一种砂基板式膜-生物反应器主要由生物反应池、膜滤池、生物鼓气流量计、生物鼓气管、膜鼓气流量计、膜鼓气管、n形循环管、砂基板式膜组件、抽吸泵、隔墙、净化水流量计、气泵、砂基板式膜元件和膜支架组成。本发明专利技术在公知的透水砖技术基础上，通过覆涂有机膜材料得到一种长寿命的膜元件-砂基板式膜元件，将该种膜元件组成砂基板式膜组件，并使用这种砂基板式膜组件构成一种砂基板式膜-生物反应器。本发明专利技术解决和克服了公知膜生物反应器采用有机膜寿命较短和采用无机陶瓷膜造价及运行能耗高和运行费用高的问题。使膜生物反应器成为一种更加实用，宜于普及和大规模应用的水处理、污水处理和污水再生回用技术。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于膜生物反应器
，特别涉及一种砂基板式膜-生物反应器。
技术介绍
膜生物反应器由生物反应池单元和膜分离单元组成，其特点是处理水质好、处理水适宜回用；占地面积小，环境适应性高；自动化程度高，容易运行管理。其应用的规模不断发展，万吨级和几十万吨级的市政污水处理工程已经出现，其应用数量也越来越大，数以千级的膜生物反应器工程在世界许多国家和地区得到应用。公知的膜生物反应器有一体和分体两种，其膜单元的形式有浸没式和外置错流式，膜单元采用的膜材料分为有机膜和无机膜。公知的膜生物反应器大多采用的是有机膜。有机膜强度差，使用寿命短，是当今阻碍膜生物反应器大规模和普及应用的一个重要限制性因素和重大技术难题。有机膜大多为石油化工材料或塑料制成的膜。有机膜存在膜强度不高，膜组件会发生破裂，特别是中空纤维膜容易出现膜丝断裂。目前市售有机膜的寿命据各生产厂商的技术参数，最短为1-3 年，最长6-10年。(高大林。颇尔各种膜技术的比较。清华大学膜法水处理技术研讨会， 2005 228 ；The purification company (Norit). X-Iow recycling ofwastewater, Tsing Hua university, China international symposium onmembrane technologies for water and wastewater treatment，2005 :195 ；郑祥等。膜生物反应器的技术经济分析。给水排 7jC,28 (3) ,2002 :105-108)膜的断裂，使处理水质变差，达到一定程度时，必须进行膜更换。膜的换膜工程量和一次性费用很大，工程停运，对于大规模的膜生物反应器工程，换膜产生的问题就更为严重。由于有机膜主要以石油化工产品为原料，每次膜更换等于在消耗大量宝贵不可再生石油资源，这在石油资源日益短缺的条件下问题将日显严重。不仅如此，换掉的废旧膜组件又成为难以处理的有机工业废弃物，给环境造成二次污染和新的负担。即使有机膜材料不是意外的损坏，这种有机膜生物反应器正常地、周期地膜更换产生的经济和环境问题也将是巨大的，随着膜生物反应器在大规模市政污水处理工程中应用的发展，这一问题将更显突出和严重。公知的无机膜主要有金属膜、合金膜、陶瓷膜、玻璃膜、沸石膜、分子筛膜等。无机膜具有有机聚合物分离膜无法比拟的优点化学稳定性好，耐酸碱、耐有机溶剂；机械强度大，寿命长；可以反冲洗；抗微生物的能力强，不与微生物发生作用；耐高温；孔径分布窄分离效率高。但目前商品化的无机膜主要是陶瓷膜。但是陶瓷膜制造工艺复杂、加工难度大，价格昂贵，因此，陶瓷膜分离技术主要在高附加值的工业项目中应用。如奶业和饮料(葡萄酒、啤酒、苹果酒)业，食品工业、生物工程、化学工业、石油化工、冶金工业等领域，成为苛刻条件下精密过滤分离的重要新技术。陶瓷膜在环境工程中的应用，存在造价高，运行费用较高的问题。所以，在环境工程中应用主要是油水分离、对某些化工原料回收等。陶瓷膜在膜生物反应器中的应用仍局限在实验室研究阶段。陶瓷膜在环境工程中应用受到限制的主要原因是处理成本过高、运行能耗及运行费用高等。(《中国化工报》2002. 9.10文/刑卫红；时钧，袁权，高从堦等。膜科学技术手册。北京化学工业出版社，2001 :114-116; 邢传红。超滤膜生物反应器处理生活污水及其水力学研究。环境科学，1997，18 (5) :19 21;张永明等。双功能陶瓷膜生物反应器处理废水的研究。http://www. chinafa. net/ web/class/46 4. html, 2006, 2,15 ；膜科学技术研究所。气升式陶瓷膜生物反应器的研究。 http://mst. niut. edu. cn/chinese/mst/peiyang. html, 2006，2，15 ；郑祥等。膜生物反应器的技术经济分析。给水排水，28 (3)，2002 =105-108)由分析可知，采用常规有机膜生物反应器，由于常规有机膜的强度差，更换周期短，存在着影响处理水质和水处理系统长期、稳定运行、膜更换频繁、造成较大资源浪费和新的污染，严重影响着膜生物反应器技术的规模化应用和产业化的发展等问题。现有无机膜虽然强度较高，却又因为其造价和水处理成本高限制了其在环境工程和膜生物反应器中的广泛应用。中国专利申请号200610008198. 3公开了一种用两块铸砂膜板组成的铸砂膜组件。但该专利申请文件所描述的铸砂膜组件结构，当水压稍大时，极容易损坏该铸砂膜组件，因此不能应用于大规模污水处理工程上。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种砂基板式膜-生物反应器，以期能解决和克服公知膜生物反应器采用有机膜寿命较短和采用无机陶瓷膜造价及运行能耗高和运行费用高的问题。为实现上述目的，本专利技术提供的砂基板式膜-生物反应器，主要构成为由隔墙相隔形成的膜滤池与生物反应池，隔墙顶部淹没在生物反应池或膜滤池的池水液面；隔墙底部开设有通孔；膜滤池和生物反应池之间的隔墙上安有η形循环管，该η形循环管主体安装在生物反应池一侧，η形循环管的底部弯管密闭安装在隔墙底部的开孔内，η形循环管底部弯头开口于膜滤池中，η形循环管顶部管口与膜生物反应器最高液面平齐；膜滤池内安装有竖直排列的砂基板式膜组件；生物反应池内装有生物鼓气管；砂基板式膜组件的下方装有膜鼓气管；生物鼓气管通过生物鼓气流量计与气泵连接；膜鼓气管通过膜鼓气流量计与气泵连接；砂基板式膜组件通过出水管与抽吸泵和流量计连接；砂基板式膜组件由砂基板式膜元件、膜支架、集水管、连接管和出水管组成；其中砂基板式膜元件为挤压铸塑成型，中间设有多根中空导流管；砂基板式膜元件具有第一端部和第二端部，其中第一端部和第二端部内部均设有相互连通的中空导流总管；在第一端部或第二端部的一侧安装有水嘴；砂基板式膜元件外表面涂覆有一层有机多孔膜材料。所述的砂基板式膜-生物反应器，其中隔墙顶部淹没在生物反应池或膜滤池的池水液面至10_35cm深度处。所述的砂基板式膜-生物反应器，其中η形循环管竖管的长度为1-5米。所述的砂基板式膜-生物反应器，其中生物鼓气管和膜鼓气管为穿孔管或微孔曝气元件，其水下安装深度相同。所述的砂基板式膜-生物反应器，其中膜滤池在停止鼓气的条件下，其静水位同生物反应池的静水位平齐。所述的砂基板式膜-生物反应器，其中有机多孔膜材料为聚偏氟乙烯材料。本专利技术在公知的透水砖技术的基础上，通过覆涂有机膜材料得到一种长寿命的膜元件-砂基板式膜元件，将该种膜元件组成砂基板式膜组件，并使用这种砂基板式膜组件构成一种砂基板式膜-生物反应器。本专利技术具有如下优点1)砂基板式膜元件是在膜基材上覆涂亲水性聚偏氟乙烯(PVDF)有机膜材料；由于覆涂得有机膜材料不承担基材所要承担的支撑作用，所以膜层薄，既节省有机膜材料，又减小透水阻力。2)同时由于制成的砂基板式膜元件为板式膜，在工作时砂基板式膜元件处在固定和静止状态，并且采用支架进行了固定，经受的交变应力较小，不易因疲劳强度问题产生疲劳破坏。而公知的外压式有机中空纤维膜在抖动状态下工作，有机膜材料难以避免因疲劳强度不足而在较短运行时间内产生疲劳破坏。由于以上原本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种砂基板式膜－生物反应器，主要构成为：由隔墙相隔形成的膜滤池与生物反应池，隔墙顶部淹没在生物反应池或膜滤池的池水液面；隔墙底部开设有通孔；膜滤池和生物反应池之间的隔墙上安有ｎ形循环管，该ｎ形循环管主体安装在生物反应池一侧，ｎ形循环管的底部弯管密闭安装在隔墙底部的开孔内，ｎ形循环管底部弯头开口于膜滤池中，ｎ形循环管顶部管口与膜生物反应器最高液面平齐；膜滤池内安装有竖直排列的砂基板式膜组件；生物反应池内装有生物鼓气管；砂基板式膜组件的下方装有膜鼓气管；生物鼓气管通过生物鼓气流量计与气泵连接；膜鼓气管通过膜鼓气流量计与气泵连接；砂基板式膜组件通过出水管与抽吸泵和流量计连接；砂基板式膜组件由至少一个砂基板式膜元件、膜支架、集水管、连接管和出水管组成；其中：砂基板式膜元件为挤压铸塑成型，中间设有多根中空导流管；砂基板式膜元件具有第一端部和第二端部，其中第一端部和第二端部内部均设有相互连通的中空导流总管；在第一端部或第二端部的一侧安装有水嘴；砂基板式膜元件外表面涂覆有一层有机多孔膜材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：樊耀波，徐国良，徐云，秦升益，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：11
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