申请日2021.08.02
公开日期2021.11.19
IPC分类C02F3/30;C02F101/16;C02F101/30
摘要
本发明公开了一种节能低耗无膜曝气生物反应器，包括箱体、多孔填料、供料泵、空气压缩机、微纳米曝气盘。本发明设备结构简单，组装制作容易，投资少；相对于传统曝气池能耗低而处理效率高；相对于MBR，投入低、能耗低；微纳米气泡能够增加污水中溶解性有机物含量，提升污水的可生化性，提升了本发明在降解难降解有机物方面的优势；亲水多孔填料可以快速、均匀的扩散微纳米气泡，提升其有效利用率；同时，颗粒物质会被亲水多孔填料过滤，出水SS极低；调整供氧量运行参数可改变本发明的使用效果，使之适用与不同的水处理工艺；本发明十分节省占地面积，便于加入老旧水处理工艺中，有效降低COD及氨氮。
权利要求
1.一种节能低耗无膜曝气生物反应器，其特征在于包括：反应器箱体（1）、多孔填料（2）、出水口（3）、供料泵（4）、空气压缩机（8）、曝气盘（12）、鼓风机（15）、供水泵（18）、微纳米曝气盘（19）、气水混合管道（20）；所述供料泵（4）通过进水管（7）与箱体（1）连通；所述进水管（7）上连接设有球阀（5）与流量计（6）；所述空气压缩机（8）通过管道（11）与气水混合管道（20）连接；所述管道（11）上连接设有阀门（9）与压力计（10）；所述供水泵（18）通过进水管（16）与气水混合管道（20）连接，所述进水管（16）上连接设有调节阀门（17）；所述气水混合管道（20）与微纳米曝气盘（19）连接；所述鼓风机（15）与曝气盘（12）通过曝气进气管道（13）连接；所述曝气进气管道（13）上连接设有调节阀（14）。
2.如权利要求1所述的一种节能低耗无膜曝气生物反应器，其特征在于，所述多孔填料（2）装填在箱体（1）内部，所述多孔填料（2）最高点低于箱体（1）高度，所述多孔填料（2）最高点等于出水口；所述多孔填料（2）下部分紧密贴合在箱体（1）内部，上部分与箱体（1）内部分离，横切面呈三角形、梯形、长方形、正方形其中的一种。
3.如权利要求1所述的一种节能低耗无膜曝气生物反应器，其特征在于，所述微纳米曝气盘（19）包括曝气盘主体（191）、弧形保护件（192）、透气膜（193）、通道支架（194）、通道（195）。
4.如权利要求3所述的一种节能低耗无膜曝气生物反应器，其特征在于，所述透气膜（193）可以是单层或者多层；所述透气膜（193）至少含有一层纳米级滤膜。
5.如权利要求1至4所述的一种节能低耗无膜曝气生物反应器，其特征在于，所述微纳米曝气盘（19）与多孔填料（2）贴合在一起。
6.如权利要求1所述的一种节能低耗无膜曝气生物反应器，其特征在于，所述气水混合管道（20）是管道（11）与进水管（16）是汇合处，气水在气水混合管道（20）内混合。
7.如权利要求1所述的一种节能低耗无膜曝气生物反应器，其特征在于，所述多孔填料（2）为亲水性聚氨酯填料、亲水性壳聚糖复合海绵、石墨烯复合海绵其中的一种亲水多孔填料（2）。
8.如权利要求7所述的一种节能低耗无膜曝气生物反应器，其特征在于，所述亲水多孔填料（2）具有快速吸水性、高透气性、饱和吸水后能沉入水底的性能特点。
9.如权利要求1所述的一种节能低耗无膜曝气生物反应器，其特征在于，所述空气压缩机（8）可以连续运行或间歇运行；所述供水泵（18）配合空气压缩机（8）运行或关闭。
10.如权利要求1所述的一种节能低耗无膜曝气生物反应器，其特征在于，所述箱体（1）可以是长方体、正方体、梯形、圆锥形其中的一种。
说明书
一种节能低耗无膜曝气生物反应器
技术领域
本发明涉及水处理设备技术领域，具体为一种节能低耗无膜曝气生物反应器。
背景技术
随着我国人口的快速增长及工业的加速发展，水环境污染问题越来越严重，成为影响环境治理的主要问题。《中华人民共和国长江保护法》，已于2021 年3月1日起施行。各行业《工业水污染物排放标准》均有修改，排放标准越发严格，提升水处理工艺刻不容缓。对于一些新建工厂，可以新设计工厂的水处理运行工艺，而对于一些老工厂，原有水处理工艺运行下的出水指标已经不能满足新排放标准的要求了。完全否定原有水处理工艺而重新建设水处理运行系统资金投入大，不符合很多公司经济发展目标。
为满足水排放达标标准，单独添加占地面积小、运行成本低的水处理工艺单元迫在眉睫。
因此，设计简单、低耗、高效的一种节能低耗无膜曝气生物反应器是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能低耗无膜曝气生物反应器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种节能低耗无膜曝气生物反应器，其特征在于包括：反应器箱体、多孔填料、出水口、供料泵、空气压缩机、曝气盘、鼓风机、供水泵、微纳米曝气盘、气水混合管道；所述供料泵通过进水管与箱体连通；所述进水管上连接设有球阀与流量计；所述空气压缩机通过管道与气水混合管道连接；所述管道上连接设有阀门与压力计；所述供水泵通过进水管与气水混合管道连接，所述进水管上连接设有调节阀门；所述气水混合管道与微纳米曝气盘连接；所述鼓风机与曝气盘通过曝气进气管道连接；所述曝气进气管道上连接设有调节阀。
根据上述技术方案，所述多孔填料装填在箱体内部，所述多孔填料最高点低于箱体高度，所述多孔填料最高点等于出水口；所述多孔填料下部分紧密贴合在箱体内部，上部分与箱体内部分离，横切面呈三角形、梯形、长方形、正方形其中的一种。
根据上述技术方案，所述微纳米曝气盘括曝气盘主体、弧形保护件、透气膜、通道支架、通道。
根据上述技术方案，所述透气膜可以是单层或者多层；所述透气膜至少含有一层纳米级滤膜。
根据上述技术方案，所述微纳米曝气盘与多孔填料贴合在一起。
根据上述技术方案，所述气水混合管道是管道与进水管是汇合处，气水在气水混合管道内混合。
根据上述技术方案，所述多孔填料为亲水性聚氨酯填料、亲水性壳聚糖复合海绵、石墨烯复合海绵其中的一种亲水多孔填料。
根据上述技术方案，所述亲水多孔填料具有快速吸水性、高透气性、饱和吸水后能沉入水底的性能特点。
根据上述技术方案，所述空气压缩机可以连续运行或间歇运行；所述供水泵配合空气压缩机运行或关闭。
根据上述技术方案，所述箱体可以是长方体、正方体、梯形、圆锥形其中的一种。
根据上述技术方案，所述箱体可以是长方体、正方体、梯形、圆锥形其中的一种。
微纳米气泡通常是指水体中大小在十至几十微米的微米气泡与大小在数百纳米以下的纳米气泡的混合气泡。微纳米气泡由于尺寸小、比表面积大上升速率小及吸附效率高等优点得到了广泛的发展和应用。由于微纳米气泡具备自增氧、带负电荷，同时还能够产生氧化性极强的自由基等特性，其在处理难降解有机物方面具有很好的辅助效果。
本发明设有压缩空气，可以与供水在气水混合管道内混合形成大气泡，在高压与纳米滤膜的挤压下切割形成微纳米气泡；在微纳米曝气盘外水流速度相对快时，也可以关闭供水，气体通过微纳米曝气盘的剪切，直接形成微纳米气泡。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
(1)本发明一种节能低耗无膜曝气生物反应器，设备结构简单，组装制作容易，整体设备投资少；本发明一种节能低耗无膜曝气生物反应器相对于传统曝气池能耗低而处理效率高，可以有效去除COD和氨氮；相对于传统膜生物反应器MBR，本发明一种节能低耗无膜曝气生物反应器投入低、能耗低，亲水多孔填料成本比膜成本低，且易清洗；供料泵从反应器底部供料，使水流向上涌动，而到达顶部的水受地球引力影响会向下流动，形成循环，多孔填料也具有分散作用，使反应器内液体可混合均匀，节省了搅拌机等混合装置；
(2)本发明气体与水在管道内混合，在高压与纳米滤膜的挤压下形成微纳米气泡；微纳米气泡能够增加污水中溶解性有机物含量，提高氮、磷等指标的去除率，提升污水的可生化性，提升了本发明一种节能低耗无膜曝气生物反应器在降解难降解有机物方面的优势；而亲水多孔填料可以快速、均匀的扩散微纳米气泡，提升微纳米气泡的有效利用率；同时，颗粒物质会被亲水多孔填料过滤，使出水水质清澈，出水SS极低，不影响整体水处理组合工艺的进行，不用设置格栅、过滤膜等装置，节省设备投入；
(3)严格控制微纳米气泡的供应量，可使反应器形成三层生物区，上层为好氧区、中间层为兼氧区、下层为厌氧区，有效去除水体中的氨氮；也可提升水体中溶解氧含量，使之成为好氧池，主要去除COD；根据不同使用环境，可以调整供氧量运行参数而改变本发明一种节能低耗无膜曝气生物反应器的使用效果，使之适用与不同的水处理工艺；本发明一种节能低耗无膜曝气生物反应器十分节省占地面积，可以做为独立水处理单元使用，也可以与其他水处理单元组合使用，便于加入老旧水处理工艺中，有效降低COD及氨氮，提升整体水处理工艺效果。