一種立體式生物膜反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種立體式生物膜反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]廢水好氧生物處理技術(shù)可分為生物膜法和活性污泥法兩大類。活性污泥法雖較為成熟，但也存在很多的缺點(diǎn)和不足，如占地面積大、基建費(fèi)用高等，同時(shí)對(duì)水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較差。生物膜法可彌補(bǔ)活性污泥法的諸多不足:運(yùn)行穩(wěn)定性好、無污泥膨脹、對(duì)污染物的去除率高、反應(yīng)器的體積和占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。但是傳統(tǒng)的生物膜法也有其缺陷，如生物濾池易受堵塞，需周期性反沖洗，同時(shí)固定填料以及曝氣設(shè)備的更換較困難;生物流化床反應(yīng)器中的載體顆粒只有在流化狀態(tài)下才能發(fā)揮作用，使其工藝的運(yùn)行穩(wěn)定性較差。
[0003]近年來，盡管生物脫氮技術(shù)有了很大發(fā)展，但硝化和反硝化仍然是在兩個(gè)獨(dú)立的或分隔的具有不同溶解氧濃度的反應(yīng)器中進(jìn)行(如傳統(tǒng)A/0工藝)，或是在時(shí)間或空間上造成交替缺氧和好氧環(huán)境的同一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行(如氧化溝或SBR工藝)。一個(gè)脫氮過程被分成兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，二者難以在空間、時(shí)間和條件上得到統(tǒng)一。因此一般的生物脫氮系統(tǒng)脫氮效果差(通常不會(huì)超過70%)。而且這些系統(tǒng)中還需要分設(shè)多個(gè)獨(dú)立處理單元，如必須設(shè)置污泥回流系統(tǒng)，使得基建和管路設(shè)備投資多，占地面積較大，運(yùn)行費(fèi)用也高。另外，根據(jù)上述反應(yīng)，硝化過程需要投加堿度，而反硝化過程也需要補(bǔ)充碳源，造成系統(tǒng)投資高，運(yùn)行費(fèi)用也高。
[0004]因此，如果因此，開發(fā)一種能在一個(gè)單體設(shè)備中實(shí)現(xiàn)連續(xù)脫氮過程，同時(shí)又能對(duì)其中所含的有機(jī)物進(jìn)行高效脫除的工藝設(shè)備，成為污水脫氮領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。另外，大量研究與工程實(shí)踐表明，利用傳統(tǒng)硝化/反硝化工藝原理進(jìn)行脫氮，污泥回流和充氧曝氣必不可少，兩者都需要?jiǎng)恿Φ南?，能否將二者結(jié)合起來也是節(jié)能的關(guān)鍵。
[0005]對(duì)于傳統(tǒng)的缺氧-好氧生物脫氮系統(tǒng)而言，其缺氧段和好氧段均采用的是傳統(tǒng)的活性污泥法，污泥和水在缺氧池接觸并發(fā)生脫氮和脫除有機(jī)物后，再一起進(jìn)入到后續(xù)的好氧段進(jìn)行脫碳和硝化反應(yīng)，隨后泥水混合物進(jìn)入后續(xù)的沉淀池進(jìn)行泥水分離，分離后的污泥再回流至缺氧段。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的脫氮除磷工藝效率較低、占地面積大的缺陷，提供一種具有節(jié)能降耗、占地面積小的立體式生物膜反應(yīng)器。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種立體式生物膜反應(yīng)器，其特征在于:包括外殼及設(shè)置于外殼內(nèi)部的厭氧區(qū)、好氧區(qū)、回流區(qū)、排泥區(qū)和膜產(chǎn)水區(qū)，所述外殼包括上部的筒體和底部的倒錐體;所述厭氧區(qū)、好氧區(qū)自下而上依次設(shè)置于外殼的筒體內(nèi)部，倒錐體內(nèi)為排泥區(qū)，倒錐體底部開設(shè)有排泥口；厭氧區(qū)底部設(shè)置有布水管，厭氧區(qū)和好氧區(qū)之間設(shè)置曝氣裝置;厭氧區(qū)和好氧區(qū)外圍設(shè)置有一體的分隔層，分隔層與筒體之間的環(huán)形區(qū)域形成回流區(qū)；分隔層的頂部設(shè)置出水區(qū)，在筒體與出水區(qū)位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)表面周向設(shè)置連續(xù)或間斷的膜產(chǎn)水區(qū)，膜產(chǎn)水區(qū)設(shè)置介電電泳電極DEP膜，厭氧區(qū)內(nèi)設(shè)有厭氧填料，好氧區(qū)內(nèi)設(shè)有好氧填料。
[0009]所述的厭氧區(qū)內(nèi)的厭氧填料為柔性組合厭氧填料。
[0010]所述的好氧區(qū)內(nèi)的好氧填料為表面附著生物膜的移動(dòng)床生物填料。
[0011 ]所述的布水管為環(huán)形布水管。
[0012]所述的介電電泳電極DEP膜包括鈑金電極組件、滲透膜和平板框架，平板框架的前、后兩面安裝滲透膜，所述滲透膜之間設(shè)置鈑金電極組件;所述鈑金電極組件包括兩片分別連接交流電源不同輸出端且相互絕緣的電極板，所述電極板為一體成型的鈑金件，包括多條平形排列的電極及同時(shí)連接所有所述電極的一條或一條以上邊線;兩所述電極板交錯(cuò)疊放，使一電極板的電極置于另一電極板的兩相鄰電極之間；所述平板框架上設(shè)置有連通兩滲透膜之間的產(chǎn)水腔的產(chǎn)水出口。
[0013]所述電極板為梳齒狀電極板，包括多條平行排列的電極，及同時(shí)連接所有所述電極一端的一條邊線，所述電極的另一端為自由端;一電極板的邊線位于另一電極板中電極的自由端側(cè)。
[0014]所述電極板為柵形電極板，包括多條平行排列的電極，及分別連接所述電極的兩端的邊線。
[0015]所述電極板為立體柵形電極板，包括多條平行排列的電極，及分別連接所述電極的兩端的兩條邊線;所述電極的兩端彎折，在交錯(cuò)疊放時(shí)相互避讓。
[0016]兩所述電極板外部均設(shè)置絕緣層;或一電極板外部設(shè)置絕緣層，另一電極板為耐腐蝕性材料制成的裸電極。
[0017]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為:
[0018]1、本實(shí)用新型的立體式生物膜反應(yīng)器，硝化和反硝化過程能在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)連續(xù)發(fā)生，不僅可以節(jié)省反應(yīng)時(shí)間，還可減小反應(yīng)器容積，節(jié)省占地面積；同時(shí)，反硝化過程增加的堿度可以補(bǔ)充硝化過程減少的部分堿度，從而節(jié)約藥劑投加量;反硝化過程如果置于硝化過程前段，也可節(jié)省碳源的投加。
[0019]2、本實(shí)用新型的立體式生物膜反應(yīng)器，無需額外投加藥劑和碳源，運(yùn)行費(fèi)用低。目前，在硝化反應(yīng)過程中，將lmg的NH4+-N氧化為N03—N，要消耗7.14mg的堿度，而在反硝化過程中，還原lmg硝態(tài)氮能產(chǎn)生3.75mg的堿度。因此，在本實(shí)用新型提供的一體化的缺氧-好氧系統(tǒng)中，反硝化反應(yīng)所產(chǎn)生的堿度可補(bǔ)償硝化反應(yīng)消耗的堿度的一半左右。對(duì)含氨氮濃度不高的廢水(如生活污水、紡織染整行業(yè)、電鍍廢水、啤酒廢水等)可不必另行投堿以調(diào)節(jié)pH值。另外，由于缺氧段在前，好氧段在后，盡管反硝化過程需要消耗一定的碳源，但此時(shí)進(jìn)水的有機(jī)物濃度較高，碳源充足，此時(shí)，反硝化菌以原污水中的有機(jī)物為碳源，以回流的硝化液中硝酸鹽的氧為受電體，進(jìn)行呼吸和生命代謝活動(dòng)，將硝態(tài)氮還原為氣態(tài)氮，而不需外加碳源(如甲醇等)。
[0020]3、本實(shí)用新型的立體式生物膜反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)生物活性更高。在傳統(tǒng)的脫氮工藝中，硝化菌和反硝化菌是捆綁在一起的，難以徹底分開。由于污泥的回流，硝化菌會(huì)進(jìn)入到反硝化段，由于氧含量低下，因此硝化菌活性會(huì)受到抑制，而當(dāng)它隨出水再次進(jìn)入硝化段后又需要一段恢復(fù)活性的過程。由于缺氧段和好氧段均采用膜法，微生物被固定在各自的反應(yīng)器內(nèi)，硝化菌和反硝化菌不會(huì)混雜在一起，二者徹底分開，分別在各自的具有良好的代謝環(huán)境體系中生存，生物活性均處于最佳生理狀態(tài)。而這對(duì)于保證高脫氮率是非常重要的。
[0021]4、本實(shí)用新型的立體式生物膜反應(yīng)器，采用介電電泳電極DEP膜，此過濾膜可以很好的截留凈化液中懸浮的活性污泥，使活性污泥不需要再經(jīng)過二沉池進(jìn)行回流，減少二沉池占地及建設(shè)成本?；亓鞯膬艋号c污水充分混合，起到稀釋污水的作用，這樣可降低進(jìn)水CODcr濃度對(duì)厭氧區(qū)的沖擊，當(dāng)CODcr負(fù)荷變小時(shí)，處理的效率提高;也使沉降到布水區(qū)的活性污泥隨水流再次上升回到厭氧區(qū)，防止活性污泥的流失。
[0022]5、本實(shí)用新型的立體式生物膜反應(yīng)器，采用含有鈑金電極組件的介電電泳電極DEP膜，通過在鈑金電極組件上施加交流電，從而在介電電泳電極以及滲透膜的附近產(chǎn)生不勻稱電場(chǎng)，利用固體微粒與其所懸浮的連續(xù)相介電極化能力不同的原理，介電電泳力將固體微粒推離電極或者將固體微粒吸附在電極上，減少甚至消除滲透膜工藝中發(fā)生的膜污染和堵膜現(xiàn)象，可連續(xù)運(yùn)行，無需間歇式進(jìn)行抽吸，不需要在線清洗，節(jié)省能耗。且過濾膜可以很好的截留凈化液中懸浮的活性污泥，使活性污泥不需要再經(jīng)過二沉池進(jìn)行回流，減少二沉池占地及建設(shè)成本。
[0023]6、本實(shí)用新型的立體式生物膜反應(yīng)器，介電電泳電極DEP膜所使用的鈑金電極組件中的電極板是通過沖壓一體成型，其上制有多條平形排列的電極，以及連接所述電極的一條或一條以上邊線，兩片電極板之間交錯(cuò)疊放，使兩片電極板的電極相互間隔對(duì)應(yīng)以形成電極組；電極板通過鈑金工藝一體成型，生產(chǎn)成本低，較圓柱形電極降低成本70%以上；任何一處位置連接電源即可使得整板得以供電，從而使電極和連接導(dǎo)線集成