一種移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器的制造方法
【專利摘要】一種移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器，包括移動床生物膜反應器、正滲透膜分離裝置和反滲透膜分離裝置，移動床生物膜反應器包括帶有頂部開口的移動床生物膜反應器本體、安裝在所述移動床生物膜反應器本體頂部開口處的拆卸式封蓋，移動床生物膜反應器本體設有進水口、排泥口和出水口，移動床生物膜反應器本體內腔配有曝氣裝置，移動床生物膜反應器本體內腔填充生物載體；正滲透膜分離裝置包括正滲透膜組件、驅動液蓄水箱和驅動液回收箱；反滲透膜分離裝置包括反滲透膜組件和高壓泵。本發明的有益效果是：處理過程中幾乎不會出現膜污染；營養物質去除效率顯著上升；出水水質好，膜通量高；綠色、節約、可持續。
【專利說明】
一種移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器。
【背景技術】
[0002]正滲透膜生物反應器是將正滲透技術與膜生物反應器相結合形成的一種污水處理系統，集正滲透的截留作用和活性污泥的降解作用于一身。正滲透膜生物反應器是一種低膜污染的膜生物反應器，幾乎沒有膜污染或者所有的膜污染都是可逆的。其優點有:(I)正滲透膜在低壓或無壓條件下運行，膜污染幾率低，能耗低；(2)稀釋的驅動液通過反滲透系統后重復利用，不產生濃縮含鹽水且具有較高的純水回收率；(3)依靠正滲透的截留作用，系統的出水水質好且不易造成膜污染。基于以上優點，正滲透膜生物反應器正廣泛應用于工業廢水處理等領域。
[0003]雖然正滲透膜生物反應器技術相較于傳統膜生物反應器已具有巨大的優勢，但目前為止仍存在較多難以克服的問題，如反應器內鹽分積累、長期運行過程中產生膜污染以及反應器對營養物質去除效率低下等。
【發明內容】
[0004]為了克服傳統正滲透膜生物反應器存在反應器內鹽分積累、長期運行過程中產生膜污染以及反應器對營養物質去除效率低下的問題，本發明提出了一種采用正滲透膜、反滲透膜與多孔懸浮球填料，多種處理方式相結合，具有出水水質好、運行及管理成本低、膜滲透過程能耗低、綠色可持續等特點的移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器。
[0005]本發明所述的一種移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器，包括移動床生物膜反應器、正滲透膜分離裝置和反滲透膜分離裝置，其特征在于:所述的移動床生物膜反應器包括帶有頂部開口的移動床生物膜反應器本體、安裝在所述移動床生物膜反應器本體頂部開口處的拆卸式封蓋，所述的移動床生物膜反應器本體設有進水口、排泥口和出水口，所述的移動床生物膜反應器本體內腔配有曝氣裝置，并且所述的移動床生物膜反應器本體內腔填充生物載體;所述的正滲透膜分離裝置包括正滲透膜組件、驅動液蓄水箱和驅動液回收箱，所述的正滲透膜組件的表面包覆正滲透膜，所述的正滲透組件的驅動液進水管與所述的驅動液蓄水箱出水口管路連通，所述的正滲透組件的出水收集管與所述的驅動液回收箱的進水口管路連通;所述的反滲透膜分離裝置包括反滲透膜組件和高壓栗，所述的反滲透膜組件的表面包覆反滲透膜，所述的高壓栗的進水口與所述的驅動液回收箱的出液口管路連通，所述的高壓栗的出水口與所述的反滲透膜組件的進液口管路連通，所述的反滲透膜分離組件的出液口與所述的驅動液蓄水箱的進液口管路連通，并且所述的高壓栗與所述的反滲透膜組件之間的管路上配有控制管內液體流速的進水閥。
[0006]所述的移動床生物膜反應器本體底部減縮形成進水口，并且所述的進水口的側面設有帶有閥門的排泥口，所述的移動床生物膜反應器本體的頂端一側設有溢流堰，并且所述的溢流堰側壁設有與外界連通的出水口。
[0007]所述的曝氣裝置包括布氣支管、支撐體和導氣管，所述的導氣管通過支撐體安裝在所述的移動床生物膜反應器本體內部，其中所述的導氣管一端與外部的氣源連通，導氣管的另一端與所述的布氣支管進氣端口連通。
[0008]所述的導氣管設置在所述的移動床生物膜反應器本體內側面，所述的布氣支管設置在所述的移動床生物膜反應器本體的底部。
[0009]所述的正滲透膜組件為圓柱形，其中所述的驅動液進水管設置在正滲透膜組件底部，出水收集管設置在正滲透膜組件頂部。
[0010]所述的正滲透膜與反滲透膜均為具有截鹽作用的醋酸纖維素膜;所述的正滲透膜的結構型式為平板型。
[0011]所述的生物載體為體積為Icm3的多孔懸浮球填料，占移動床生物膜反應器體積的30%?70%。
[0012]所述的驅動液為與非離子型表面活性劑相結合的無機鹽水溶液;所述的無機鹽水溶液為氯化鈉水溶液。
[0013]該移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器可由有機玻璃或混凝土制作，其工作原理與運行過程為:污水經進水栗持續從所述的移動床生物膜反應器底部進水口進入，驅動液也被栗入正滲透膜組件中，由于正滲透膜兩側壓力不同，污水通過滲透壓滲入膜組件中將驅動液稀釋，被稀釋的驅動液流入驅動液回收箱中，在高壓栗的作用下，通過進水閥進入反滲透膜組件內，反滲透組件分離后純凈的出水回收再利用，濃縮后的驅動液溶質則循環到驅動液蓄水箱中繼續使用。污水中其他截留在移動床生物膜反應器中的污染物與反應器內經曝氣作用不斷運動的多孔懸浮球填料接觸，在填料內外表面形成生物膜，利用生物膜內微生物的代謝活動，使污水得到凈化，之后從溢流堰的出水口排出。
[0014]本發明的有益效果是:1、處理過程中幾乎不會出現膜污染。其主要原因為:(I)正滲透膜中的驅動力為膜滲透壓，水力壓力可忽略不計，另外，研究發現膜表面幾乎所有的有機和無機膜污染物均可逆，經過簡單處理便可恢復通量；(2)以底層曝氣的方式驅動反應器內部的多孔懸浮球填料，使填料與膜表面充分接觸，去除膜表面的污染物質，從而避免采用為抑制或破壞污染層而采取的流體擾動措施，有效提高了系統的處理性能；(3)采用的正滲透膜對無機鹽具有選擇透過性，正滲透膜組件內部的無機鹽溶液幾乎無法滲入到移動床生物膜反應器中；同時選擇的與非離子型表面活性劑相結合的無機鹽水溶液能有效降低膜表面的鹽分累積，從而降低了膜表面的無機污染。
[0015]2、營養物質去除效率顯著上升。一方面由于膜污染得到有效控制，在無后顧之憂后，生物反應器內可容納高濃度的活性污泥，極大縮短了生化反應時間，強化了生化處理的效能；另一方面，在底部曝氣作用下，多孔懸浮球填料持續接觸污水并在其內外表面形成生物膜，通過生物膜上的微生物作用強化了污水凈化。
[0016]3、出水水質好，膜通量高。現有的正滲透膜生物反應器面臨著大量鹽分積累的挑戰，本發明與非離子型表面活性劑相結合的無機鹽水溶液可有效提升水通量并降低鹽分反滲到生物反應器內，過程中無動力污染。正滲透膜組件稀釋后的無機鹽溶液經反滲透膜分離系統處理之后的水純度高;污水經移動床生物膜反應器處理后，出水水質優良，可直接排放或回用。
[0017]4、綠色、節約、可持續。處理過程能耗低，且節約清洗費用。系統結構形式簡單，對所需材質無特殊要求，投資建設成本低；另外，由于無膜污染問題，系統所用膜的壽命長，耗材較少;無濃水排放，系統可持續高效運行，契合當下環保要求。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的結構圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖進一步說明本發明
[0020]參照附圖:
[0021]實施例1本發明所述的一種移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器，包括移動床生物膜反應器1、正滲透膜分離裝置2和反滲透膜分離裝置3，所述的移動床生物膜反應器I包括帶有頂部開口的移動床生物膜反應器本體4、安裝在所述移動床生物膜反應器本體4頂部開口處的拆卸式封蓋5，所述的移動床生物膜反應器本體4設有進水口 8、排泥口 10和出水口7，所述的移動床生物膜反應器本體4內腔配有曝氣裝置11，并且所述的移動床生物膜反應器本體4內腔填充生物載體;所述的正滲透膜分離裝置2包括正滲透膜組件13、驅動液蓄水箱12和驅動液回收箱14，所述的正滲透膜組件13的表面包覆正滲透膜16，所述的正滲透組件13的驅動液進水管15與所述的驅動液蓄水箱12出水口管路連通，所述的正滲透組件13的出水收集管與所述的驅動液回收箱14的進水口管路連通;所述的反滲透膜分離裝置2包括反滲透膜組件20和高壓栗18，所述的反滲透膜組件20的表面包覆反滲透膜，所述的高壓栗18的進水口與所述的驅動液回收箱14的出液口管路連通，所述的高壓栗18的出水口與所述的反滲透膜組件20的進液口管路連通，所述的反滲透膜分離組件20的出液口與所述的驅動液蓄水箱12的進液口管路連通，并且所述的高壓栗18與所述的反滲透膜組件20之間的管路上配有控制管內液體流速的進水閥19。
[0022]所述的移動床生物膜反應器本體4底部減縮形成進水口8，并且所述的進水口 8的側面設有帶有閥門9的排泥口 10，所述的移動床生物膜反應器本體4的頂端一側設有溢流堰6，并且所述的溢流堰6側壁設有與外界連通的出水口 7。
[0023]所述的曝氣裝置11包括布氣支管21、支撐體22和導氣管23，所述的導氣管23通過支撐體22安裝在所述的移動床生物膜反應器本體4內部，其中所述的導氣管23—端與外部的氣源連通，導氣管23的另一端與所述的布氣支管進氣端口連通。
[0024]所述的導氣管23設置在所述的移動床生物膜反應器本體4內側面，所述的布氣支管21設置在所述的移動床生物膜反應器本體4的底部。
[0025]所述的正滲透膜組件13為圓柱形，其中所述的驅動液進水管15設置在正滲透膜組件13底部，出水收集管17設置在正滲透膜組件13頂部。
[0026]所述的正滲透膜16與反滲透膜均為具有截鹽作用的醋酸纖維素膜;所述的正滲透膜16的結構型式為平板型。
[0027]所述的生物載體為體積為Icm3的多孔懸浮球填料，占移動床生物膜反應器體積的30%?70%。
[0028]所述的驅動液為與非離子型表面活性劑相結合的無機鹽水溶液;所述的無機鹽水溶液為氯化鈉水溶液。
[0029]該移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器可由有機玻璃或混凝土制作，其工作原理與運行過程為:污水經進水栗持續從所述的移動床生物膜反應器本體I底部進水口 8進入，驅動液也被栗入正滲透膜組件13中，由于正滲透膜16兩側壓力不同，污水通過滲透壓滲入膜組件中將驅動液稀釋，被稀釋的驅動液流入驅動液回收箱14中，在高壓栗18的作用下，通過進水閥19進入反滲透膜組件20內，反滲透組件20分離后純凈的出水回收再利用，濃縮后的驅動液溶質則循環到驅動液蓄水箱12中繼續使用。污水中其他截留在移動床生物膜反應器中的污染物與反應器內經曝氣作用不斷運動的多孔懸浮球填料接觸，在填料內外表面形成生物膜，利用生物膜內微生物的代謝活動，使污水得到凈化，之后從溢流堰6的出水口 7排出。
[0030]本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發明的保護范圍也包括本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。
【主權項】
1.一種移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器，包括移動床生物膜反應器、正滲透膜分離裝置和反滲透膜分離裝置，其特征在于:所述的移動床生物膜反應器包括帶有頂部開口的移動床生膜物反應器本體、安裝在所述移動床生物膜反應器本體頂部開口處的拆卸式封蓋，所述的移動床生物膜反應器本體設有進水口、排泥口和出水口，所述的移動床生物膜反應器本體內腔配有曝氣裝置，并且所述的移動床生物膜反應器本體內腔填充生物載體;所述的正滲透膜分離裝置包括正滲透膜組件、驅動液蓄水箱和驅動液回收箱，所述的正滲透膜組件的表面包覆正滲透膜，所述的正滲透組件的驅動液進水管與所述的驅動液蓄水箱出水口管路連通，所述的正滲透組件的出水收集管與所述的驅動液回收箱的進水口管路連通;所述的反滲透膜分離裝置包括反滲透膜組件和高壓栗，所述的反滲透膜組件的表面包覆反滲透膜，所述的高壓栗的進水口與所述的驅動液回收箱的出液口管路連通，所述的高壓栗的出水口與所述的反滲透膜組件的進液口管路連通，所述的反滲透膜分離組件的出液口與所述的驅動液蓄水箱的進液口管路連通，并且所述的高壓栗與所述的反滲透膜組件之間的管路上配有控制管內液體流速的進水閥。2.如權利要求1所述的一種移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器，其特征在于:所述的移動床生物膜反應器本體底部減縮形成進水口，并且所述的進水管的側面設有帶有閥門的排泥口，所述的移動床生物膜反應器本體的頂端一側設有溢流堰，并且所述的溢流堰側壁設有與外界連通的出水口。3.如權利要求1所述的一種移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器，其特征在于:所述的曝氣裝置包括布氣支管、支撐體和導氣管，所述的導氣管通過支撐體安裝在所述的移動床生物膜反應器本體內部，其中所述的導氣管一端與外部的氣源連通，導氣管的另一端與所述的布氣支管進氣端口連通。4.如權利要求3所述的一種移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器，其特征在于:所述的導氣管設置在所述的移動床生物膜反應器本體內側面，所述的布氣支管設置在所述的移動床生物膜反應器本體的底部。5.如權利要求1所述的一種移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器，其特征在于:所述的正滲透膜組件為圓柱形，其中所述的驅動液進水管設置在正滲透膜組件底部，出水收集管設置在正滲透膜組件頂部。6.如權利要求1所述的一種移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器，其特征在于:所述的正滲透膜與反滲透膜均為具有截鹽作用的醋酸纖維素膜;所述的正滲透膜的結構型式為平板型。7.如權利要求1所述的一種移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器，其特征在于:所述的生物載體為體積為Icm3的多孔懸浮球填料，占移動床生物膜反應器體積的30 %?70 %。8.如權利要求1所述的一種移動床生物膜耦合滲透膜生物反應器，其特征在于:所述的驅動液為與非離子型表面活性劑相結合的無機鹽水溶液;所述的無機鹽水溶液為氯化鈉水溶液。
【文檔編號】C02F3/12GK105858872SQ201610187537
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月28日
【發明人】金仁村, 史志堅, 郭瓊, 張正哲, 徐佳佳, 陳倩倩, 姜曉燕, 許軼群, 黃梅
【申請人】杭州師范大學