一种推流式氧基质生物膜反应器的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种推流式氧基质生物膜反应器。


背景技术：

2.灰水是家庭生活污水的主要来源，包含了浴缸、淋浴、洗手洗脸以及洗衣机的排水，是世界上使用最多和浪费最多的水。相比于生活污水的黑水来说，灰水水量大(体积比高达50-80％)、污染物负荷低、实现中水回用的潜力大。在水资源有限、水污染严重的背景下，最有效的途径就是实行灰水的源分离、高效处理和再利用。
3.灰水的处理方法包括物理、化学和生物处理方法以及混合工艺。膜生物反应器(mbr)是灰水处理的常用生物处理方法，氧基质生物膜反应器在我国的实验室使用较多，如申请公布号cn209872500u和 cn110759475a，上述专利均介绍了膜生物膜反应器，通过长期的运行实践，上述专利中的膜生物膜反应器运行稳定，但存在以下问题：
4.反应器中设有曝气机构，由于灰水中含有大量表面活性剂，曝气处理会产生大量的气泡，引起活性污泥的流失，从而影响生物处理系统的功能，后续污水中含氧量较高也会导致处理成本相对较高；
5.膜组件与反应器箱体连接，离线清洗或者更换膜组件需要拆卸反应器，工作量较大，操作不便且易破坏膜丝表面的生物膜结构稳定性，影响反应器的稳定运行。


技术实现要素：

6.有鉴于此，有必要提供一种推流式氧基质生物膜反应器，解决现有技术中传统好氧生物法曝气机构处理灰水会产生大量气泡的技术问题。
7.为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种推流式氧基质生物膜反应器，其包括：
8.反应器主体，包括箱体和箱盖，所述箱体的两侧分别设有进水管和出水管，所述箱体内部中空且顶部设有开口，所述箱盖可拆卸连接于所述箱体；
9.导流板组件，包括至少一个第一导流板及至少一个第二导流板，所述第一导流板垂直设于所述箱体底壁，且第一导流板的顶壁与盖合状态下的所述箱盖间隔设置，所述第二导流板垂直设于所述箱盖底壁且与所述箱体底壁间隔设置，任意相邻的第一导流板和第二导流板平行且间隔交替设置，以供所述反应器内形成供液体推流式水平流动的流体通道；
10.至少一个中空纤维膜组件，所述中空纤维膜组件设于流体通道内，所述中空纤维膜组件的一端连接于进气端并拆卸连接于所述箱盖且延伸至所述箱盖外、另一端连接于出气端并插设于所述箱体内；
11.氧含量监测组件，包括至少一个氧含量检测仪，所述氧含量检测仪设置于箱体内；
12.移动组件，包括至少两个滚动件，所述滚动件连接于所述箱体底部。
13.进一步的，所述中空纤维膜组件包括套筒、中空纤维膜、进气管和出气管，所述套
筒内部中空且两端设为开口，所述中空纤维膜设置于所述套筒内且两端均连通有垫圈，所述进气管的一端连接于所述套筒的一端且连通至垫圈、另一端拆卸连接于所述箱盖且延伸至所述箱盖外，所述出气管的一端连接于所述套筒的另一端且连通至垫圈、另一端拆卸连接于所述箱盖且延伸至所述箱盖外。
14.进一步的，所述箱盖开设有螺纹孔，所述进气管和所述出气管的外壁设置有外螺纹，所述进气管和所述出气管均螺纹连接于所述箱盖。
15.进一步的，所述第一导流板的数量为两个，两个所述第一导流板沿所述箱体的长度方向平行且间隔设置于所述箱体内并将所述箱体均匀分割为3个第一区域。
16.进一步的，每一所述第一区域内均设置有一所述第二导流板并将所述第一区域均匀分割为两个第二区域。
17.进一步的，每一所述第二区域内均设置有一中空纤维膜组件。
18.进一步的，多个所述膜组件之间采用串联的方式连接。
19.进一步的，所述氧含量监测组件包括多个氧含量检测仪，每一所述第二区域内均设置有一氧含量检测仪。
20.进一步的，所述移动组件包括两个滚动件，两个所述滚动件分别设置于箱体的两端。
21.进一步的，所述箱体的底部设置有排污口。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：本实用新型采用中空纤维膜，氧气经膜孔扩散，氧浓度由膜丝表面向外侧逐渐降低，反应器内液体推流式水平流动，沿程污染物含量逐渐降低，无需回流，易于大规模工程化处理灰水；中空纤维膜组件与反应器箱盖连接可随意拆卸，无需将反应器拆开即可将膜组件拆卸，降低了膜组件受损的风险，便于膜组件的离线清洗和更换，使反应器的运行和维护更方便。
附图说明
23.图1是本实用新型提供的实施例-推流式氧基质生物膜反应器的结构示意图；
24.图2是本实用新型提供的实施例-推流式氧基质生物膜反应器中的中空纤维膜组件的装配示意图；
25.图3是本实用新型提供的实施例-推流式氧基质生物膜反应器的俯视图；
26.图4是本实用新型提供的实施例-推流式氧基质生物膜反应器中的中空纤维膜组件的结构示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
28.参照图1，本实用新型提供了一种推流式氧基质生物膜反应器，其包括反应器主体1、导流板组件2、中空纤维膜组件3、氧含量监测组件4 和移动组件5，反应器1包括箱体11和箱盖12，其中，箱体11采用有机玻璃(亚克力板)制作，可以方便观察反应器的工作状态，箱体11的两侧分别设有进水管111和出水管112，参照图3，箱盖12上开设有螺纹孔121，箱体11
内部中空且顶部设有开口，其底部设置排污口113，方便箱体内堆积的污泥和其他杂质排出，箱盖12和箱体之间通过螺钉连接，箱盖12用于封闭所述箱体11并可以随时拆卸；导流板组件2包括第一导流板21及第二导流板22，第一导流板21垂直于箱体底壁设置并将箱体11分割为两个第一区域13；第二导流板22平行于第一导流板21 设置且位于第一区域1内并将第一区域13分割为两个第二区域14；中空纤维膜组件3的一端可拆卸连接于箱盖12且穿设于箱盖12延伸向外、另一端插设于箱体11内；氧含量监测组件4设置于箱体11内，用于实时检测箱体11内的液体的含氧量，移动组件5包括至少两个滚动件51，滚动件51连接于箱体11底部，便于移动和运输该反应器。
29.作为优选的实施例，箱体11为长方体且横卧于地面，可以降低反应器的高度，缩短了单个中空纤维膜组件3的中空纤维膜的长度，气体可以有效传质到中空纤维膜膜丝的各个位置，避免了由于膜丝过长内部气压沿程下降而导致膜丝外部水压高于膜丝内部气压，污水渗入膜丝，影响反应器的正常运行。
30.作为优选的实施例，导流板组件2包括两个第一导流板21，两个第一导流板21沿箱体11的长度方向平行且间隔设置于箱体11内并将箱体 11均匀分割为3个第一区域13，第一导流板21沿箱体11的高度方向在箱体11的顶部开设水流通道211；每一第一区域13内均设置有一第二导流板22并将第一区域13均匀分割为两个第二区域14，第二导流板22平行于第一导流板21设置且沿箱体11的高度方向在箱体的底部开设水流通道221，两个第一导流板21的水流通道211和3个第二导流板22的水流通道221错开设置，使水流在箱体内呈s型流动。
31.参照图2和图4，作为优选的实施例，中空纤维膜组件3的数量为多个，每一中空纤维膜组件3包括套筒31、中空纤维膜32、进气管33和出气管34，套筒31采用pve制作，进气管33和出气管34上设置有与箱盖螺纹孔121对应的外螺纹，套筒31内部中空且两端设为开口，中空纤维膜32设置于套筒31内且两端均连通有垫圈，进气管33的一端可拆卸套接于垫圈、另一端可拆卸螺纹于所述箱盖13且穿设于箱盖13延伸向外并连通至外部供氧装置，出气管34的一端可拆卸套接于套筒31的另一端垫圈、另一端可拆卸螺纹连接于箱盖12且穿设于箱盖12延伸向外，每一第二区域14内均设置有一中空纤维膜组件3，多个膜组件3之间采用串联的方式连接，即将每个中空纤维膜组件的出气管34与下一个中空纤维膜组件的进气管33连接，在不增加中空纤维膜总长度的基础上，降低了气体的供气气压，并且使膜丝表面与污水充分接触，有利于好氧
‑ꢀ
缺氧-厌氧多功能动态生物膜的形成。
32.作为优选的实施例，氧含量监测组件4包括多个氧含量检测仪41，每一所述第二区域内14均设置有一氧含量检测仪41，可以实时监测流经每一第二区域14内液体的含氧量，可以监测好氧-缺氧-厌氧多功能动态生物膜的运行状态。
33.作为优选的实施例，移动组件5包括两个滚动件51，两个滚动件分别设置于箱体的两端，滚动件包括连接杆和两个滚轮，连接杆连接于箱体的底部，两个滚轮可转动连接于连接杆，可以根据需要移动反应器。
34.本实用新型提供一个实施例，其中箱体为长、宽和高尺寸分别为20 cm
×
10cm
×
8.5cm，有效容积为1.6l，处理水量为5.12l/d，cod为506
ꢀ±
9mg/l，十二烷基苯磺酸钠(las)浓度为157
±
3mg/l，总氮(tn) 浓度为12.5
±
0.4mg/l，进水ph值为7.01
±
0.02，在反应器箱体的两侧距反应器箱盖1.5cm处的中间位置打孔，并焊接短管，分别是左端侧壁上的进水口
和右端侧壁上的溢流出水口，然后在反应器箱体内部设置导流板共5块，分别是两块第一导流板和三块第二导流板，两块第一导流板分别位于距反应器箱体的左右两侧壁7cm处，与反应器箱体的底壁及箱体的前后侧壁固结，与反应器上壁之间留有3cm通道；三块第二导流板分别位于距反应器箱体的左右端侧壁4cm处以及反应器箱体的正中间位置，与反应器箱体的上壁及箱体的前后侧壁固结，与反应器底壁之间留有1.5cm通道在反应器箱盖的特定位置打6个直径为0.4cm的螺纹孔，用于安装膜组件；箱体底部则安装有滚轮，方便移动反应器；
35.中空纤维膜采用外径0.125cm，内径0.1cm，膜孔径0.02μm的膜丝，单个膜组件共有216根中空纤维膜丝，膜丝长度为7.5cm，反应器内共设有6个膜组件，总有效膜面积0.3817m2，膜丝的两端用强力胶粘结成束，套入由pvc制作的套筒中，用环氧树脂胶粘结，保证中空纤维膜丝与pvc套筒粘结牢固且无缝隙，pvc套筒的两端用环氧树脂胶分别和带有垫圈的进气管、出气管粘在一起，保证粘结牢固且无缝隙，最后通过进气管和出气管的外螺纹螺纹连接至箱盖上；
36.所有膜组件内部全部通空气，供气压力为1.4psi，反应器接种城市污水厂二沉池剩余污泥，接种量为25ml(mlss＝5800mg/l)，污泥接种入反应器后通过磁力搅拌法使得含有接种污泥的污水在反应器中循环2d，使中空纤维膜丝表面形成初步生物膜，停止使用磁力搅拌器，反应器进入连续流的运行阶段，水力停留时间维持在7.58h，运行20d后，出水cod为29
±
5mg/l，las为0.8
±
0.3mg/l，tn为2.5
±
0.2mg/l， ph稳定在7.1-7.3内，反应器内do浓度控制在0.3-0.6mg/l内。
37.本实用新型提供的实施例的工作原理为：反应器运行时，组装完成后的反应器通过进水泵与灰水连接，反应器箱体11的进水口111连接至水泵出水口，将高含表面活性剂等污染物的灰水由进水泵提供动力，进入反应器箱体11，污染水在第一导流板21、第二导流板22的引导作用下呈s型流经6个第二区域14及膜组件表面，污染水中的污染物沿程被微生物同化利用或者降解，空气以—定压力通过气体管路进入pvdf无孔中空膜膜丝内部，再通过膜丝表面的膜孔以无泡扩散方式扩散至膜丝外部，氧气作为初始能源和无机氧供体被附着在膜丝表面的生物膜利用，氧气经膜孔扩散后，再由从生物膜的内部向外部扩散，同时水中的污染物质由生物膜外部向内部扩散，逆向扩散可提高气体和底物的利用速率，氧气从顶部向下运输，氧浓度由上到下依次降低，同时氧气经膜孔扩散，氧浓度由膜丝表面向外侧逐渐降低，通过调节o2分压可实现好氧-缺氧
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厌氧多功能动态生物膜的形成，并可以选择较低的供o2气压，从而节约灰水处理成本，灰水由进水口进入，通过推流的方式依次流入6个第二区域14，沿程灰水中的污染物质逐渐降低，净化后的水由溢流出水口溢流而出，达标排放，无需回流。
38.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。