專利名稱：一種投加粉末沸石的膜生物反應器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種投加粉末沸石的膜生物反應器。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)境污染問題日趨嚴重，越來越多的地表水水源受到污染，部分物理、化學以及微生物指標已超過《地面水環(huán)境質(zhì)量標準》中關(guān)于生活飲用水源水的水質(zhì)要求，尤其是氨氮、溶解性有機物以及新型病源微生物。一方面，傳統(tǒng)的混凝-沉淀-過濾-消毒凈水工藝對這些污染物沒有較好的去除效果，另一方面，隨著社會的進步，飲用水水質(zhì)標準也進一步提高，這些都為飲用水處理工藝的發(fā)展提供了動力。以超濾為代表的膜分離技術(shù)因其能有效去除濁度、有機物、隱孢子蟲與賈第鞭毛蟲等新型病源微生物，具備良好的水質(zhì)調(diào)節(jié)能力，易于自動控制管理等優(yōu)點成為第三代飲用水處理工藝的核心。但是，對于普遍使用的超濾膜過濾系統(tǒng)，由于其截留分子量僅限于微米級，單獨使用并不能實現(xiàn)對溶解性小分子有機物以及氨氮的去除。針對此問題，有些研究在超濾系統(tǒng)內(nèi)投加活性炭，并增設曝氣裝置，形成膜生物反應器，通過吸附與生物氧化協(xié)同作用來降解溶解性小分子有機物及氨氮，取得了不錯的效果。但是，在冬天溫度較低的情況下，微生物活性減弱，有機物及氨氮去除效果不佳，尤其是氨氮去除效果更差。此外，失效排出的活性炭分離困難，再生費用高。沸石是呈架狀結(jié)構(gòu)的多孔性含水鋁硅酸鹽晶體的總稱，因沸石對極性、不飽和、易極化分子具有優(yōu)先的選擇吸附作用，所以對水中氨氮及極性小分子有機污染物有較強的離子交換及吸附性能。同時，沸石內(nèi)部存在很多大小均一的微孔和通道且彼此相聯(lián)，使沸石具有巨大的表面積，成為微生物生長的良好載體。因此，在超濾膜裝置中投加粉末沸石，同時增設曝氣系統(tǒng)，形成集沸石吸附、離子交換、生物降解以及膜分離于一體膜生物反應器，有望解決微污染水源水中的溶解性有機物及氨氮問題，特別是低溫條件下的氨氮去除問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服低溫條件下膜生物反應器對極性小分子有機物與氨氮去除效果不佳的缺點，提供了一種投加粉末沸石的膜生物反應器，該反應器不僅具有常規(guī)的膜生物反應器的特點，還可以保證低溫狀態(tài)下極性小分子有機物與氨氮的去除效果。本實用新型所提供的一種投加粉末沸石的膜生物反應器包括反應池1，反應池1 左側(cè)壁水面以上設置有進水管2，膜組件3設置在反應器1內(nèi)部，曝氣頭4設置在反應器1 底部，為所述曝氣頭4充氣的鼓風機5設置在反應器1外部，投加的粉末沸石6位于反應池 1內(nèi)，最高水位液位感應器7和最低水位液位感應器8設置在反應池1右側(cè)內(nèi)壁，出水管9 設置在反應器1右側(cè)并與膜組件3相連，抽吸出水的抽吸泵10設置在反應器1外部，PLC控制器11設置在反應池1外部并分別與最高水位液位感應器7、最低水位液位感應器8以及出水抽吸泵10相連，放空管12設置在反應器1底部中央。[0008]所述粉末沸石是經(jīng)過5%的氯化鈉溶液改性處理的，所提供的一種投加粉末沸石的膜生物反應器用于微污染水源水的飲用水處理。本實用新型的有益效果體現(xiàn)在以下幾個方面(1)由于沸石對有機物與氨氮有較強的吸附作用，同時又是生物生長的良好載體， 所以該投加粉末沸石的膜生物反應器集吸附、離子交換、生物氧化、膜過濾功能為一體，對濁度、病源微生物、有機物及氨氮有較好的去除效果，尤其強化了氨氮的去除效果，即使在低溫狀態(tài)下，也可保證氨氮的去除能力。(2)所投加的粉末沸石與活性炭相比，價格便宜，再生方便，而且由于在反應器的運行過程中粉末沸石可以部分得到生物再生，延長了沸石的使用周期，不必經(jīng)常更換，運行費用得以降低。(3)由于曝氣作用以及粉末沸石對有機物的去除作用，可有效減緩膜污染，延長膜使用壽命。
圖1為一種投加粉末沸石的膜生物反應器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-反應池；2-進水管；3-膜組件；4-曝氣頭；5-鼓風機；6_粉末沸石；7_最高水位液位感應器；8-最低水位液位感應器；9-出水管；10-抽吸泵；11- PLC控制器； 12-放空管。
具體實施方式
本實用新型所提供的一種投加粉末沸石的膜生物反應器，包括反應池1，設置在反應池1左側(cè)壁水面以上的進水管2，設置在反應器1內(nèi)部的膜組件3，設置在反應器1底部的曝氣頭4，設置在反應器1外部為曝氣頭充氣的鼓風機5，投加在反應池1內(nèi)的粉末沸石 6，設置在反應池1右側(cè)內(nèi)壁的最高水位液位感應器7和最低水位液位感應器8，設置在反應器1右側(cè)與膜組件相連的出水管9，設置在反應器1外部抽吸出水的抽吸泵10，設置在反應池1外部并與最高水位液位感應器7、最低水位液位感應器8以及出水抽吸泵10相連的 PLC控制器11，設置在反應器1底部中央的放空管12。使用該膜生物反應器處理微污染水源水時，待處理來水經(jīng)進水管2進入反應池1， 投入反應池1中的粉末沸石6首先吸附水中溶解性有機物及氨氮，然后在經(jīng)鼓風機5鼓入曝氣頭4曝出的氧氣存在的條件下，利用粉末沸石6表面的生物膜系統(tǒng)，通過微生物的新陳代謝活動對有機物及氨氮進行生物氧化降解，在此過程中，污染物得到凈化的同時，吸附了有機物和氨氮的粉末沸石6的表面也得到了再生，吸附能力得到了恢復；隨著進水的不斷增加，反應池1內(nèi)水位逐漸升高，當達到最高水位時，最高水位液位感應器7將信號傳感至 PLC控制器11，啟動抽吸泵10，水經(jīng)膜組件3過濾，經(jīng)出水管9出水，水中的濁度、溶解性有機物、氨氮等污染物得到較好的去除，得到滿足飲用水水質(zhì)標準的飲用水；當反應池1內(nèi)水位到達最低水位時，最低水位液位感知器8將信號傳感至PLC控制器11，停止抽吸泵工作， 出水停止，從而完成一個水處理工作周期；粉末沸石采用人工投加方式，在開始進水階段一次性往反應器內(nèi)投加一定量的粉末沸石，再階段性地通過放空管12排走定量老化沸石以維持反應器內(nèi)生物活性，并補投新的粉末沸石來恒定反應器內(nèi)粉末沸石的體積濃度；在寒冷的冬天，當微生物活性降低的時候，可再向反應池1中加入適量新鮮粉末沸石，充分發(fā)揮其吸附作用，保證低溫狀態(tài)下有機物和氨氮的去除效果。
權(quán)利要求1. 一種投加粉末沸石的膜生物反應器，其特征在于所述反應器包括反應池(1)，反應池(1)左側(cè)壁水面以上設置有進水管(2)，膜組件(3)設置在反應器(1)內(nèi)部，曝氣頭(4)設置在反應器(1)底部，為所述曝氣頭(4)充氣的鼓風機(5)設置在反應器(1)外部，投加的粉末沸石(6)位于反應池(1)內(nèi)，最高水位液位感應器(7)和最低水位液位感應器(8)設置在反應池(1)右側(cè)內(nèi)壁，出水管(9)設置在反應器(1)右側(cè)并與膜組件(3)相連，抽吸出水的抽吸泵(10)設置在反應器(1)外部，PLC控制器(11)設置在反應池(1)外部并分別與最高水位液位感應器(7)、最低水位液位感應器(8)以及出水抽吸泵(10)相連，放空管(12)設置在反應器(1)底部中央。
專利摘要本實用新型提供一種投加粉末沸石的膜生物反應器，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。該反應器包括反應池，投加的粉末沸石位于反應池內(nèi)，PLC控制器設置在反應池外部并分別與最高水位液位感應器、最低水位液位感應器以及出水抽吸泵相連。本實用新型在反應器內(nèi)投加經(jīng)改性的粉末沸石，充分利用粉末沸石的吸附、離子交換、生物降解和膜過濾的功能互補作用，尤其解決了低溫條件下膜生物反應器對極性小分子有機物與氨氮去除效果不佳的問題，本實用新型主要應用于微污染水源水的處理。
文檔編號C02F9/14GK202322560SQ201120444928
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者丁磊, 張新喜, 汪明明, 羅剛 申請人:安徽工業(yè)大學