一種一體化mbr膜生物反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一體化MBR膜生物反應(yīng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 生物膜法技術(shù)是人們模仿土壤自凈過程創(chuàng)造出來的，很早就被用于廢水處理。目 前，生物膜法依然是廢水生化處理技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。而水處理填料是生物膜技術(shù)的核 心之一，它的性能對(duì)廢水處理工藝過程的效率、能耗、穩(wěn)定性以及可靠性均有直接關(guān)系?，F(xiàn) 有的彈性材料一般由中心件及固定在其上的彈性纖維或絲條構(gòu)成，由于該類填料是立體放 射狀，其纖維或絲條之間內(nèi)密外疏，顯得蓬亂，故布水布?xì)獠痪鶆颉髻|(zhì)效果差，掛膜后仍有 厭氧結(jié)團(tuán)現(xiàn)象產(chǎn)生。
[0003] 在實(shí)際應(yīng)用中，由于目前市場(chǎng)上應(yīng)用的填料主要是以粘土燒結(jié)成的陶粒和以聚丙 烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚脂(PES)、聚氯乙烯(PVC)等塑料為材料的彈性填料。而一般的彈性 填料由于其表面親水性較差，在掛膜速度、掛膜量以及膜的緊密度上往往存在不足。使材料 的表面帶有親水基團(tuán)，是提高材料表面親水性的常用方法，將親水基團(tuán)帶入材料表面的常 用方法有：（1)在彈性材料表面涂抹親水涂料，該方法因涂料易溶于水中而脫落，故難以實(shí) 際應(yīng)用；（2)在材料表面接枝帶有親水基團(tuán)的高聚物單體，可采用高能輻照的方法，在填料 的表面產(chǎn)生活性自由基，自由基再與水溶性單體進(jìn)行引發(fā)聚合，從而使材料表面接枝上水 溶性基團(tuán)，但因?yàn)樘盍系男誀钜话惚容^復(fù)雜，除填料的外表面，還有填料的內(nèi)表面，而高能 輻射難以均勻輻照填料的內(nèi)外表面，導(dǎo)致填料內(nèi)外表面親水性產(chǎn)生差異，從而也影響其使 用效果；（3)在常用塑料材料中混入水溶性親水高分子材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提出了一種高效、結(jié)構(gòu)緊湊、占地 面積小、去污能力強(qiáng)的一體化MBR膜生物反應(yīng)裝置。
[0005] 本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種一體化MBR膜生物反應(yīng)裝置，包括 格柵除渣室、隔油室、水量平衡室、厭氧處理室、缺氧處理室、膜生物反應(yīng)室、清水池，所述隔 油室內(nèi)設(shè)有隔油擋板，并填充有PP纖維球填料，所述厭氧處理室和缺氧處理室中均填充有 彈性填料，所述膜生物反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有簾式中空纖維膜以及簾式中空纖維膜表面的微生物 膜；
[0006] 其中，所述彈性填料由開孔發(fā)泡材料制成，開孔發(fā)泡材料包括以下質(zhì)量份數(shù)的組 分：
[0007] PA6 粉末 30-45份，
[0008]熱塑性聚氨酯粉末34-50份，
[0009] 改性樹脂15-30份，
[0010] 改性劑10-15份，
[0011] 碳納米管8-12份，
[0012] 介孔碳酸鈣15-23份，
[0013] 發(fā)泡劑8-20份，
[0014] 開孔劑2-10份。
[0015] 本發(fā)明中的一體化MBR膜生物反應(yīng)裝置可對(duì)污水中的油脂、雜物和水等進(jìn)行分離 并加以處理達(dá)標(biāo)，其中，格柵除渣室可首先對(duì)污水中的懸浮物進(jìn)行分離;隔油室中的隔油擋 板，并填充有PP纖維球填料可對(duì)污水中的浮油和小顆粒油滴進(jìn)行分離和吸附；水量平衡室 對(duì)水位進(jìn)行控制，對(duì)進(jìn)水起到調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量的作用;厭氧處理室、缺氧處理室均填充有彈 性填料，通過厭、缺氧環(huán)境下的水解、酸化和甲烷化作用使污水中的有機(jī)物(包括油脂、蛋白 質(zhì)、淀粉等物質(zhì))得以處理;膜生物反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置有簾式中空纖維膜以及簾式中空纖維膜表 面的，對(duì)污水中的雜質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步生化處理。
[0016] 由于厭氧微生物在彈性填料上的附著性差，加之水流的沖擊，吸附在彈性填料表 面的微生物很容易脫落下來，從而降低彈性填料表面的生物吸附量，因此本發(fā)明采用開孔 發(fā)泡材料制備厭氧處理室、缺氧處理室中的彈性填料。該彈性填料內(nèi)部具有聯(lián)通的細(xì)小開 孔結(jié)構(gòu)，有利于厭氧微生物在其表面和內(nèi)部定殖，即使填料表面的微生物因?yàn)橥饬υ驌p 失，填料內(nèi)部的微生物也能很快繁殖并補(bǔ)充到外部，大大提高厭氧處理室、缺氧處理室的使 用穩(wěn)定性和使用壽命。該彈性填料主料采用PA6和熱塑性聚氨酯制成，并輔以改性樹脂、改 性劑及其他輔料，制得的彈性填料韌性好、強(qiáng)度高、耐摩擦、耐腐蝕，使用性能好，能夠在污 水中長期使用。并且該彈性填料不改變?cè)釅A度，對(duì)附著的微生物細(xì)胞無毒，傳質(zhì)性能 好，性質(zhì)穩(wěn)定、不易被生物降解。
[0017]碳納米管因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出密度小，強(qiáng)度、剛度、韌性優(yōu)異的特點(diǎn)，并且具有 較強(qiáng)的抗化學(xué)腐蝕性和較好的散熱性能，介孔碳酸鈣具有良好的耐候性、耐化學(xué)腐蝕性、化 學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、較高強(qiáng)度等特點(diǎn)。本發(fā)明中將碳納米管和介孔碳酸鈣配合添加到彈性 填料中，可以顯著改善彈性填料的力學(xué)性能，提高其導(dǎo)熱性、耐磨性、強(qiáng)度和韌性，防止在掛 膜過程中局部過熱導(dǎo)致微生物活性降低，延長其使用壽命。同時(shí)，碳納米管和介孔碳酸鈣還 可以作為理想的異相成核劑，在彈性填料發(fā)泡過程中，碳納米管和介孔碳酸鈣表面的成核 能皇低于均相成核能皇，能瞬間形成大量的成核點(diǎn)，大大提高了彈性填料在發(fā)泡過程中的 成核率，提高彈性填料的泡孔密度。而介孔碳酸鈣中的孔道結(jié)構(gòu)會(huì)與樹脂材料形成"氣穴" 結(jié)構(gòu)，從而降低成核能皇，提高異相成核效率。碳納米管和介孔碳酸鈣的添加有助于彈性填 料泡孔密度的增大和泡孔尺寸的減小，從而增加彈性填料的拉伸性能和強(qiáng)度。
[0018] 作為優(yōu)選，所述彈性填料為整體形狀呈波浪狀或折線狀的網(wǎng)片式彈性填料，網(wǎng)片 式網(wǎng)片式彈性填料上設(shè)有網(wǎng)孔。
[0019] 彈性填料整體形狀設(shè)計(jì)為波浪狀或折線狀的加大了網(wǎng)片式彈性填料的表面積，增 加了彈性填料與污水的接觸面積，并且有利于微生物著床。彈性填料上的網(wǎng)孔有利于水流 通過和氣泡的切割。
[0020] 作為優(yōu)選，所述彈性填料表面設(shè)有尖刺型突出。
[0021] 尖刺型突出方便刺破污水中的氣泡，有利于污水與彈性填料上的微生物接觸，加 快污水中的有機(jī)物分解速度。
[0022]作為優(yōu)選，所述改性樹脂為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙二醇中的一種 或幾種。
[0023] 厭氧生化反應(yīng)過程中微生物生成量低，且附著性差，不易在普通彈性材料上掛膜， 因此本發(fā)明在彈性填料中添加自身帶有較多親水性基團(tuán)的上述改性樹脂，能有效增加彈性 填料表面的親水性能，使厭氧微生物較易地附著在彈性填料表面，從而增加厭氧微生物在 彈性填料上的掛膜量，提高厭氧生化反應(yīng)容器的負(fù)荷。上述改性樹脂單獨(dú)使用時(shí)往往存在 強(qiáng)度不夠、不耐腐蝕等問題，本發(fā)明將上述改性樹脂與PA6、聚氨酯配合使用，制成的復(fù)合彈 性填料力學(xué)性能優(yōu)良，并且有利于吸附不同種類的微生物，豐富微生物種類，提高彈性填料 生物膜處理污水有機(jī)物的能力。
[0024] 作為優(yōu)選，所述改性劑為羧甲基纖維素、海藻酸鈉、殼聚糖中的一種或多種。
[0025] 上述改性劑具有較強(qiáng)的親水性，對(duì)不同厭氧微生物的吸附能力強(qiáng)，并且均為純天 然物質(zhì)，無毒無害，與改性樹脂配合使用，能有效增加微生物的種類和微生物在彈性填料上 的吸附量。
[0026]作為優(yōu)選，所述的發(fā)泡劑為質(zhì)量比為2: (5-7) :(3-6)的稀土、碳酸氫鈉、偶氮二甲 酰胺的復(fù)合粉體。
[0027]選用的發(fā)泡劑中，碳酸氫鈉為吸熱型發(fā)泡劑，偶氮二甲酰胺為放熱型性發(fā)泡劑，吸 熱型的發(fā)泡劑不易分散，易造成制品內(nèi)部泡孔的大小不均勻，放熱型的發(fā)泡劑分解時(shí)放出 大量的熱，易造成樹脂體系過熱、樹脂膠液粘度下降，對(duì)氣泡生長不利。本發(fā)明將吸熱性發(fā) 泡劑和放熱性發(fā)泡劑結(jié)合起來，控制了吸熱與放熱的平衡，同