基于重力作用的强化分离柱状一体膜式生物反应器制造技术

技术编号:23466714 阅读:21 留言:0更新日期:2020-03-06 10:12
本发明专利技术涉及膜生物反应器,公开了基于重力作用的强化分离柱状一体膜式生物反应器,其包括反应器壳体(1),还包括可调控曝气装置(2),可调控曝气装置(2)包括曝气管(21)和输气总管(22),曝气管(21)沿竖直方向依次插入反应器壳体(1)中并对反应器壳体(1)内不同水平高度进行曝气,每个曝气管(21)上均安装有调节阀(210)。本发明专利技术本申请通过对水质进行A/O段、污泥回流和强剪切交错流段的适应性控制,通过生物降解段充分降解对应组分;基于重力分离+机械分离(生物挂膜)分离污泥和其它组分,创造良好的膜段环境;基于强剪切交错流的膜组件截留分离;反应器内各模块均可拆卸维护。

Enhanced separation column integrated membrane bioreactor based on gravity

【技术实现步骤摘要】
基于重力作用的强化分离柱状一体膜式生物反应器
本专利技术涉及膜生物反应器,尤其涉及了一种基于重力作用的强化分离柱状一体膜式生物反应器。
技术介绍
一体式膜生物反应器通过将膜分离技术与生物降解技术进行整合,不仅省去二沉池的建设,同时大大提高了固液分离的效率,并且基于膜分离作用,反应器内活性污泥浓度增加,以及特效菌种的出现(特别是优势菌群),提高了生化反应降解的速度。从技术原理上来分析,膜生物反应器中,由于膜的分离作用,降解时间长的可溶性大分子化合物必然被截留,并返回制生物反应器中进一步降解,即其对应的水力停留时间必然相应延长,可得到充分降解。与之相对应,世代较长的硝化细菌可在生物反应器中得到积累,硝化效果必然得到提升。这种良性的循环体系的结果,必然相较于传统的活性污泥法,具有出水有机物含量、产泥量、总氮和总磷含量都会明显下降。另外,膜生物反应器中膜组件的截留,还可以承担细菌去除的作用。当然,膜生物反应器的截留作用,还可以一定程度上消除污泥膨胀现象。膜生物反应器内微生物浓度的大幅提升,必然可以相应提升生物反应器的容积处理负荷,这又在很大程度上提升了整个膜生物反应器的抗冲击负荷能力。这些显著的有点,是一体式膜生物反应器得以发展的根本原因,也是其成为水处理技术重要方法的关键所在。但是,也正是由于一体式膜组件在截留作用中,膜组件在复杂的水质环境条件下,与各种复杂组分的直接接触,导致膜生物反应器存在运行污染的问题。膜组件需要定期冲洗和更换,导致膜生物反应器的运行能耗和运行费用方面存在一定的局限性。在一体式膜生物反应器中,柱状反应器具有结构紧凑,占地面积小的特点。但也正是由于这一特点,会带来几个方面的问题:1)柱状反应器是一个整体,由于曝气过程的搅拌作用,会导致一体式膜生物反应器中膜组件所处水质环境的恶化,这是导致膜组件污染的根本原因;2)传统柱状反应器曝气从底部推送,气力诱导和搅拌作用,会破坏厌氧硝化形成的条件,不利于硝化过程的进行。如何克服这两个问题,是柱状一体式膜生物反应器必须解决的难点所在。目前,专利名称为膜曝气膜生物反应器,专利号为201580070647.4的专利技术专利,还存在膜组件污染易被污染和易破坏厌氧硝化形成条件的缺陷。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中膜组件污染易被污染和易破坏厌氧硝化形成条件的缺点,提供了一种基于重力作用的强化分离柱状一体膜式生物反应器。为了解决上述技术问题,本专利技术通过下述技术方案得以解决:基于重力作用的强化分离柱状一体膜式生物反应器,包括反应器壳体,反应器壳体的下端设有进水口,反应器壳体的上端设有出水口,反应器壳体为空心柱状体,还包括可调控曝气装置,可调控曝气装置包括曝气管和输气总管,输气总管与曝气管连接并向曝气管供气,曝气管有多根,曝气管沿竖直方向依次插入反应器壳体中并对反应器壳体内不同水平高度进行曝气,每个曝气管上均安装有调节阀。作为优选,曝气管包括上曝气管和下曝气管,下曝气管有多个且均匀排列在反应器壳体内,上曝气管在反应器壳体进行耗氧曝气,下曝气管在反应器壳体在不破坏缺氧环境的条件下进行污泥气力搅拌。通过气量的控制,在不破坏缺氧环境的前提下进行污泥搅拌,以达成污泥处于蠕动状态,避免结块且利于污泥持续均匀回流。作为优选,反应器壳体内还安装有同心环形分离装置,同心环形分离装置包括多个相互套设的分离环,分离环的环面直径由上至下逐渐减小,分离环的环面与水平面的夹角为α,α根据实际水质情况可进行适应性调节。α的作用在于形成斜板沉淀的效应,具体取值可根据水质情况进行调节。同一组同心环形分离装置中的分离环之间平行设置,同一组同心环形分离装置中的分离环之间间距相同。作为优选,分离环材质采用易于挂生物膜的材质,分离环上挂设有生物膜。达成利用生物膜进一步实现水处理的目标作为优选,还包括安装在分离环上的档环,档环的下环面与分离环的上环面固接,档环的环面直径由下至上逐渐增大,档环的环面与水平面的夹角为β,β的作用在于利用惯性作用分离杂质,其角度根据水质特性和污泥回流需要进行适应性调节。作为优选,还包括两组同心环形分离装置,两组同心环形分离装置上下设置并位于上曝气管和下曝气管之间,每组同心环形分离装置均包括多个相互套设的分离环,分离环的环面直径由上至下逐渐减小。作为优选,还包括污泥回流装置,污泥回流装置包括进管和出管,进管的外端端和出管的外端相互连通,进管的内端和出管的内端均与反应器壳体内部连通,进管和出管上均设有回流调节阀。作为优选,进管上设有多个与反应器壳体内部连通的进口,进口圆周分布在反应器壳体并向内输送回污泥。该系统确保污泥回流的连续性,同时上部污泥进口可多方向或者环状设置,保证污泥回流的均匀分布,提升反应器的处理效率。作为优选,还包括污泥搅拌气力装置,污泥搅拌气力装置位于反应器壳体底部,污泥搅拌气力装置为空心结构,污泥搅拌气力装置上设有曝气孔,曝气管与污泥搅拌气力装置内腔连通并通过曝气孔进行曝气。作为优选,反应器壳体的底部为倒置的锥形筒体,进水口位于反应器壳体的下端,污泥搅拌气力装置位于进水口上方的锥形筒体内,污泥搅拌气力装置包括均为空心结构的支撑杆和搅拌杆,支撑杆与曝气管连接,搅拌杆有多根,搅拌杆倾斜设置,搅拌杆靠近反应器壳体底部的锥形筒体内壁设置,曝气孔位于搅拌杆上或支撑杆和搅拌杆上。本专利技术由于采用了以上技术方案,具有显著的技术效果:本申请通过对水质进行A/O段、污泥回流和强剪切交错流段的适应性控制,通过生物降解段充分降解对应组分;基于重力分离+机械分离(生物挂膜)分离污泥和其它组分,创造良好的膜段环境;基于强剪切交错流的膜组件截留分离;反应器内各模块均可拆卸维护。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是图1的同心环形分离装置的俯视图。图3是图1的同心环形分离装置的剖视图。附图中各数字标号所指代的部位名称如下:1—反应器壳体、2—可调控曝气装置、3—同心环形分离装置、4—污泥回流装置、5—污泥搅拌气力装置、11—进水口、12—出水口、21—曝气管、22—输气总管、210—调节阀、211—上曝气管、212—下曝气管、31—分离环、32—档环、41—进管、42—出管、43—回流调节阀、411—进口、51—支撑杆、52—搅拌杆。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1基于重力作用的强化分离柱状一体膜式生物反应器,如图所示,包括反应器壳体1,反应器壳体1的下端设有进水口11,反应器壳体1的上端设有出水口12,反应器壳体1为空心柱状体,还包括可调控曝气装置2,可调控曝气装置2包括曝气管21和输气总管22,输气总管22与曝气管21连接并向曝气管21供气,曝气管21有多根,曝气管21沿竖直方向依次插入反应器壳体1中并对反应器壳体1内不同水平高度进行曝气,每个曝气管21上均安装有调节阀210。曝气管21包括上曝气管211和下曝气管212,下曝气管212有多个且均匀排列在反应器本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.基于重力作用的强化分离柱状一体膜式生物反应器,包括反应器壳体(1),反应器壳体(1)的下端设有进水口(11),反应器壳体(1)的上端设有出水口(12),其特征在于:还包括可调控曝气装置(2),可调控曝气装置(2)包括曝气管(21)和输气总管(22),输气总管(22)与曝气管(21)连接并向曝气管(21)供气,曝气管(21)有多根,曝气管(21)沿竖直方向依次插入反应器壳体(1)中并对反应器壳体(1)内不同水平高度进行曝气,每个曝气管(21)上均安装有调节阀(210)。/n

【技术特征摘要】
1.基于重力作用的强化分离柱状一体膜式生物反应器,包括反应器壳体(1),反应器壳体(1)的下端设有进水口(11),反应器壳体(1)的上端设有出水口(12),其特征在于:还包括可调控曝气装置(2),可调控曝气装置(2)包括曝气管(21)和输气总管(22),输气总管(22)与曝气管(21)连接并向曝气管(21)供气,曝气管(21)有多根,曝气管(21)沿竖直方向依次插入反应器壳体(1)中并对反应器壳体(1)内不同水平高度进行曝气,每个曝气管(21)上均安装有调节阀(210)。


2.根据权利要求1所述的基于重力作用的强化分离柱状一体膜式生物反应器,其特征在于:曝气管(21)包括上曝气管(211)和下曝气管(212),下曝气管(212)有多个且均匀排列在反应器壳体(1)内,上曝气管(211)在反应器壳体(1)进行耗氧曝气,下曝气管(212)在反应器壳体(1)在不破坏缺氧环境的条件下进行污泥气力搅拌。


3.根据权利要求1所述的基于重力作用的强化分离柱状一体膜式生物反应器,其特征在于:反应器壳体(1)内还安装有同心环形分离装置(3),同心环形分离装置(3)包括多个相互套设的分离环(31),分离环(31)的环面直径由上至下逐渐减小,分离环(31)的环面与水平面的夹角为α。


4.根据权利要求3所述的基于重力作用的强化分离柱状一体膜式生物反应器,其特征在于:分离环(31)材质采用易于挂生物膜的材质。


5.根据权利要求3所述的基于重力作用的强化分离柱状一体膜式生物反应器,其特征在于:还包括安装在分离环(31)上的档环(32),档环(32)的下环面与分离环(31)的上环面固接,档环(32)的环面直径由下至上逐渐增大,档环(32)的环面与水平面夹角为β,α大于β。


6.根据权利要求2所述的基于重力作用的强化...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱文芳王小华
申请(专利权)人:浙江科技学院
类型:发明
国别省市:浙江;33

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