專利名稱：膜材料改性的膜生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體涉及一種膜材料改性的膜生物 反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
為適應(yīng)時代發(fā)展，提高污水回用率，控制水污染現(xiàn)象，緩解水資源短缺狀 況，各種新型高效的水處理技術(shù)逐漸發(fā)展起來。膜生物反應(yīng)器(MBR)作為高 級水處理技術(shù)的代表技術(shù)，是高效污水處理及回用工藝，可以認為是一種非常 有效的解決水資源匱乏的手段。
與傳統(tǒng)水處理工藝相比，膜生物反應(yīng)器水處理技術(shù)工藝顯示出巨大的優(yōu)越 性，其優(yōu)點主要有出水水質(zhì)好、耐沖擊負荷、污泥產(chǎn)生量小、長停留時間有 利于生長緩慢的微生物的培養(yǎng)、保留高分子有機物能促進降解和生物絮凝、工 藝流程短、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、占地省、自動化程度高、維護簡單、節(jié)省人力等。 但是，現(xiàn)在之所以膜生物反應(yīng)器并沒有迅速完全地取代傳統(tǒng)水處理技術(shù)在水處 理工業(yè)中的地位，是因為膜生物反應(yīng)器水處理技術(shù)還存在一些問題，諸如膜 污染、微生物的生物活性降低和不可降解性物質(zhì)積累、氧的傳質(zhì)效率低和剩余 污泥難以處置、化學清洗的廢液造成二次污染、能耗和設(shè)備費用高。
可以總結(jié)得出，目前研究和實踐環(huán)節(jié)中主要存在三大難題保持恒定高通 量；有效的控制膜污染；同時又降低膜生物反應(yīng)器的造價及運行費用。
而影響膜污染程度和膜過濾出水能力有三個方面
(1) 膜材料本身的物理化學性質(zhì)；
(2) 反應(yīng)器的操作運行條件；
(3) 混合液的物理化學及生物性質(zhì)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種一種膜材料改性的膜生 物反應(yīng)器。利用納米Ti02的光催化氧化作用及超親水性質(zhì)對本發(fā)明中膜材料進 行改性，達到減輕膜污染，穩(wěn)定膜通量，具有出水水質(zhì)好、耐沖擊負荷、污泥 產(chǎn)生量小、長停留時間有利于生長緩慢的微生物的培養(yǎng)、保留高分子有機物能 促進降解和生物絮凝、工藝流程短、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、占地省、自動化程度高、 維護簡單、節(jié)省人力等優(yōu)點。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括依次連接的潛水泵、反 應(yīng)器、儲水罐，所述的反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有平板膜，其特征在于，所述平板膜為有機
孔狀膜材料，其外表均勻涂有納米Ti02層。
所述的有機孔狀膜材料，具體為聚偏氟乙烯(PVDF)微濾膜。 所述的有機孔狀膜材料，其孔徑為0，45 y m。
所述液體納米Ti02層，其工藝具體為把納米Ti02分散液灌入噴槍，對 有機膜材料進行均勻噴涂；之后拍攝電鏡照片》看是否噴涂均勻，如果涂層有 斷層現(xiàn)象，則需重新噴涂，直到均勻為止。
所述的納米Ti02，是利用其光催化氧化作用及超親水性質(zhì)對膜材料進行改性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
一方面，本發(fā)明改性的膜生物反應(yīng)器中的納米Ti《)2處理廢水具有廣泛的應(yīng) 用前景，可以有效地氧化難以降解的燃料、農(nóng)藥等廢水中復(fù)雜有毒的污染物， 因此可以自動去污，保持膜表面的清潔。同時膜材料也給納米Ti02提供了載體， 使其流失消耗量減小。另一方面涂層改變了膜表面的物理化學性質(zhì)， 一般來說 膜表面越光滑，其親水性及抗污染性則會越好。TK)2是種便于利用的很好的親 水材料，在膜表面均勻噴涂后，可以增強膜的親水性和改善膜的粗糙程度。
進行改性之后的膜材料組裝成一體式平板膜生物反應(yīng)器，這種改性MBR有 效的減輕膜污染程度，同時增大了膜通量。從運行過程中的膜通量和其相應(yīng)膜 過濾阻力試驗中可以看出，無論是清水還是污水，本發(fā)明改性的膜生物反應(yīng)器 的透水性能明顯優(yōu)于非改性MBR。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
標記說明l-多爾沉沙池，2-潛水泵3-球閥，4-反應(yīng)器，5-平板膜，6-空壓機，7-空氣流量計，8-液體流量計，9-真空表，10-儲水罐，11-真空泵，12-出水管，13-曝氣管，14-時間繼電器。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方 案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本發(fā)明的保護范圍不限于下 述的實施例。
實施例l
如圖1所示，本實施例中包括多爾沉沙池1，潛水泵2，球閥3，反應(yīng)器4， 平板膜5，空壓機6，空氣流量計7，液體流量計8，真空表9，儲水罐1G，真空 泵ll，出水管12，曝氣管13，時間繼電器14。本實施例中，依次連接的潛水:展 2、反應(yīng)器4、儲水罐IO，所述的反應(yīng)器4內(nèi)設(shè)有平板膜5。所述平板膜5為有 機孔狀膜材料，其外表均勻涂有納米Ti02?？諌簷C6、球閥3、空氣流量依次串 接后連接于反應(yīng)器4的曝氣管13。平板膜5與儲水罐10之間設(shè)有液體流量計8、 真空表9。儲水罐10其上端經(jīng)由球閥3連接有真空泵11，真空泵11另 一端連接 有時間繼電器14;儲水罐10其下端經(jīng)由球閥3連接有出水管12。
本實施例工作狀況
(1)進水系統(tǒng)
進水由一臺潛水泵2從多爾沉砂池1中直接取水，由一根塑料軟管接入反應(yīng) 器4的進水槽中。 (2) MBR系統(tǒng)
反應(yīng)器4為聚合塑料制成，矩形尺寸為430mmX540mmX800mm，有效 水深為600mm，有效容積為139.32L。
反應(yīng)器4內(nèi)置5只平板，兩面各粘貼由400mmX400mm的膜材料，膜的總 有效面積為1.6m2。平板的膜材料表面涂有液體納米Ti()2層。所述的液體納米T i02層，是由噴槍均勻噴涂制得。
反應(yīng)器4外側(cè)邊設(shè)有進水槽，進水槽設(shè)有進水系統(tǒng)，進水槽還設(shè)有溢流管；反應(yīng)器4內(nèi)下部設(shè)有連接空壓機6的穿孔曝氣管13;中部安裝有安插膜元件的 槽，兩片膜中間設(shè)有抽吸的出水管12，直徑為10mm;出水管12另一頭連接出 水系統(tǒng)。
(3)出水系統(tǒng)
出水系統(tǒng)由一密封有機玻璃制成的儲水罐10組成。此儲水罐10為圓柱體， 高1000mm,直徑600mm。頂部裝有真空表和放氣閥門，放氣閥門的作用是在 放水過程中，破壞真空使放水過程流暢。上部有一閥門控制的抽氣孔，連接一 臺真空泵抽吸儲水罐中的空氣，產(chǎn)生負壓使水通過MBR中的膜元件，并進入罐 內(nèi)，當?shù)竭_一定水位時，則需通過下部安裝的有閥門的放水孔放水，放水孔由 直徑15mm放水管連接至下水道。
運行135d，運行期間未排泥。不同膜抽吸壓力(TMP)和不同曝氣強度下， 測其膜通量和膜過濾阻力。
對比實施例2
本實施例中，除有機孔狀膜材料的外表未涂有納米Ti02外，其他結(jié)構(gòu)同實 施例l。
運行135d，運行期間未排泥。不同膜抽吸壓力(TMP)和不同曝氣強度下， 測其膜通量和膜過濾阻力。
上述兩個實施例對比兩套MBR共運行135d，運行期間均未排泥。不同 膜抽吸壓力(TMP)和不同曝氣強度下，測其膜通量和膜過濾阻力。實施例1 改性MBR的膜通量均大于實施例2非改性MBR 50%以上。而膜過濾阻力小1 /2以下。因此可以證明利用改性的膜材料有效的減輕膜污染和增大膜通量。
權(quán)利要求
1. 一種膜材料改性的膜生物反應(yīng)器，包括依次連接的潛水泵、反應(yīng)器、儲水罐，所述的反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有平板膜，其特征在于，所述平板膜為有機孔狀膜材料，其外表均勻涂有納米TiO2層。2如權(quán)利要求1所述的膜材料改性的膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述的有機孔狀膜材料為聚偏氟乙烯濾膜。3如權(quán)利要求1或2所述的膜材料改性的膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述的有機孔狀膜材料，其孔徑為0.45μm。
2. 如權(quán)利要求1所述的膜材料改性的膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述的有 機孔狀膜材料為聚偏氟乙烯濾膜。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的膜材料改性的膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述 的有機孔狀膜材料，其孔徑為0.45nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域的一種膜材料改性的膜生物反應(yīng)器。本發(fā)明包括依次連接的潛水泵、反應(yīng)器、儲水罐，所述的反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有平板膜。所述平板膜為有機孔狀膜材料，其外表均勻涂有納米TiO₂層。本發(fā)明利用納米TiO₂的光催化氧化作用及超親水性質(zhì)對本發(fā)明中膜材料進行改性，達到減輕膜污染，穩(wěn)定膜通量。
文檔編號C02F3/10GK101468847SQ200710173869
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
發(fā)明者杰 張, 李照靜, 維 楊, 毛燕芳, 煒 程, 范建偉 申請人:上海同濟科藍環(huán)保設(shè)備工程有限公司