一种使用织物生物膜的水处理设备的制作方法

本实用新型涉及水处理设备领域，具体的说是一种使用织物生物膜的水处理设备。

背景技术：

膜生物反应器是常规活性污泥法的进一步发展，它主要由膜组件和生物反应器两部分组成，大量带有微生物的活性污泥在膜生物反应器内与基质充分接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持自身生长、繁殖，同时使有机污染物降解。

膜组件通过机械筛分、截留等作用对废水和污泥混合液进行固液分离，生物处理反应器和膜组件的有机结合，不仅提高了反应器的出水水质和运行的稳定性，还延长了大分子物质在生物反应器中的水力停留时间，使之得到最大程度的降解，并加强了反应器对难降解物质的去除效果。

通常提到的膜生物反应器是指应用最广泛的膜分离生物反应器，而膜生物反应器在发展和实际应用中面临以下几方面的问题：首先，膜的成本较高，投资大；其次，膜的污染问题和运行中膜的破损问题难以解决，一般的，膜生物反应器在应用一年之后，均会发生膜污染的问题，影响了膜生物反应器的正常使用；最后膜生物反应器的泡沫，操作过失等存在一些不确定性的影响。

近年来，采用纺织材料作为固液分离材料的研究逐渐兴起，首选是聚丙烯机织布，但是聚丙烯机织布虽然存在成本低、重量轻、耐腐蚀及化学稳定性好等优点，可以作为一种分离材料进行相关应用，但是机织布表面呈疏水性，在处理水基流体时，传质驱动力高，能耗大，且极易吸附有机物、蛋白质等污染物质，导致通量下降、寿命缩短，限制了其在水处理领域的应用。特别的，以机织布作为过滤材料，其使用寿命一般在6个月左右，需要经常更换，无法在实际工程中得到应用。

技术实现要素：

本实用新型为克服现有技术的不足，设计一种使用织物生物膜的水处理设备，采用大孔径、非直线排水通道的过滤材料，使过滤材料和被过滤物一体化形成过滤的滤膜，有效实现固液分离，极大的降低水处理反应器中固液分离部分的投资和运营费用。

为实现上述目的，设计一种使用织物生物膜的水处理设备，包括反应器，进水池，二沉池，曝气泵，其特征在于：所述反应器的上方设有膜组件切换装置，反应器的内部设有若干组反应池，所述反应池内从左至右依次设有好氧池、兼氧池和厌氧池，所述任意相邻的两个反应池之间以及好氧池、兼氧池和厌氧池之间分别设有一个膜组件，所述膜组件通过设在反应器侧壁上的卡槽固定，膜组件由膜材料和两块金属框架组成，两块所述金属框架之间设有膜材料，膜材料通过金属框架固定在反应器内，所述膜材料由机织布层和聚丙烯纤维制成，所述机织布层呈蜂窝孔结构，机织布层的一侧设有若干弯曲状的聚丙烯纤维，所述厌氧池内设有若干生物载体。

所述好氧池内设有曝气管，所述曝气管的一端设在好氧池内，曝气管的另一端连接外设在反应器外的曝气泵上。

所述好氧池底部的左侧设有进水管，所述进水管的一端连接最外侧的好氧池，进水管的另一端连接进水池。

所述厌氧池右侧的中部设有出水管，所述出水管的一端连接最右侧的厌氧池，出水管的另一端分两路分别连接二沉池和出水口，所述出水管的高度高于进水管的高度。

所述自来水管和进水池通往进水管的管路上分别设有一个波纹计量泵，用以计算通过的流量。

所述膜组件切换装置包括两条滑轨和移动小车，两条所述滑轨分别固定在机架的前后两侧，机架设在反应器的上方，两条滑轨之间设有移动小车，所述移动小车由滑轮、电磁铁、气缸、电磁铁电机组成，所述移动小车的前后两侧分别设有两个滑轮，移动小车通过滑轮嵌设在滑轨上，移动小车内从上至下依次嵌设有电磁铁电机和气缸，气缸的下方设有推杆，所述推杆的下方设有电磁铁，所述电磁铁通过电线与电磁铁电机相连，所述电线排布在气缸外的移动小车内部。

还包括恒温系统，所述恒温系统采用电热棒的形式，通过吸盘固定在反应器的侧壁上。

本实用新型同现有技术相比，采用了新型的物生一体化材料，反应器中的分隔膜组件除了起到分割不同区域以外，同时可以截留生物量和部分污染物，使得反应器内的微生物菌群得以分区发展成为优势菌群，提高了污水处理的效率；采用了生物填料，微生物以附着生长为主，微生物的产率很低，反应器的排泥周期很长，免去高昂的活性污泥处置费；采用物生一体化材料，出水的悬浮物浓度很低，因而不需要特别设置二次沉淀池，节省了反应器的造价；采用同步硝化反硝化工艺，在反应器内构成了同步硝化反硝化的优异条件，使得反应器具有优异的脱氮性能，反应器对总氮的脱除能力达到了 70～90%。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中膜组件的结构示意图。

图3为本实用新型中膜材料的正视图。

图4为本实用新型中膜材料的侧视图。

图5为本实用新型中膜组件切换装置的结构示意图。

图6为本实用新型中移动小车的结构示意图。

参见图1～图6，其中，1是卡槽，2是进水管，3是进水池，4是好氧池，5是兼氧池，6是厌氧池，7是膜组件，8是反应器，9是出水管，10是二沉池，11是曝气泵，12是曝气管，13是蜂窝孔，14是膜材料，15是机织布层，16是聚丙烯纤维，17是金属框架，18是滑轨，19是移动小车，20是膜组件切换装置，21是滑轮，22是电磁铁，23是电磁铁电机，24是气缸，25是推杆。

具体实施方式

下面根据附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1～图6所示，所述反应器8的上方设有膜组件切换装置20，反应器8的内部设有若干组反应池，所述反应池内从左至右依次设有好氧池4、兼氧池5和厌氧池6，所述任意相邻的两个反应池之间以及好氧池4、兼氧池5和厌氧池6之间分别设有一个膜组件7，所述膜组件7通过设在反应器8侧壁上的卡槽1固定，膜组件7由膜材料14和两块金属框架17组成，两块所述金属框架17之间设有膜材料14，膜材料14通过金属框架17固定在反应器8内，所述膜材料14由机织布层15和聚丙烯纤维16制成，所述机织布层15呈蜂窝孔13结构，机织布层15的一侧设有若干弯曲状的聚丙烯纤维16，所述厌氧池6内设有若干生物载体。

所述好氧池4内设有曝气管12，所述曝气管12的一端设在好氧池4内，曝气管12的另一端连接外设在反应器8外的曝气泵11上。

所述好氧池4底部的左侧设有进水管2，所述进水管2的一端连接最外侧的好氧池4，进水管2的另一端连接进水池3。

所述厌氧池6右侧的中部设有出水管9，所述出水管9的一端连接最右侧的厌氧池6，出水管9的另一端分两路分别连接二沉池10和出水口，所述出水管9的高度高于进水管2的高度。

所述自来水管1和进水池3通往进水管2的管路上分别设有一个波纹计量泵，用以计算通过的流量。

所述膜组件切换装置20包括两条滑轨18和移动小车19，两条所述滑轨18分别固定在机架的前后两侧，机架设在反应器8的上方，两条滑轨18之间设有移动小车19，所述移动小车19由滑轮21、电磁铁22、气缸24、电磁铁电机23组成，所述移动小车19的前后两侧分别设有两个滑轮21，移动小车19通过滑轮21嵌设在滑轨18上，移动小车19内从上至下依次嵌设有电磁铁电机23和气缸24，气缸24的下方设有推杆25，所述推杆25的下方设有电磁铁22，所述电磁铁22通过电线与电磁铁电机23相连，所述电线排布在气缸24外的移动小车19内部。

还包括恒温系统，所述恒温系统采用电热棒的形式，通过吸盘固定在反应器的侧壁上。

本实用新型使用时，曝气的形式选用的是在反应器长度上阶段曝气，并采用推流式的水流运行，这样做反应器的稳定条件更加良好，能量消耗少，在空间上也更节约，且有利于取样观察微生物在载体上的生长情况。

反应器的材料为有机玻璃，透明并且可以更好地观察其中微生物的生长和膜的情况，通过硅胶密封而成的长方体型无盖水池，内壁用有机玻璃条加厚，预留固定生物膜载体插片的位置。

分隔膜组件以框架夹层式软质布类材料的形式竖直放置于反应器内，使其完全或部分浸没于水中。分隔出的每一部分区域可以产生独立的微生物体系，同时分隔膜组件也起到了对生物量的截留作用，保证反应器纵向长度上生物量的平均分布，以及出水质量。

分隔膜组件的布材料使用一种机织布材料，该材料本体拥有一定的孔径且由于采用机织布，孔径的稳定性较高，耐冲击能力强，不易发生变形，一侧或两侧表面有纤维可以供微生物附着生长。除了阻留生物量，供给微生物附着生长以外，对于悬浮污染物也具有一定的截留作用，该系统即使对于水力停留时间较短的工况，亦能保证一定的生物降解效率。阻留后的生物量一般会沉积在反应器底部。该部分微生物一方面会在其内部提供厌氧的环境，另一方面由于污染物浓度较低，将停留在内源呼吸期，可以预期提供内碳源。

原水采用的制剂为葡萄糖，氯化铵和磷酸二氢钾，以及硝酸钾，磷酸氢二钾、碳酸氢钠等常用的污水处理制剂。

本实用新型使用时，在运用初期主要作用是依靠织物的蜂窝孔13的孔径空隙过滤液体中的固体物质；经过一时间运行后微生物会在膜材料14上繁殖,集聚的微生物将原先织物的孔径变小,形成了被微生物占居的微孔,微小的孔径提高了过滤精度,同时在三维微生物覆盖下组成了一个理想的生物反应器；环型毛圈或长绒组织结构提供了理想的微生物生长空间, 反应膜承载了厌氧、兼氧和好氧微生物，当微生物生长影响过滤效果时,只需增加反应膜表面的曝氧量,就可使最里层的厌氧微生物脱落,使被堵的孔径空隙变大,重新恢复过滤效果。

本实用新型使用时，突破传统水处理以微孔膜材料进行固液分离的理念，采用大孔径的、非直线排水通道的自过滤材料，用被过滤物作为过滤材料过滤其本身，使得过滤材料与被过滤物一体化形成过滤的滤膜，可以有效实现固液分离，极大地降低水处理反应器中固液分离部分的投资和营运费用。同时，自过滤材料因其排水通道是非直线排水通道、过滤空隙是立体的，可使得水处理反应器中的微生物巨大部分被截留在反应器内，提高并维持了反应器内的活性污泥量，并延长了反应器内污泥的泥龄，从而降低水处理的造价和运行成本。