管膜生物反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种管膜生物反应器，包括反应器本体，该反应器本体内至少设置有接触氧化柜，在反应器本体上还连接有污水输入管，在接触氧化柜内设有接触氧化柜曝气管，所述接触氧化柜通过进水泵连向循环管膜组；该循环管膜组至少包括一管膜和循环泵，管膜和循环泵通过回流管道相互串联成循环回路；所述管膜的膜芯内径3mm—30mm，管膜的管腔与浓缩液回流管相连通，管膜外侧的滤过腔与排放管相连通。该管膜生物反应器，具有有机污染物去除效率高、滤膜不易被污染、使用寿命长的优点，适用于海洋工程装备、船舶及城市、住宅生活污水的处理。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及污水处理技术装备，尤其是通过生物处理和膜分离技术相结合实现对生活污水进行处理的膜生物反应装置。
技术介绍
生活污水是人类生活生产过程中所产生的污水，是水体的主要污染源，它主要是粪便和洗涤污水。生活污水中含有大量的有机物，如纤维素、淀粉、糖类等，也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵。城市住宅生活污水的无序排放不仅加剧了水资源的短缺，而且直接影响到人们的生存环境和水体污染程度；海洋工程平台及船舶生活污水的排放则严重影响着海洋环境。为此，人们也在以前所未有的决心寻求污水资源化的有效途径，并通过制定各种国际公约、排放标准来限制和提高生活污水的排放要求。国际海事组织(MO)制定的《国际防止船舶造成污染公约》中规定，海上生产生活设施必须装有生活污水处理装置，非特殊情况禁止直接向限制海域排放生活污水，MO的MEPCU59 (55)决议修订出台了更为严格的排放标准，并强行执行。因此，对海洋工程平台及船舶的污水处理技术和装备提出更高的性能要求。目前的生活污水处理方法大致有:生化处理法、物理化学处理法等污水处理法。其中膜生物处理法是一种生物处理和膜分离技术相结合的污水处理工艺技术，它具有污染物去除率高、出水水质好、体积负荷高、剩余污泥量少，以及易于实现一体化的诸多优点，成为当今最为先进的污水处理技术方案。在现有的膜生物反应器中，其最为普通的结构是浸没式中空纤维膜生物反应器，如本申请人于2008年10月07日申请的“多级生化生活污水处理方法及其处理装置”(专利号:2008101966589)。该处理器的结构主要包括接触氧化柜、沉淀柜以及浸没于膜柜中的膜组，该膜组采用中空纤维膜。虽然这种膜生物反应器中中空纤维膜的填充密度较大，相对降低造价，但实际使用中，特别是在处理高浓度有机污水时，中空纤维膜生物反应器遇到了诸多问题:如膜易污染和堵塞、易断丝、清洗周期短、维护难。虽然在上述专利中是将膜组件置于专门的膜柜中，而非直接置于接触氧化柜的高污染浓度的“浑水”中，给中空纤维膜组创造了一个“清水”运行环境，膜污染率得以减少，但由于纤维膜的膜径均在0.1mm左右，且实际处于死端过滤工作状态，如此小尺寸的膜腔难以形成有效的管内湍流和错流，仍不能有效解决膜污染问题，同时膜的清洗也很困难，为了保证纤维膜具有稳定的透过性能，减缓浓差极化，其工作往往是间隙的，且分离流量较小，处理效率难以提高。为了改善膜污染问题，人们开始了以管式膜取代纤维膜的研究，但这种研究到目前为此仍处于理论层面，未能解决管式膜与接触氧化柜的连接关系和连接结构，也未能解决管式膜的管内流量、流速，以及管内流量与透出量之间关系等技术问题。而过低的管内流量、流速不能形成有效的管内错流速度，容易形成管内滤饼沉积；而过高的管内流量、流速又使得分离效率下降，能量消耗增大。
技术实现思路
针对现有技术所存在的上述不足，本技术所要解决的技术问题是提供一种管膜生物反应器，它不仅对有机污染物的去除率高、出水水质好，而且滤膜不易被污染、处理效率高。为了解决上述技术问题，本技术管膜生物反应器，包括反应器本体，该反应器本体内至少设置有接触氧化柜，在反应器本体上还连接有污水输入管，在接触氧化柜内设有接触氧化柜曝气管，所述接触氧化柜通过进水泵连向循环管膜组；该循环管膜组至少包括一管膜和循环泵，管膜和循环泵通过回流管道相互串联成循环回路；所述管膜的膜芯内径3_ — 30_，管膜的管腔与浓缩液回流管相连通，管膜外侧的滤过腔与排放管相连通。采用上述技术方案后，本技术具有如下显著优点:首先，本技术采用了接触氧化柜加管膜组的结构，在接触氧化柜中进行生物处理，利用柜内存在着依靠溶解氧来消解有机物的好氧菌，好氧菌通过吸收污水中的有机物及氧气，进行生物氧化和分解，使之一部分生成二氧化碳、水和无机物，另一部分则生成新的活性生物膜，继续降解污水中的有机物。利用管膜组的截留作用提高柜内污泥浓度，增加污泥停留时间，以有利于硝化细菌的生长，又提高氨氮的去除效果和污染物去除率。该结构实现了微生物对污染物的降解和膜对污染物的分离，降解与分离之间又存在协同作用，从而具有优越的对有机污染物等的去除效果，出水水质好，处理效率高，剩余污泥少。第二，在本技术的膜生物反应器中采用管式膜作为截留分离元件，由于管膜具有流道宽的特点，料液在管内湍流流动，膜不易被污染，对料液的预处理要求相对较低，管膜易于清洗，既可以机械方法清洗，也可以通过化学试剂进行清洗。而管膜包括了高强度的支撑层和分离层，管膜能承受表面高流速产生的错流剪切力，能适应更高污泥浓度的运行要求，因此管膜较好地解决了易污染、易断丝、难维护的问题。管膜膜芯内径选择在3_—30mm间，既保证合适的流道宽度，又具有合理的管膜装填密度和膜滤面积。第三，在本技术的膜生物反应器中，采用了循环管膜组结构，其管膜和循环泵通过回流管道相互连接成循环回路，循环回路中的料液在循环泵的作用下，连续不断进循环回流，既产生了膜滤工作压力，更使料液在管膜通道内产生高流速的剪切力，膜面流速和剪切力的增大不仅使膜面污染的扰动和错流增加，有效地破坏了污染层的形成，而且能有效冲刷膜面污染物，使膜通量保持长时间的稳定，保证了膜的滤过分离效率。随着循环回路中料液的不断被浓缩，该浓缩液又通过回流管回流再行参与生物反应，经管膜滤过的清液则进行排放或回用，实现了水资源的无害排放或再利用。本技术的一种优选实施方式，所述反应器本体通过曝气柜隔板分隔有曝气柜和接触氧化柜，曝气柜和接触氧化柜通过滤网孔相连通；在接触氧化柜内设置有软性填料，在曝气柜内设置有曝气柜气管；曝气柜气管和接触氧化柜曝气管与送风机相连通。在反应器本体中设置曝气柜，使生活污水在该柜中得到预处理，预处理后再将生活污水送至接触氧化柜强化处理，从而使污水被多级、反复地消解，有机物得到充分的降解，有机物去除效率更高、工艺流程合理、剩余污泥量极小。软性填料则有利于微生物在其上形成生物膜，该生物膜进一步吸附消解有机物。本技术的进一步实施方式，在所述接触氧化柜内通过缓流隔板分隔有缓流腔，该缓流腔通过原水阀与进水泵连通；所述缓流隔板上设有滤网或滤孔板。在曝气柜外设置有粉碎泵，该粉碎泵的进水口连通于曝气柜的柜底，粉碎泵的出水口连通于曝气柜的柜壁上。在接触氧化柜中分隔缓流腔有利于泥水分离，减轻膜滤负担。粉碎泵强化对生活污水中大颗粒物的分解，以提高有机物的消解效率。本技术的进一步实施方式，在所述反应器本体内通过清水柜隔板分隔有清水柜，该清水柜通过清水阀与进水泵相连通；在清水柜上还连通有清水接入阀；该清水柜还通过清洗阀与浓缩液回流管相连通。在反应器本体中分隔设置清水柜，有利于对管膜组的清水清洗和加药清洗。本技术的又一种优选实施方式，若干根管膜并列设置于膜筒壳体内而构成管膜筒，滤过腔位于膜筒壳体中的管膜外侧，若干个管膜筒与循环泵串联成循环管膜组。所述滤过腔经滤过液排出阀、杀毒器、排放泵和流量计与排放管相连通。该结构能有效提高管膜的滤过面积，增加滤膜的分离效率。以下结合附图和具体实施方式对本技术管膜生物反应器作进一步详细说明。附图说明图1是本技术管膜生物反应器一种具体实施方式的结构示意图；图2是本技术中循环管膜组的一种实施结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管膜生物反应器，包括反应器本体（1），该反应器本体（1）内至少设置有接触氧化柜（34），在反应器本体（1）上还连接有污水输入管（5），在接触氧化柜（34）内设有接触氧化柜曝气管（33），其特征在于：所述接触氧化柜（34）通过进水泵（26）连向循环管膜组；该循环管膜组至少包括一管膜（19）和循环泵（23），管膜（19）和循环泵（23）通过回流管道相互串联成循环回路；所述管膜（19）的膜芯内径3mm—30mm，管膜（19）的管腔与浓缩液回流管（13）相连通，管膜（19）外侧的滤过腔（20）与排放管（41）相连通。

【技术特征摘要】
1.一种管膜生物反应器，包括反应器本体(1)，该反应器本体(I)内至少设置有接触氧化柜(34 )，在反应器本体(I)上还连接有污水输入管(5 )，在接触氧化柜(34 )内设有接触氧化柜曝气管(33)，其特征在于:所述接触氧化柜(34)通过进水泵(26)连向循环管膜组；该循环管膜组至少包括一管膜(19 )和循环泵(23 )，管膜(19 )和循环泵(23 )通过回流管道相互串联成循环回路；所述管膜(19)的膜芯内径3mm — 30mm，管膜(19)的管腔与浓缩液回流管(13)相连通，管膜(19)外侧的滤过腔(20)与排放管(41)相连通。2.根据权利要求1所述的管膜生物反应器，其特征在于:所述反应器本体(I)通过曝气柜隔板(35 )分隔有曝气柜(2 )和接触氧化柜(34 )，曝气柜(2 )和接触氧化柜(34 )通过滤网孔(42)相连通；在接触氧化柜(34)内设置有软性填料(8)，在曝气柜(2)内设置有曝气柜气管(36 );曝气柜气管(36 )和接触氧化柜曝气管(33 )与送风机(9 )相连通。3.根据权利要求1或2所述的管膜生物反应器，其特征在于:在所述接触氧化柜(34)内通过缓流隔板(32)分隔有缓流腔(31)，该缓流腔(31)通过原水阀(30)与进水泵(26)连通；所述缓流隔板(32)上设有滤网或滤孔板。4.根据权利要求2所述的管膜生物反应器，其特征在于:在曝气柜(2)外设置有粉碎泵(38)，该粉碎泵(38)的进水口连通于曝气柜...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅东兴，陈海斌，蔡晓幸，禹兴涛，徐森，吴义生，施悦，陈兆波，
申请(专利权)人：东台市东方船舶装配有限公司，
类型：实用新型
国别省市：