撞击流曝气颗粒填料复合式膜生物反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种撞击流曝气颗粒填料复合式膜生物反应器，主要由生物反应池、曝气装置、隔网、颗粒填料、膜组件、进水管和出水管等组成，其中生化反应池被隔网分为撞击混合区和流化区，流化区与撞击混合区的连接部位为倒角结构，在撞击混合区安装曝气器和设置进水口，在流化区内投加颗粒填料，膜组件安装在靠近撞击混合区的颗粒填料流化区内。该装置能够克服普通浸没式膜生物反应器存在的曝气量大、膜表面易污染、总氮处理效果不理想、气液传质效果差等问题，具有抗膜污染能力强、传质效率好、氧利用率高、脱氮效果好的优点，特别适用于高浓度含氮废水和高浓度有机废水的处理，以及生活污水的深度处理。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种废水处理装置，尤其涉及一种撞击流曝气颗粒填料复 合式膜生物反应器，属于废水生物处理

技术介绍
膜生物反应器是一种由膜分离单元与生物处理单元组合而成的新型废水 处理技术。通过高效的膜分离技术截留微生物，实现水力停留时间和污泥龄的 完全分离，具有出水水质好、处理效率高、结构紧凑、易实现自动化控制等优 点。但膜污染是制约膜生物反应器在废水工程中广泛应用的主要障碍。对于浸 没式膜生物反应器，大量的研究表明其膜污染主要来自于污泥颗粒在膜表面的 沉积。因此，需要对反应器的结构进行优化设计、改善曝气方式，以减小污泥 沉积层阻力、提高膜生物反应器的抗污染能力。如中国专利技术专利"投加填料的流化床型膜-生物反应器及水处理方法(申请号02104180.6)"，该专利技术专利 将具有粗糙表面、 一定比表面积的流动型或固定型填料投加到反应器内，在气 体密度差、导流板等作用下使反应器内的固、液、气三相达到流化状态。但是 该膜生物反应器存在如下缺点(1)当污泥浓度较高、流动型填料吸附大量污泥时，填料易于沉积在池底，如果要保持流动型填料始终处于流化状态，则必 须采取较大的曝气强度，既加大了运行的能耗，又使得生物反应器的混合液溶 解氧过高，不利于反硝化过程的进行，不能达到降低能耗、提高废水中氮元素去除率的目的；(2)采用普通的曝气方式，产生的大气泡易直接溢出水面，气液相没有充分的接触，造成氧的利用率低。
技术实现思路
本技术其目的就在于克服以上不足而提供一种抗膜污染能力强、传质 效率好、氧利用率高、脱氮效果好的撞击流曝气颗粒填料复合式膜生物反应器， 该装置能够克服普通浸没式膜生物反应器存在的曝气量大、膜表面易污染、总 氮处理效果不理想、气液传质效果差等问题，特别适用于高浓度含氮废水和高 浓度有机废水的处理，以及生活污水的深度处理。本技术为实现上述目的而采用以下技术方案该装置包括进水管、高 位液槽、撞击流曝气器、生物反应池、隔网、颗粒填料、膜组件和出水管，在 高位液槽上设有液位控制器，生物反应池分为流化区和撞击混合区，生物反应 池下端设有排泥口，在撞击混合区安装撞击流曝气器和设置进水口，在流化区3内投加颗粒填料，填料的堆积体积占生化反应池有效体积的5 40%，膜组件安 装在靠近撞击混合区的颗粒填料流化区内，在流化区与撞击混合区的连接部位 设置成倒角，斜面与池壁的夹角成15 45° ，并且用隔网将撞击混合区与颗粒 填料混合区分开，防止颗粒填料进入撞击混合区，出水管上设有压差计和抽吸 计量泵。所述的曝气器为撞击流曝气器，包括进液口、进气口、喷嘴。 所述的流化区和撞击混合区的体积比为2 50。 所述的膜组件与颗粒填料同处在流化区。 所述的隔网为不锈钢丝网或尼龙网，滤网孔径为5 10mm。 所述的颗粒填料为一种具有一定孔隙率、 一定密度的柔性多孔填料，形状 包括正方体、长方体、球体、椭球体、圆柱体；颗粒填料的当量直径为1 10cm， 所投加颗粒填料的堆积体积占生化反应池有效体积的5 40%。 与现有技术相比，本技术具有以下优点1、抗膜污染能力强、传质效率好、氧利用率高、脱氮效果好的撞击流曝 气颗粒填料复合式膜生物反应器，该装置能够克服普通浸没式膜生物反应器存在的曝气量大、膜表面易污染、总氮处理效果不理想、气液传质效果差等问题， 特别适用于高浓度含氮废水和高浓度有机废水的处理，以及生活污水的深度处 理。2、 本技术所述的流化区与撞击混合区连接部位的倒角处理，使 斜面与池壁的夹角为15 45° ，以避免颗粒填料在水流死区处沉积。3、 从撞击流曝气器的喷嘴排出的高速气液混合体在撞击区相向撞击， 大气泡分散成微小的气泡，形成的高度湍动流体迅速向上进入颗粒填料流化 区，使流化区气、液、固三相充分混合，在高度湍动、高度分散、高效传质的 生化环境中，颗粒填料始终处于流化状态。4、 高速气液混合体的冲击使反应池内的颗粒填料增强了回旋和自旋 能量，颗粒填料的回旋及自旋产生的摩擦与剪切作用增加流体流动的不稳定 性，局部形成微涡旋和湍流；微涡旋的离心惯性效应加强了亚微观传质速率， 提高了有机物底质和氧向颗粒填料内部的迁移速率。5、 高度湍动的混合液在膜表面产生错流剪切作用，优化膜表面的水 力条件，减小膜表面附近的浓差极化层；同时自旋的颗粒填料撞击和冲刷膜表 面，使膜丝形成持续的颤动，减缓污泥颗粒在膜表面的沉积，有效地减小了膜 污染。6、在颗粒填料的外部形成好氧环境，内部形成缺氧和厌氧环境，好 氧菌、硝化菌和反硝化菌分别生长在不同的反应区域中，在同一反应器中实现 了氨氮的同步硝化反硝化，有效地提高了有机物和总氮的去除率。附图说明图1为本技术所述撞击流曝气颗粒填料复合式膜生物反应器的结构示 意图。图2为图1中流体在膜生物反应器中的循环流动示意图。其中1—液位控制器、2—进水管、3—高位液槽、4一进气口、 5—进液口、6—喷嘴、7—生物反应池、8—排泥口、 9一隔网、IO—颗粒填料、ll一膜组件、12—出水管、13—压差计、14一抽吸计量泵。具体实施方式实施例，如图1和图2所示，撞击流曝气颗粒填料复合式膜生物反应器， 主要由进水管2、高位液槽3、撞击流曝气器(4、 5、 6)、生物反应池7、隔网 9、颗粒填料10、膜组件11和出水管12等组成。在高位液槽上设有液位控制器 1，生物反应池7分为流化区和撞击混合区，生物反应池7下端设有排泥口 8， 在撞击混合区安装撞击流曝气器和设置进水口，在流化区内投加颗粒填料，填 料的堆积体积占生化反应池有效体积的5 40%，膜组件安装在靠近撞击混合区 的颗粒填料流化区内。为了减少颗粒填料在生物反应池的水流死区处的沉积， 使颗粒填料始终处于流化状态，在流化区与撞击混合区的连接部位设置成倒角 结构，斜面与池壁的夹角成15 45° ，并且用隔网将撞击混合区与颗粒填料混 合区分开，防止颗粒填料进入撞击混合区，隔网为不锈钢丝网或尼龙网，滤网 孔径为5 10mm，出水管上设有压差计13和抽吸计量泵14。所述的曝气器为撞击流曝气器，包括进液口、进气口、喷嘴。所述的流化区和撞击混合区的体积比为2 50。所述的膜组件与颗粒填料同处在流化区。所述的颗粒填料为一种具有一定孔隙率、 一定密度的柔性多孔填料，形状 包括正方体、长方体、球体、椭球体、圆柱体；颗粒填料的当量直径为1 10cm， 所投加颗粒填料的堆积体积占生化反应池有效体积的5 40%。从进液口 5向喷嘴6高速输入污泥混合液，同时空气进入进气口 4，空气和 污泥混合液在喷嘴6的套管中汇合，汇合后的流体从喷嘴6的导管口喷入撞击 混合区，相对的两个撞击流曝气器喷出的两股高速气液混合体相向撞击，大气 泡分散成微小的气泡，形成的高度湍动流体迅速向上进入颗粒填料流化区，使流化区气、液、固三相充分混合。在高度湍动、高度分散、高效传质的生化环 境中，颗粒填料始终处于流化状态。高度湍动的混合液在膜表面产生错流剪切 作用，优化膜表面的水力条件，减小膜表面附近的浓差极化层；同时自旋的颗 粒填料撞击和冲刷膜表面，使膜丝形成持续的颤动，减缓污泥颗粒在膜表面的 沉积，有效地减小了膜污染。同时高速气液混合体的冲击使反应池内的颗粒填料增强了回旋和自旋能 量，颗粒填料的回旋及自旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种撞击流曝气颗粒填料复合式膜生物反应器，其特征在于，由进水管（２）、高位液槽（３）、撞击流曝气器（４）、（５）、（６）、生物反应池（７）、隔网（９）、颗粒填料（１０）、膜组件（１１）和出水管（１２）组成，在高位液槽上设有液位控制器（１），生物反应池（７）分为流化区和撞击混合区，生物反应池（７）下端设有排泥口（８），在撞击混合区安装撞击流曝气器和设置进水口，在流化区内投加颗粒填料，膜组件安装在靠近撞击混合区的颗粒填料流化区内，在流化区与撞击混合区的连接部位设置成倒角，并且设有隔网将撞击混合区与颗粒填料混合区分开，出水管上设有压差计（１３）和抽吸计量泵（１４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨期勇，杨涛，李国朝，
申请(专利权)人：九江学院，
类型：实用新型
国别省市：36[中国|江西]