一種移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器，包括移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器、正滲透膜分離裝置和反滲透膜分離裝置，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器包括帶有頂部開(kāi)口的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體、安裝在所述移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體頂部開(kāi)口處的拆卸式封蓋，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體設(shè)有進(jìn)水口、排泥口和出水口，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體內(nèi)腔配有曝氣裝置，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體內(nèi)腔填充生物載體；正滲透膜分離裝置包括正滲透膜組件、驅(qū)動(dòng)液蓄水箱和驅(qū)動(dòng)液回收箱；反滲透膜分離裝置包括反滲透膜組件和高壓泵。本發(fā)明的有益效果是：處理過(guò)程中幾乎不會(huì)出現(xiàn)膜污染；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)去除效率顯著上升；出水水質(zhì)好，膜通量高；綠色、節(jié)約、可持續(xù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]正滲透膜生物反應(yīng)器是將正滲透技術(shù)與膜生物反應(yīng)器相結(jié)合形成的一種污水處理系統(tǒng)，集正滲透的截留作用和活性污泥的降解作用于一身。正滲透膜生物反應(yīng)器是一種低膜污染的膜生物反應(yīng)器，幾乎沒(méi)有膜污染或者所有的膜污染都是可逆的。其優(yōu)點(diǎn)有:(I)正滲透膜在低壓或無(wú)壓條件下運(yùn)行，膜污染幾率低，能耗低；(2)稀釋的驅(qū)動(dòng)液通過(guò)反滲透系統(tǒng)后重復(fù)利用，不產(chǎn)生濃縮含鹽水且具有較高的純水回收率；(3)依靠正滲透的截留作用，系統(tǒng)的出水水質(zhì)好且不易造成膜污染?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，正滲透膜生物反應(yīng)器正廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水處理等領(lǐng)域。
[0003]雖然正滲透膜生物反應(yīng)器技術(shù)相較于傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器已具有巨大的優(yōu)勢(shì)，但目前為止仍存在較多難以克服的問(wèn)題，如反應(yīng)器內(nèi)鹽分積累、長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生膜污染以及反應(yīng)器對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)去除效率低下等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服傳統(tǒng)正滲透膜生物反應(yīng)器存在反應(yīng)器內(nèi)鹽分積累、長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生膜污染以及反應(yīng)器對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)去除效率低下的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種采用正滲透膜、反滲透膜與多孔懸浮球填料，多種處理方式相結(jié)合，具有出水水質(zhì)好、運(yùn)行及管理成本低、膜滲透過(guò)程能耗低、綠色可持續(xù)等特點(diǎn)的移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器。
[0005]本發(fā)明所述的一種移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器，包括移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器、正滲透膜分離裝置和反滲透膜分離裝置，其特征在于:所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器包括帶有頂部開(kāi)口的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體、安裝在所述移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體頂部開(kāi)口處的拆卸式封蓋，所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體設(shè)有進(jìn)水口、排泥口和出水口，所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體內(nèi)腔配有曝氣裝置，并且所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體內(nèi)腔填充生物載體;所述的正滲透膜分離裝置包括正滲透膜組件、驅(qū)動(dòng)液蓄水箱和驅(qū)動(dòng)液回收箱，所述的正滲透膜組件的表面包覆正滲透膜，所述的正滲透組件的驅(qū)動(dòng)液進(jìn)水管與所述的驅(qū)動(dòng)液蓄水箱出水口管路連通，所述的正滲透組件的出水收集管與所述的驅(qū)動(dòng)液回收箱的進(jìn)水口管路連通;所述的反滲透膜分離裝置包括反滲透膜組件和高壓栗，所述的反滲透膜組件的表面包覆反滲透膜，所述的高壓栗的進(jìn)水口與所述的驅(qū)動(dòng)液回收箱的出液口管路連通，所述的高壓栗的出水口與所述的反滲透膜組件的進(jìn)液口管路連通，所述的反滲透膜分離組件的出液口與所述的驅(qū)動(dòng)液蓄水箱的進(jìn)液口管路連通，并且所述的高壓栗與所述的反滲透膜組件之間的管路上配有控制管內(nèi)液體流速的進(jìn)水閥。
[0006]所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體底部減縮形成進(jìn)水口，并且所述的進(jìn)水口的側(cè)面設(shè)有帶有閥門(mén)的排泥口，所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體的頂端一側(cè)設(shè)有溢流堰，并且所述的溢流堰側(cè)壁設(shè)有與外界連通的出水口。
[0007]所述的曝氣裝置包括布?xì)庵Ч?、支撐體和導(dǎo)氣管，所述的導(dǎo)氣管通過(guò)支撐體安裝在所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體內(nèi)部，其中所述的導(dǎo)氣管一端與外部的氣源連通，導(dǎo)氣管的另一端與所述的布?xì)庵Ч苓M(jìn)氣端口連通。
[0008]所述的導(dǎo)氣管設(shè)置在所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體內(nèi)側(cè)面，所述的布?xì)庵Ч茉O(shè)置在所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體的底部。
[0009]所述的正滲透膜組件為圓柱形，其中所述的驅(qū)動(dòng)液進(jìn)水管設(shè)置在正滲透膜組件底部，出水收集管設(shè)置在正滲透膜組件頂部。
[0010]所述的正滲透膜與反滲透膜均為具有截鹽作用的醋酸纖維素膜;所述的正滲透膜的結(jié)構(gòu)型式為平板型。
[0011]所述的生物載體為體積為Icm3的多孔懸浮球填料，占移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器體積的30%?70%。
[0012]所述的驅(qū)動(dòng)液為與非離子型表面活性劑相結(jié)合的無(wú)機(jī)鹽水溶液;所述的無(wú)機(jī)鹽水溶液為氯化鈉水溶液。
[0013]該移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器可由有機(jī)玻璃或混凝土制作，其工作原理與運(yùn)行過(guò)程為:污水經(jīng)進(jìn)水栗持續(xù)從所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器底部進(jìn)水口進(jìn)入，驅(qū)動(dòng)液也被栗入正滲透膜組件中，由于正滲透膜兩側(cè)壓力不同，污水通過(guò)滲透壓滲入膜組件中將驅(qū)動(dòng)液稀釋?zhuān)幌♂尩尿?qū)動(dòng)液流入驅(qū)動(dòng)液回收箱中，在高壓栗的作用下，通過(guò)進(jìn)水閥進(jìn)入反滲透膜組件內(nèi)，反滲透組件分離后純凈的出水回收再利用，濃縮后的驅(qū)動(dòng)液溶質(zhì)則循環(huán)到驅(qū)動(dòng)液蓄水箱中繼續(xù)使用。污水中其他截留在移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器中的污染物與反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)曝氣作用不斷運(yùn)動(dòng)的多孔懸浮球填料接觸，在填料內(nèi)外表面形成生物膜，利用生物膜內(nèi)微生物的代謝活動(dòng)，使污水得到凈化，之后從溢流堰的出水口排出。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:1、處理過(guò)程中幾乎不會(huì)出現(xiàn)膜污染。其主要原因?yàn)?(I)正滲透膜中的驅(qū)動(dòng)力為膜滲透壓，水力壓力可忽略不計(jì)，另外，研究發(fā)現(xiàn)膜表面幾乎所有的有機(jī)和無(wú)機(jī)膜污染物均可逆，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理便可恢復(fù)通量；(2)以底層曝氣的方式驅(qū)動(dòng)反應(yīng)器內(nèi)部的多孔懸浮球填料，使填料與膜表面充分接觸，去除膜表面的污染物質(zhì)，從而避免采用為抑制或破壞污染層而采取的流體擾動(dòng)措施，有效提高了系統(tǒng)的處理性能；(3)采用的正滲透膜對(duì)無(wú)機(jī)鹽具有選擇透過(guò)性，正滲透膜組件內(nèi)部的無(wú)機(jī)鹽溶液幾乎無(wú)法滲入到移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器中；同時(shí)選擇的與非離子型表面活性劑相結(jié)合的無(wú)機(jī)鹽水溶液能有效降低膜表面的鹽分累積，從而降低了膜表面的無(wú)機(jī)污染。
[0015]2、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)去除效率顯著上升。一方面由于膜污染得到有效控制，在無(wú)后顧之憂后，生物反應(yīng)器內(nèi)可容納高濃度的活性污泥，極大縮短了生化反應(yīng)時(shí)間，強(qiáng)化了生化處理的效能；另一方面，在底部曝氣作用下，多孔懸浮球填料持續(xù)接觸污水并在其內(nèi)外表面形成生物膜，通過(guò)生物膜上的微生物作用強(qiáng)化了污水凈化。
[0016]3、出水水質(zhì)好，膜通量高?，F(xiàn)有的正滲透膜生物反應(yīng)器面臨著大量鹽分積累的挑戰(zhàn)，本發(fā)明與非離子型表面活性劑相結(jié)合的無(wú)機(jī)鹽水溶液可有效提升水通量并降低鹽分反滲到生物反應(yīng)器內(nèi)，過(guò)程中無(wú)動(dòng)力污染。正滲透膜組件稀釋后的無(wú)機(jī)鹽溶液經(jīng)反滲透膜分離系統(tǒng)處理之后的水純度高;污水經(jīng)移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器處理后，出水水質(zhì)優(yōu)良，可直接排放或回用。
[0017]4、綠色、節(jié)約、可持續(xù)。處理過(guò)程能耗低，且節(jié)約清洗費(fèi)用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，對(duì)所需材質(zhì)無(wú)特殊要求，投資建設(shè)成本低；另外，由于無(wú)膜污染問(wèn)題，系統(tǒng)所用膜的壽命長(zhǎng)，耗材較少;無(wú)濃水排放，系統(tǒng)可持續(xù)高效運(yùn)行，契合當(dāng)下環(huán)保要求。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明
[0020]參照附圖:
[0021]實(shí)施例1本發(fā)明所述的一種移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器，包括移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器1、正滲透膜分離裝置2和反滲透膜分離裝置3，所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器I包括帶有頂部開(kāi)口的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體4、安裝在所述移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體4頂部開(kāi)口處的拆卸式封蓋5，所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體4設(shè)有進(jìn)水口 8、排泥口 10和出水口7，所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體4內(nèi)腔配有曝氣裝置11，并且所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體4內(nèi)腔填充生物載體;所述的正滲透膜分離裝置2包括正滲透膜組件13、驅(qū)動(dòng)液蓄水箱12和驅(qū)動(dòng)液回收箱14，所述的正滲透膜組件13的表面包覆正滲透膜16，所述的正滲透組件13的驅(qū)動(dòng)液進(jìn)水管15與所述的驅(qū)動(dòng)液蓄水箱12出水口管路連通，所述的正滲透組件13的出水收集管與所述的驅(qū)動(dòng)液回收箱14的進(jìn)水口管路連通;所述的反滲透膜分離裝置2包括反滲透膜組件20和高壓栗18，所述的反滲透膜組件20的表面包覆反滲透膜，所述的高壓栗18的進(jìn)水口與所述的驅(qū)動(dòng)液回收箱14的出液口管路連通，所述的高壓栗18的出水口與所述的反滲透膜組件20的進(jìn)液口管路連通，所述的反滲透膜分離組件20的出液口與所述的驅(qū)動(dòng)液蓄水箱12的進(jìn)液口管路連通，并且所述的高壓栗18與所述的反滲透膜組件20之間的管路上配有控制管內(nèi)液體流速的進(jìn)水閥19。
[0022]所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體4底部減縮形成進(jìn)水口8，并且所述的進(jìn)水口 8的側(cè)面設(shè)有帶有閥門(mén)9的排泥口 10，所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體4的頂端一側(cè)設(shè)有溢流堰6，并且所述的溢流堰6側(cè)壁設(shè)有與外界連通的出水口 7。
[0023]所述的曝氣裝置11包括布?xì)庵Ч?1、支撐體22和導(dǎo)氣管23，所述的導(dǎo)氣管23通過(guò)支撐體22安裝在所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體4內(nèi)部，其中所述的導(dǎo)氣管23—端與外部的氣源連通，導(dǎo)氣管23的另一端與所述的布?xì)庵Ч苓M(jìn)氣端口連通。
[0024]所述的導(dǎo)氣管23設(shè)置在所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體4內(nèi)側(cè)面，所述的布?xì)庵Ч?1設(shè)置在所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體4的底部。
[0025]所述的正滲透膜組件13為圓柱形，其中所述的驅(qū)動(dòng)液進(jìn)水管15設(shè)置在正滲透膜組件13底部，出水收集管17設(shè)置在正滲透膜組件13頂部。
[0026]所述的正滲透膜16與反滲透膜均為具有截鹽作用的醋酸纖維素膜;所述的正滲透膜16的結(jié)構(gòu)型式為平板型。
[0027]所述的生物載體為體積為Icm3的多孔懸浮球填料，占移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器體積的30%?70%。
[0028]所述的驅(qū)動(dòng)液為與非離子型表面活性劑相結(jié)合的無(wú)機(jī)鹽水溶液;所述的無(wú)機(jī)鹽水溶液為氯化鈉水溶液。
[0029]該移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器可由有機(jī)玻璃或混凝土制作，其工作原理與運(yùn)行過(guò)程為:污水經(jīng)進(jìn)水栗持續(xù)從所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體I底部進(jìn)水口 8進(jìn)入，驅(qū)動(dòng)液也被栗入正滲透膜組件13中，由于正滲透膜16兩側(cè)壓力不同，污水通過(guò)滲透壓滲入膜組件中將驅(qū)動(dòng)液稀釋?zhuān)幌♂尩尿?qū)動(dòng)液流入驅(qū)動(dòng)液回收箱14中，在高壓栗18的作用下，通過(guò)進(jìn)水閥19進(jìn)入反滲透膜組件20內(nèi)，反滲透組件20分離后純凈的出水回收再利用，濃縮后的驅(qū)動(dòng)液溶質(zhì)則循環(huán)到驅(qū)動(dòng)液蓄水箱12中繼續(xù)使用。污水中其他截留在移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器中的污染物與反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)曝氣作用不斷運(yùn)動(dòng)的多孔懸浮球填料接觸，在填料內(nèi)外表面形成生物膜，利用生物膜內(nèi)微生物的代謝活動(dòng)，使污水得到凈化，之后從溢流堰6的出水口 7排出。
[0030]本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器，包括移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器、正滲透膜分離裝置和反滲透膜分離裝置，其特征在于:所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器包括帶有頂部開(kāi)口的移動(dòng)床生膜物反應(yīng)器本體、安裝在所述移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體頂部開(kāi)口處的拆卸式封蓋，所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體設(shè)有進(jìn)水口、排泥口和出水口，所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體內(nèi)腔配有曝氣裝置，并且所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體內(nèi)腔填充生物載體;所述的正滲透膜分離裝置包括正滲透膜組件、驅(qū)動(dòng)液蓄水箱和驅(qū)動(dòng)液回收箱，所述的正滲透膜組件的表面包覆正滲透膜，所述的正滲透組件的驅(qū)動(dòng)液進(jìn)水管與所述的驅(qū)動(dòng)液蓄水箱出水口管路連通，所述的正滲透組件的出水收集管與所述的驅(qū)動(dòng)液回收箱的進(jìn)水口管路連通;所述的反滲透膜分離裝置包括反滲透膜組件和高壓栗，所述的反滲透膜組件的表面包覆反滲透膜，所述的高壓栗的進(jìn)水口與所述的驅(qū)動(dòng)液回收箱的出液口管路連通，所述的高壓栗的出水口與所述的反滲透膜組件的進(jìn)液口管路連通，所述的反滲透膜分離組件的出液口與所述的驅(qū)動(dòng)液蓄水箱的進(jìn)液口管路連通，并且所述的高壓栗與所述的反滲透膜組件之間的管路上配有控制管內(nèi)液體流速的進(jìn)水閥。2.如權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體底部減縮形成進(jìn)水口，并且所述的進(jìn)水管的側(cè)面設(shè)有帶有閥門(mén)的排泥口，所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體的頂端一側(cè)設(shè)有溢流堰，并且所述的溢流堰側(cè)壁設(shè)有與外界連通的出水口。3.如權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述的曝氣裝置包括布?xì)庵Ч?、支撐體和導(dǎo)氣管，所述的導(dǎo)氣管通過(guò)支撐體安裝在所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體內(nèi)部，其中所述的導(dǎo)氣管一端與外部的氣源連通，導(dǎo)氣管的另一端與所述的布?xì)庵Ч苓M(jìn)氣端口連通。4.如權(quán)利要求3所述的一種移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述的導(dǎo)氣管設(shè)置在所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體內(nèi)側(cè)面，所述的布?xì)庵Ч茉O(shè)置在所述的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器本體的底部。5.如權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述的正滲透膜組件為圓柱形，其中所述的驅(qū)動(dòng)液進(jìn)水管設(shè)置在正滲透膜組件底部，出水收集管設(shè)置在正滲透膜組件頂部。6.如權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述的正滲透膜與反滲透膜均為具有截鹽作用的醋酸纖維素膜;所述的正滲透膜的結(jié)構(gòu)型式為平板型。7.如權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述的生物載體為體積為Icm3的多孔懸浮球填料，占移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器體積的30 %?70 %。8.如權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)床生物膜耦合滲透膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)液為與非離子型表面活性劑相結(jié)合的無(wú)機(jī)鹽水溶液;所述的無(wú)機(jī)鹽水溶液為氯化鈉水溶液。
【文檔編號(hào)】C02F3/12GK105858872SQ201610187537
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】金仁村, 史志堅(jiān), 郭瓊, 張正哲, 徐佳佳, 陳倩倩, 姜曉燕, 許軼群, 黃梅
【申請(qǐng)人】杭州師范大學(xué)