膜曝气生物膜反应器制造技术

本公开提供了一种水处理模块，包括中空纤维膜的束，中空纤维膜的束包括在底端部和顶端部之间延伸的处理部分，并且该中空纤维膜的束包括至少一个气体扩散器，该膜是透气且不透水的；至少在中空纤维膜的一端部中连结到生物膜生长支持气体源(BGSG)，并且构造成允许所述BGSG进入到空纤维膜中；并且该至少一个气体扩散器与束的底端部相关联并且构造成排放处于所述束的限定范围内的气泡，使得气泡在所述纤维之间穿过处理部分上升。本文还公开了利用该模块的装置、系统和方法。

Membrane aeration biofilm reactor

The invention provides a water treatment module, which comprises a hollow fiber membrane bundle, hollow fiber membrane bundle includes end extending between the section and the top end of the processing part in the bottom, and the hollow fiber membrane bundle includes at least one gas diffuser, the membrane is permeable and impermeable to support growth of gas; the source connected to the membrane at one end of the hollow fiber membranes (BGSG), and is configured to allow the BGSG to enter into the hollow fiber membrane; and the at least one gas diffuser and the bottom part of the beam is associated and configured to discharge at the beam within the bubble, the bubble in between the fiber part rising through processing. A device, system, and method of utilizing the module are also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】膜曝气生物膜反应器
本公开涉及膜曝气生物膜反应器(MABR)水处理技术。
技术介绍
下面列出了被认为是与本公开的主题的背景相关的参考文献：-美国专利申请公布第WO2008/130885号对本文上面参考文献的确认不应推断为意味着这些参考文献以任何方式与本公开主题的专利性相关。背景膜曝气生物膜反应器(MABR)系统通常利用微生物来去除存在于待处理水中的有机污染物。在一些MABR系统中，通过为生物膜提供氧气和可溶性有机化合物，生物膜在透气膜上生长。WO2008/130885描述了一种膜支撑的生物膜设备，其在容纳待处理水的罐中具有多个中空纤维的透气膜。这些膜具有约200微米或更小的外径并且占据罐容积的0.5％和4％，并且生物膜被支撑在待处理的水内的膜上。总体描述本公开涉及膜曝气生物膜反应器(MABR)技术。提供了体现该技术的水处理模块、反应器、系统和方法。生物水处理系统(诸如使用MABR技术的那些生物水处理系统)在操作期间易于被过量生物膜在膜的外表面上的生长堵塞，特别是在水中存在悬浮固体的情况下，从而导致水处理系统的性能下降。本公开的MABR技术的有益效果之一是减少这样的堵塞。本公开的MABR包括中空纤维膜的束和气体扩散器，该气体扩散器构造成用于排放穿过中空纤维膜的束的处理部分并且在中空纤维膜的束的处理部分的限定范围内上升的气泡。因此，通过本公开的一个实施方案，提供了一种水处理模块，其包括透气且不透水的中空纤维膜的束。中空纤维膜的束包括在中空纤维膜的束的底端部和顶端部之间延伸的处理部分并包括至少一个气体扩散器。中空纤维膜的束在其两端部的一个端部或两个端部处连结到第一类型气体源，该第一类型气体源是支持生物膜生长的气体种类，并且该中空纤维膜的束构造成允许该第一类型气体进入到相应的端部中。该气体被供应到中空纤维的内腔中，目的是穿过膜扩散到水中，并从而支持生物膜生长。该气体在本文中将称为“生物膜生长支持气体”或缩写为“BGSG”。至少一个气体扩散器在功能上与束的底端部相关联(例如，可以与束的底端部一体地形成或放置在束的底端部附近)，并且构造成排放处于束的限定范围内的气泡，使得在操作中气泡在纤维之间穿过处理部分上升。换句话说，从至少一个扩散器排放出的气泡在束的限定范围内、至少在束的处理部分处向上漂移，并导致过量生物膜从膜上冲刷离开，搅拌和混合中空纤维膜附近的水。供应到至少一个扩散器并从该至少一个扩散器排放出的气体在本文中将被称为“辅助气体”或缩写为“AG”。如以下还将指出的，BGSG和AG可以是相同的气体或可以是不同的气体。由本公开的另一方面提供了包括本公开的一个或多个模块的水处理反应器。本公开的另一方面提供了一种水处理系统，其包括一个或多个水处理罐，在罐的每一个内的一个或多个水处理模块，和一个或多个气体管道装置。一个或更多个水处理模块中的每一个可以是上面所描述的模块，并且包括透气且不透水的中空纤维膜的束。在该系统内，束中的每一个具有大致竖直的定向，其中处理部分在束的底端部和顶端部之间延伸。至少一个气体扩散器在功能上与束的底端部相关联并且构造成排放处于束的限定范围内的AG的气泡，使得这些气泡在中空纤维之间穿过处理部分上升。该一个或更多个气体管道装置中的至少一个构造成将BGSG供应到纤维的一个端处，以允许气体进入到中空纤维的内腔中。气体管道装置还构造成将AG供应到至少一个扩散器。在一些实施方案中，用于供应AG和用于供应BGSG的管道装置将是不同的，即使在AG和BGSG是相同的气体的情况下，因为供应团体(supplyregiment)通常可能是不同的。用于AG的气体管道装置在本文中将被称为“AG管道装置”，并且BGSG的气体管道装置称为“BGSG管道装置”，并且相应的气体源将被称为“AG源”和“BGSG源”。AG源和BGSG源可以是加压气体罐，可以是气泵或其组合。AG和BGSG管道装置还可以包括气体压力调节器、阀、其它流量调节器等，以根据需要适当地控制气体流速、压力和供应进度。BGSG根据待在膜上生长的生物膜的类型来选择，在膜上生长的生物膜的类型进而依赖于待处理的水中的污染物的类型。具体来说，气体可以是空气、富氧的空气或添加有甲烷、纯氧、纯甲烷或任何含甲烷气体或含氧气体的空气。例如，在待处理的水包括有机物和/或铵化合物情况下，水处理气体通常是富含氧的气体。在待处理的水包括含氮氧化物的化合物(如硝酸盐)的情况下，水处理气体也可以是富含甲烷的气体。另一方面，本公开提供了一种水处理方法，其包括在膜曝气生物膜反应器中处理水，并排放气泡，使得气泡穿过反应器的中空纤维膜的束的处理部分并在反应器的中空纤维膜的束的处理部分的限定范围内上升。根据该方法的一个实施方案，待处理的水与本文所描述的种类的一个或更多个处理模块接触。将BGSG引入中空纤维的内腔(通常从一端部到另一端部穿过其中)并且使AG从扩散器中排放出，使得气泡在束的限定范围内并且在纤维之间穿过处理部分上升。通过一个实施方案，纤维紧固地保持在束的底端部和顶端部中的至少一个中。这种紧固的保持可以通过安装在束的底端部或顶端部中的一者或两者处的灌封元件来实现。通过一些实施方案，AG气体扩散器可以在束的底端部处与灌封元件成一体。灌封元件可以是浇铸元件；例如浇铸在纤维的端部部分上。通过一个实施方案，至少一个气体扩散器包括定位在束的底端部的限定范围内的气体出口。通过其它实施方案，至少一个气体扩散器包括定位在束的底端部部分的限定范围之外的气体出口。该实施方案中的模块还包括用于引导/推动所排放的气泡流入束的限定范围中并因此穿过束的中空纤维的输送元件。这种输送元件可以是包围束的至少底端部和处理部分的大部分的套筒元件的形式。在一些实施方案中，输送元件包围中空纤维束的底端部和处理部分。气泡从至少一个扩散器的排放通过一些实施方案可以是连续的，并且通过其它实施方案可以是间歇的。附图简述为了更好地理解本文中所公开的主题并例证该主题可以在实践中如何实现，现将参照附图仅通过非限制性示例来描述实施方案，在附图中：图1A、图1B和图1C是根据本公开的实施方案的水处理模块的示意图，包括透视图(图1A)，该模块的分解图(图1B)和底部部分的横截面图，为了说明的目的，未示出中心纤维中的一些(图1C)。图2A和图2B是图1A-1C中所示种类的一组水处理模块的示意性透视图(图2A)和该堆叠部的放大局部侧视图(图2B)。图3A、图3B和图3C是本公开的水处理模块的另一个实施方案的示意图，包括侧视透视图(图3A)、仰视透视图(图3B)和纵向透视截面图，为了说明的目的，未示出中心纤维中的一些(图3C)。图4是根据本公开的另一实施方案的模块的底部部分的示意性透视横截面图，为了说明的目的，未示出中心光纤中的一些。图5是包括图1A-1C和图2A-2B中所示种类的模块的水处理罐的示意性局部横截面图。图6A、图6B、图6C和图6D是根据本公开的实施方案的水处理模块的示意图，包括透视图(图6A)，分解图(图6B)，底部部分的透视纵向横截面图，为了说明的目的，未示出中心纤维中的一些(图6C)以及底端部部分的透视水平横截面图，为了说明的目的，未示出中心纤维(图6D)。图7是根据本公开的实施方案的水处理系统的示意图。详细描述在将参考附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水处理模块，包括中空纤维膜的束，其包括在底端部和顶端部之间延伸的处理部分，并且包括至少一个气体扩散器，所述膜是透气且不透水的；至少在所述中空纤维膜的一端部中连结到生物膜生长支持气体(BGSG)的源，并且构造成允许所述BGSG进入到所述中空纤维膜中；并且所述至少一个气体扩散器与所述束的底端部相关联并且构造成排放处于所述束的限定范围内的气泡，使得气泡在所述纤维之间穿过所述处理部分上升。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.28 US 62/097,0891.一种水处理模块，包括中空纤维膜的束，其包括在底端部和顶端部之间延伸的处理部分，并且包括至少一个气体扩散器，所述膜是透气且不透水的；至少在所述中空纤维膜的一端部中连结到生物膜生长支持气体(BGSG)的源，并且构造成允许所述BGSG进入到所述中空纤维膜中；并且所述至少一个气体扩散器与所述束的底端部相关联并且构造成排放处于所述束的限定范围内的气泡，使得气泡在所述纤维之间穿过所述处理部分上升。2.根据权利要求1所述的水处理模块，其中，所述纤维在所述底端部和所述顶端部中的至少一个中紧固地保持在一起。3.根据权利要求1或2所述的水处理模块，包括一个或两个灌封元件，所述一个或两个灌封元件各自与所述束的端部相关联。4.根据权利要求3所述的水处理模块，其中，所述气体扩散器与底部灌封元件是一体的。5.根据权利要求3或4所述的水处理模块，其中，所述灌封元件是浇铸元件。6.根据权利要求3、4或5所述的水处理模块，其中，所述灌封元件浇铸在所述纤维的端部部分上。7.根据前述权利要求中的任一项所述的水处理模块，其中，所述气体扩散器包括定位在所述束的底端部部分的限定范围内的气体出口。8.根据权利要求1-6中的任一项所述的水处理模块，其中，所述气体扩散器包括定位在所述束的底端部部分的限定范围之外的气体出口。9.根据前述权利要求中任一项所述的水处理模块，包括用于将所排放的气泡输送到所述束的限定范围内的输送元件。10.根据权利要求9所述的水处理模块，其中，所述输送元件是包围所述束的至少底端部部分的套筒元件。11.根据前述权利要求中任一项所述的水处理模块，包括包围所述处理部分的至少大部分的套筒元件。12.一种水处理设备，包括一个或更多个前述权利要求中任一项所述的模块。13.一种水处理系统，包括：一个或更多个水处理罐，在所述罐的每一个内的一个或更多个水处理模块，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：RI·谢克特尔，史蒂文·D·克劳斯，
申请(专利权)人：埃墨伏希有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL