一种氢基质膜生物膜反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种氢基质膜生物膜反应器，涉及污水处理装置技术领域，包括主流反应器、供气结构和水桶，主流反应器包括第一反应器主体，第一反应器主体内设置有第一分散膜组件，第一分散膜组件包括第一纤维膜束，第一纤维膜束包括若干中空纤维膜，第一分散膜组件的各中空纤维膜之间设置有间隙，第一分散膜组件的各中空纤维膜的两端分别伸出第一反应器主体，并与供气结构连通，第一反应器主体的下端开设有第一进口，第一反应器主体的上端开设有第一出口，第一进口与水桶连通，第一出口与出水阀门连通。本发明专利技术能够有效增加微生物附着面积，使微生物均匀附着，同时，可以提高生物量积累，使得反应器具有更高的抗污染负荷能力。得反应器具有更高的抗污染负荷能力。得反应器具有更高的抗污染负荷能力。

【技术实现步骤摘要】
一种氢基质膜生物膜反应器


[0001]本专利技术涉及污水处理装置
，特别是涉及一种氢基质膜生物膜反应器。

技术介绍

[0002]我国是一个农业大国，为提高作物产量，改善土壤肥力，曾一度大量使用氮肥等化学肥料，但研究发现，施加的大量氮肥中，仅有25％
‑
40％被农作物吸收利用，大部分残留在土壤中的会随着雨水和灌溉流入地下与河流，导致地下水中硝酸盐污染严重。目前，最常用的去除水中硝酸盐方法有：物理法、化学法、生物法。物理和化学技术用于去除污染物主要包括蒸发、膜过滤(如反渗透、纳滤等)、离子交换、高级氧化以及电化学过程，而这些方法都有一些缺点，如操作成本高，难以达到预期的处理效率、后续处理难度大。相比之下，生物处理技术具有运行成本低、处理效果好、无二次污染等优点。
[0003]作为一种新型的生物处理技术，氢自养反硝化利用氢气作为电子供体还原水中的氧化性物质，无需投加有机碳源，不产生二次污染，适宜于贫营养环境的地表水和地下水处理。
[0004]氢基质膜生物膜反应器(Hydrogen
‑
based membrane biofilm reactor,MBfR)是一项以氢自养反硝化为基础，将微孔中空纤维膜扩散(H2)与自养生物膜技术有机结合，以无机碳为碳源，H2为电子供体在生物膜表面发生反应，完成生物还原过程的新型水处理技术。利用H2还原氧化性污染物(如CrO
42
‑
、AsO
43
‑
、SeO
42
‑<br/>、NO3‑
、ClO4‑
、BrO3‑
等)，具有高效、洁净无毒、无二次污染、H2利用率高等优势以及传统生物膜法无法比拟的特点。H2‑
MBfR中膜组件作为生物膜载体与气体无泡扩散的媒介对于整个系统起到了关键作用。
[0005]目前，在理论研究与实际工程应用中大多采用捆扎式组装的膜组件，随着反应器的长期运行，通常膜组件会固结在一起，并且生物膜在膜组件外围形成一个包围圈，生物膜主要集中在外层，由于H2‑
MBfR中底物双向扩散的特性，膜组件内层中的生物膜内由于扩散距离较长导致溶解性底物不足而H2过剩，从而生物膜的活性受到抑制，影响反应器性能；在所有膜生物膜反应器中，污染物去除性能取决于生物膜的积累和活性，过薄的生物膜没有足够的生物量来催化反应，但过厚的生物膜会增加进入生物膜的传质阻力，因此，生物膜的量对于污染物的去除尤为重要。针对传统氢基质膜生物膜反应器，大多采用水力剪切和间歇曝气的方式来控制生物膜，但收到的效果欠佳，由于其生物膜在载体附着的不均匀性，导致控制难度大，为此，急需一种措施来解决这一问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种氢基质膜生物膜反应器，以解决上述现有技术存在的问题，能够有效增加微生物附着面积，使微生物均匀附着，同时，可以提高生物量积累，使得反应器具有更高的抗污染负荷能力。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术提供了一种氢基质膜生物膜反应器，包括主流反应器、供气结构和水桶，所
述供气结构用于盛放氢气，所述水桶用于盛放待处理污水，所述主流反应器包括第一反应器主体，所述第一反应器主体内设置有第一分散膜组件，所述第一分散膜组件包括第一纤维膜束，所述第一纤维膜束包括若干中空纤维膜，所述第一分散膜组件的各所述中空纤维膜之间设置有间隙，所述第一分散膜组件的各所述中空纤维膜的两端分别伸出所述第一反应器主体，所述第一分散膜组件的各所述中空纤维膜的两端分别与所述供气结构连通，所述第一反应器主体的下端开设有第一进口，所述第一反应器主体的上端开设有第一出口，所述第一进口与所述水桶连通，所述第一出口与出水阀门连通。
[0009]优选地，所述第一反应器主体的两端分别设置有一第一端盖，各所述第一端盖与所述第一反应器主体之间均设置有一第一法兰盘，所述第一法兰盘上开设有若干第一通孔，所述第一分散膜组件的各所述中空纤维膜穿设在两所述第一法兰盘的各所述第一通孔中，所述第一纤维膜束的两端的外侧分别套设有一第一套管，各所述第一套管分别与所述供气结构连通，各所述第一套管与相应的所述第一端盖之间密封。
[0010]优选地，所述中空纤维膜采用PVC制成，所述中空纤维膜的侧壁开设有若干微孔。
[0011]优选地，所述氢基质膜生物膜反应器还包括侧流反应器，所述侧流反应器包括所述主流反应器包括第二反应器主体，所述第二反应器主体内设置有第二分散膜组件，所述第二分散膜组件包括第二纤维膜束，所述第二纤维膜束包括若干中空纤维膜，所述第二分散膜组件的各所述中空纤维膜之间设置有间隙，所述第二分散膜组件的各所述中空纤维膜的两端分别伸出所述第二反应器主体；各所述第二分散膜组件的各所述中空纤维膜的两端分别与所述供气结构连通，所述第二反应器主体的下端开设有第二进口，所述第二反应器主体的上端开设有第二出口，所述第二进口与所述第一出口连通，所述第二出口分别与所述第一进口和所述出水阀门连通。
[0012]优选地，所述第二反应器主体的两端分别设置有一第二端盖，各所述第二端盖与所述第二反应器主体之间均设置有一第二法兰盘，所述第二法兰盘上开设有若干第二通孔，所述第二分散膜组件的各所述中空纤维膜穿设在两所述第二法兰盘的各所述第二通孔中，所述第二纤维膜束的两端的外侧分别套设有一第二套管，各所述第二套管分别与所述供气结构连通，各所述第二套管与相应的所述第二端盖之间密封。
[0013]优选地，所述第二出口与所述第一进口之间的管路上设置有回流泵，所述第二出口与所述第一进口之间的管路上设置有第一取样口。
[0014]优选地，所述第二反应器主体的截面呈矩形，所述第二反应器主体采用石英玻璃制成；所述第二反应器主体上开设有若干第二取样口。
[0015]优选地，所述水桶与所述第一进口之间设置有进水泵。
[0016]优选地，所述水桶上设置有氮气袋，所述氮气袋用于盛放氮气。
[0017]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0018]本专利技术能够使微生物相对均匀的附着，同时，相比传统的组装形式，分散式的第一分散膜组件大大的增加了有效附着面积，生物量积累相对增加，具有更高的抗污染负荷能力，提高了氢基质膜生物膜反应器的处理性能。本专利技术能够相对简化控制生物膜厚度，并利用该反应器去除水体中的NO3‑
，具有高质量出水和活性污泥菌种流失少的特点，可广泛应用于地表、地下等饮用水水源的处理上。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术的氢基质膜生物膜反应器示意图；
[0021]图2为本专利技术的主流反应器示意图；
[0022]图3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢基质膜生物膜反应器，其特征在于：包括主流反应器、供气结构和水桶，所述供气结构用于盛放氢气，所述水桶用于盛放待处理污水，所述主流反应器包括第一反应器主体，所述第一反应器主体内设置有第一分散膜组件，所述第一分散膜组件包括第一纤维膜束，所述第一纤维膜束包括若干中空纤维膜，所述第一分散膜组件的各所述中空纤维膜之间设置有间隙，所述第一分散膜组件的各所述中空纤维膜的两端分别伸出所述第一反应器主体，所述第一分散膜组件的各所述中空纤维膜的两端分别与所述供气结构连通，所述第一反应器主体的下端开设有第一进口，所述第一反应器主体的上端开设有第一出口，所述第一进口与所述水桶连通，所述第一出口与出水阀门连通。2.根据权利要求1所述的氢基质膜生物膜反应器，其特征在于：所述第一反应器主体的两端分别设置有一第一端盖，各所述第一端盖与所述第一反应器主体之间均设置有一第一法兰盘，所述第一法兰盘上开设有若干第一通孔，所述第一分散膜组件的各所述中空纤维膜穿设在两所述第一法兰盘的各所述第一通孔中，所述第一纤维膜束的两端的外侧分别套设有一第一套管，各所述第一套管分别与所述供气结构连通，各所述第一套管与相应的所述第一端盖之间密封。3.根据权利要求1所述的氢基质膜生物膜反应器，其特征在于：所述中空纤维膜采用PVC制成，所述中空纤维膜的侧壁开设有若干微孔。4.根据权利要求1所述的氢基质膜生物膜反应器，其特征在于：所述氢基质膜生物膜反应器还包括侧流反应器，所述侧流反应器包括所述主流反应器包括第二反应器主体，所述第二反应器主体内设置有第二分散膜组件，所述第二分散膜组件包括第二纤维膜束，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海翔，陈宇超，董堃，郑君健，蒋敏敏，张媛媛，张文杰，金樾，林华，夏四清，马金星，莫凌云，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：