申请日2018.04.17
公开(公告)日2018.12.07
IPC分类号C02F3/30
摘要
本实用新型公开了一种用于污水处理的自曝气膜反应器，该反应器包括：基座，内部开设一凹腔，所述基座上固定有动力源;中心轴，水平设置在所述凹腔内，所述中心轴的两端分别经轴承与所述基座转动连接;钢结构框架，经传动机构与所述动力源相连接，所述钢结构框架包括内层笼形框架、外层笼形框架和固定框架组，自爆气反应圆盘组件，包括排列成环状的多个自爆气反应圆盘;多个中空反应纤维膜，沿径向均布在所述中心轴与所述内层笼形框架的内表面之间。本实用新型曝气效果好，不需要鼓风、搅拌装置，同时，本实用新型还具有污泥SVI值较低、操作简单、污水处理工程造价费用低、运行能耗低和工艺设备稳定性强等优点。
权利要求书
1.一种用于污水处理的自曝气膜反应器，其特征在于，它包括基座，设在基座内的中心轴、钢结构框架、自曝气反应圆盘组件和多个中空反应纤维膜;其中：
所述的基座内部设有反应池;
所述的中心轴水平设置在所述反应池内，中心轴的两端分别经轴承与基座转动连接;基座上固定有动力源;
所述的钢结构框架经传动机构与动力源相连接;钢结构框架包括内侧笼形框架、外侧笼形框架和固定框架组，所述固定框架组对称地固定在中心轴的两侧，内侧笼形框架套设在中心轴的外部，外侧笼形框架套设在内侧笼形框架的外部，其中，所述内侧笼形框架、外侧笼形框架和中心轴的轴线均相互共线，以及所述内侧笼形框架、外侧笼形框架分别与所述固定框架组固定连接;
所述的自曝气反应圆盘组件，包括排列成环状的多个自曝气反应圆盘，多个自曝气反应圆盘均布在内侧笼形框架的外表面和外侧笼形框架的内表面之间;所述自曝气反应圆盘包括中空纤维圆管和多个波形隔片，多个波形隔片间隔地设置在中空纤维圆管的内部，其中，中空纤维圆管上还设有一开口，该开口与内侧笼形框架外表面相对应向心开设;
所述的多个中空反应纤维膜，沿径向均布在中心轴与内笼形框架的表面之间。
2.如权利要求1所述的用于污水处理的自曝气膜反应器，其特征在于，还包括溶氧传感器和变频控制器，所述溶氧传感器设置在污水池中，所述动力源为电机，变频控制器分别与溶氧传感器和电机相连接。
3.如权利要求1所述的用于污水处理的自曝气膜反应器，其特征在于，所述中空纤维圆管开口的两侧边所呈的夹角为20-40度。
4.如权利要求1所述的用于污水处理的自曝气膜反应器，其特征在于，所述网状塑料骨架连接在所述中心轴与所述内侧笼形框架的内表面之间，所述聚丙烯纤维膜绕设在所述网状塑料骨架的表面。
5.如权利要求1所述的用于污水处理的自曝气膜反应器，其特征在于，所述传动机构包括主动链轮、从动链轮和传动链，所述主动链轮与所述电机相连接，所述从动链轮套设在所述中心轴上，且与所述固定框架组的一端外侧面固定连接，所述主动链轮和从动链轮还通过所述传动链相连接。
6.如权利要求1所述的用于污水处理的自曝气膜反应器，其特征在于，所述内侧笼形框架的外表面和所述外侧笼形框架的内表面之间还均布有多个支架轴，所述自曝气反应圆盘一一对应地固定在所述支架轴上。
说明书
一种用于污水处理的自曝气膜反应器
技术领域
本实用新型涉及曝气膜反应器技术领域，尤其涉及一种用于污水处理的自曝气膜反应器及其使用方法。
背景技术
自曝气膜反应器是一种连续工作的固定膜和曝气功能的设备，适用于市政污水处理，亦广泛小型农家乐、社区等污水的处理。
传统活性污泥法曝气效率较低，运行费用高，剩余污泥量大。而目前的曝气设备结构各种各样，但仍存在许多不足：1.曝气运行费用高;2.各类反应池结构复杂，工程造价高。3.运行维护较复杂。
中国专利公开号CN202465358U公开了一种自曝气膜生物反应器，包括中空的自曝气生物转轮和MBR膜组件，MBR膜组件固定在自曝气生物转轮的内部。该文献中所述的自曝气生物转轮由多个生物转盘层叠纵向固定而成。从它背景技术可以看出：所述的生物转盘为专利2010206137950中记载的生物转盘盘片，每个盘片具有进、出气口的挡板设计，此结构易导致生物转盘旋转到废水中时，生物转盘单元中的出气孔被脱落的生物膜堵塞;同时盘片上的进气孔也容易被污泥堵塞;虽然对比文件1在转轮外表面固定有污泥刮片，但是即便这样，进入进气孔的污泥还是无法彻底清除，若进气孔被堵塞，则无法保证为反应器提供足够的氧气量、且无法均匀曝气，因此需要不定期清洗更换生物转盘。可是从对比文件1的结构可以看出，它的自曝气生物转轮由多个生物转盘层叠纵向固定而成，不容易拆卸清洗，所以说，对比文件1的自曝气膜生物反应器在实际中是无法推广使用的。
实用新型内容
本实用新型主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种曝气效果好、结构和操作简单、设备稳定性强的用于污水处理的自曝气膜反应器。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本实用新型提供的用于污水处理的自曝气膜反应器，其特征在于，它包括基座，设在基座内的中心轴、钢结构框架、自曝气反应圆盘组件和多个中空反应纤维膜;其中：
所述的基座内部设有反应池;
所述的中心轴水平设置在所述反应池内，中心轴的两端分别经轴承与基座转动连接;基座上固定有动力源;
所述的钢结构框架经传动机构与动力源相连接;钢结构框架包括内侧笼形框架、外侧笼形框架和固定框架组，所述固定框架组对称地固定在中心轴的两侧，内侧笼形框架套设在中心轴的外部，外侧笼形框架套设在内侧笼形框架的外部，其中，所述内侧笼形框架、外侧笼形框架和中心轴的轴线均相互共线，以及所述内侧笼形框架、外侧笼形框架分别与所述固定框架组固定连接;
所述的自曝气反应圆盘组件，包括排列成环状的多个自曝气反应圆盘，多个自曝气反应圆盘均布在内侧笼形框架的外表面和外侧笼形框架的内表面之间;所述自曝气反应圆盘包括中空纤维圆管和多个波形隔片，多个波形隔片间隔地设置在中空纤维圆管的内部，其中，中空纤维圆管上还设有一开口，该开口与内侧笼形框架外表面相对应向心开设。
所述的多个中空反应纤维膜，沿径向均布在中心轴与内笼形框架的表面之间。
进一步地，还包括溶氧传感器和变频控制器，所述溶氧传感器设置在污水池中，所述动力源为电机，变频控制器分别与溶氧传感器和电机相连接。
进一步地，所述中空纤维圆管开口的两侧边所呈的夹角为20-40度。
进一步地，所述中空反应纤维膜包括网状塑料骨架和聚丙烯纤维膜，所述网状塑料骨架连接在所述中心轴与所述内侧笼形框架的内表面之间，所述聚丙烯纤维膜绕设在所述网状塑料骨架的表面。
进一步地，所述传动机构包括主动链轮、从动链轮和传动链，所述主动链轮与所述电机相连接，所述从动链轮套设在所述中心轴上，且与所述固定框架组的一端外侧面固定连接，所述主动链轮和从动链轮还通过所述传动链相连接。
进一步地，所述内侧笼形框架的外表面和所述外侧笼形框架的内表面之间还均布有多个支架轴，所述自曝气反应圆盘一一对应地固定在所述支架轴上。
本实用新型提供的用于污水处理的自曝气膜反应器的使用方法，其包括以下步骤：
S1、将钢结构框架置于污水池中，并使中心轴位于污水池的液面以下;
S2、实时监测污水池中的溶氧浓度，并判断是否正常，若是，则执行步骤S3，若否，则调整电机转速;
S3、电机带动自曝气反应圆盘组件逆时针旋转，将污水池中的污水携带至液面以上，当携带污水的自曝气反应圆盘离开液面一段距离后，其内部的污水缓慢下流，下流过程中将空气带入污水中，形成第一次曝气;位于空气中的自曝气反应圆盘的内部腾空，在中心轴及钢结构框架的带动下携带大量空气重新进入污水中，当部分自曝气反应圆盘进入污水池中并下行一段距离后，自曝气反应圆盘内部的空气在压差的作用下从开口处溢出，进行第二次曝气，气泡上升，转至步骤S4;
S4，气泡上升过程中与污水及附着于中空反应纤维膜膜片上的微生物进行氧的传递，部分空气气泡进入内侧笼形框架的中部，与中空反应纤维膜接触，气泡在上升过程中被中空反应纤维膜剪切，形成细小的空气泡，为生物膜提供足够的氧气;
S5，自曝气反应圆盘组中的空气排出后，经钢结构框架及中心轴带动再次上升于水面以上，重复步骤S2。
本实用新型的有益效果在于：
1、本实用新型通过动力源驱动钢结构框架转动，带动自曝气反应圆盘组件旋转，使其能持续地携带污水池中的污水至液面以上实现一次曝气，以及当部分自曝气反应圆盘进入污水池中并下行一段距离后，自曝气反应圆盘内部的空气在压差的作用下从开口处溢出，实现二次曝气，其曝气效果好，不需要鼓风、搅拌装置，同时，缺氧、厌氧和好氧反应同在反应器的一个区域，不需要分区，构筑物结构简单。本实用新型二次曝气后产生的气泡，在上升过程产生紊流及转盘转动过程的搅拌作用使反应器内的生物质混合均匀。
2、本实用新型中空纤维圆管、波形隔片、中空反应纤维膜膜都可为微生物提供附着面，增大了生物膜上的微生物量，起到脱氮除磷的效果，SVI较低(SVI在80～90，SVI≤100污泥沉降性能较好)。
3、本实用新型自曝气反应圆盘组件依靠框架紧凑连接，内部设有中空反应纤维膜，结构紧凑，节省空间，反应池池体简单，可浇筑或用钢板焊接，基建费用低。
4、本实用新型变频控制装置，保证水流及气泡紊动情况适应反应器中生物膜正常运行。
5、本实用新型不需单独设置鼓风曝气和搅拌装置装置，节省运行费用。
6、本实用新型中空反应纤维膜的聚丙烯纤维与钢结构框架内侧的笼形框架连接结构，保证了纤维束均匀分布，加上连接在中心轴与内侧笼形框架的内表面之间的网状塑料骨架结构，实现既可挂膜，又可剪切中空反应圆盘带入水下的气泡，控制气泡大小，提高氧的转移速率和利用率。
7、所述自曝气膜反应器每次旋转过程中捕获空气，将其带入混合液中，并且缓慢释放压缩空气进行粗气泡(5-6mm)曝气，粗气泡在上升过程中被内部聚丙烯纤维剪切，形成小气泡(100μm-1mm)，提高了氧传递效率，污水处理的效果好。