8)連接；所述水解酸化池深度大于6m ；所述填料(1)底部與池底間距保持距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潛水攪拌式水解酸化膜生物反應(yīng)器，其特征在于外環(huán) 向鋼圈(10)直徑小于1. 5m,內(nèi)環(huán)向鋼圈(9)直徑大于0. 6m，兩個鋼圈直徑差為0. 4 0. 9m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種潛水攪拌式水解酸化膜生物反應(yīng)器，其特征在于 平面上每一組膜組件轉(zhuǎn)動盤上方預(yù)留0. 6m寬與中空轉(zhuǎn)動軸平行的空隙；垂直方向上，填料 ⑴底部與池底部間距大于外環(huán)向鋼圈(10)直徑0.5m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種潛水攪拌式水解酸化膜生物反應(yīng)器，其特征在于 所述膜片⑴的材料為PVDF、PES或PS。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種潛水攪拌式水解酸化膜生物反應(yīng)器，其特征在于所述 膜片(1)的材料為PVDF、PES或PS，膜片(1)用內(nèi)絲螺紋固定在外環(huán)向鋼圈(10)和內(nèi)環(huán)向 鋼圈(9)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種潛水攪拌式水解酸化膜生物反應(yīng)器。水解酸化池中設(shè)置可旋轉(zhuǎn)的平板膜組件，該膜組件同時具備水力攪拌和污泥混合液膜分離的雙重功能。膜組件具有中空式轉(zhuǎn)動主軸，中空式轉(zhuǎn)動主軸水平置于水解酸化反應(yīng)池中；中空轉(zhuǎn)動主軸上垂直連接若干個徑向金屬桿，以中空轉(zhuǎn)動主軸為軸心，通過徑向金屬桿設(shè)置兩個環(huán)向鋼圈。兩個環(huán)向鋼圈之間固定膜片。轉(zhuǎn)動主軸一端封閉，與池外的電動轉(zhuǎn)輪機通過鏈條連接，另一端通過密封軸承與抽吸泵和出水管連接。本發(fā)明可用于處理高濃度有機廢水，解決目前水解酸化反應(yīng)池泥水混合不均，厭氧膜生物反應(yīng)器中膜片表層易形成濾餅等技術(shù)難題。本發(fā)明模塊化設(shè)計，安裝簡易，便于維修，有著較強的實用價值。
文檔編號C02F3/00GK102001742SQ201010544739
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者付樂樂, 吳亮, 婁云鵬, 李俊生, 李方, 李盼, 楊波, 王歌, 田晴, 陶菲菲 申請人:東華大學(xué)