一種納米曝氣生物膜反應器制造技術

一種納米曝氣生物膜反應器，主要結構為：進水調節池，通過水泵連接反應器的進水口；該反應器內填充有填料，生物膜生長在碳素纖維填料的表面；反應器上部連接納米曝氣機進水管，反應器的下部連接納米曝氣機曝氣管；反應器的出水口通過一電磁閥門連接出水池。本發明專利技術的曝氣使用納米曝氣裝置，提高氧傳質能力以及溶解氧濃度，改善氧氣利用率很低的現狀，同時降低了能源的浪費，用電量可節省到1/5。填料的選擇是納米填料碳素纖維，改善了傳統生物膜反應器處理效率低、易堵塞、抗沖擊能力差的缺點，創新生物膜反應器處理生活污水的方式，其氨氮、COD去除效果高達95％-98％，出水水質好，占地面積小。本發明專利技術設備適用于生活污水的處理。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種污水處理的生物膜反應器，更具體地涉及一種納米曝氣、納米填料的生物膜反應器。
技術介紹
人們在日常生活中會產生大量的污水，這些污水含有大量的COD和氨氮，如果不經過處理直接排放到生態環境中，會導致水源的污染，同時會滋生大量細菌，成為疾病傳染擴散的源頭?，F有的生物膜反應器曝氣方式陳舊，氣泡上浮過程產生的剪切力常常沖散已經長好的生物膜，給掛膜過程帶來阻力，其溶解氧濃度低，氧利用率不高，造成了能源不必要的 浪費?，F有生物膜使用的填料掛膜效果差，微生物難以附著在填料表面，污泥產生量高，帶來二次污染，且填料表面微生物結塊，生長情況不穩定，難以形成具有良好去除微生物、高效脫氮、有利傳質的菌膠團，很難高效快捷的去除污水內的COD和氨氮。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種納米曝氣生物膜反應器，可以提高去除污水內的COD和氨氮的效率。為實現上述目的，本專利技術提供的納米曝氣生物反應器，其主要結構包括進水調節池，通過水泵連接反應器的進水口 ；該反應器內填充有填料，生物膜生長在填料的表面；反應器上部連接曝氣機進水管，反應器的下部連接曝氣機曝氣管，將氣泡與污水均勻混合泵入反應內，以實現曝氣過程；反應器的出水口連接出水池。所述的納米曝氣生物膜反應器，其中，曝氣裝置為納米曝氣機。所述的納米曝氣生物膜反應器，其中，填料為納米級碳素纖維填料或組合填料，在反應器內呈上下形式的設置。所述的納米曝氣生物膜反應器，其中，反應器的一側安裝有溫度控制儀，該溫度控制儀連接并控制安置在反應器內部的感溫控頭和加熱帶。所述的納米曝氣生物膜反應器，其中，碳素纖維填料的表面形成的生物膜，其斷面上由外及里形成了好氧、兼性厭氧和厭氧三種反應區。所述的納米曝氣生物膜反應器，其中，反應器底端開設有排泥口，該排泥口呈15-45度錐角。所述的納米曝氣生物膜反應器，其中，水泵、曝氣裝置和電磁閥門均連接至微電腦。本專利技術的納米曝氣生物膜反應器中，曝氣使用納米曝氣裝置，提高氧傳質能力以及溶解氧濃度，改善氧氣利用率很低的現狀，同時降低了能源的浪費，用電量可節省到1/5。填料的選擇是納米填料碳素纖維，改善了傳統生物膜反應器處理效率低、易堵塞、抗沖擊能力差的缺點，創新生物膜反應器處理生活污水的方式，其氨氮、COD去除效果高達95% -98%，出水水質好，占地面積小。附圖說明圖I是本專利技術的納米曝氣生物膜反應器結構示意圖。附圖中主要組件符號說明I進水調節池；2出水池；3反應器；4填料；5曝氣管；6電磁閥門；7溫度控制儀；8感溫探頭；9加熱帶；10納料曝氣裝置；11轉子流量計；12進水管；13水泵；14排泥口。具體實施方式 本專利技術的整個納米曝氣生物膜反應器，主要包括五個部分進水系統、反應池、出水系統、加熱系統和供氣系統。I)進水系統由進水調節池I、水泵13和進水管路組成。進水調節池I的配水箱中儲存需要處理的污水，通過水泵13將廢水泵入反應器3中。水泵13開啟和關閉由一微電腦(圖中未示)控制。2)反應器由反應器3和其中的填料4構成。反應器內均勻放置填料，使生物膜生長填料上；填料4選用納米級填料碳素纖維或組合填料，布設方式為上下布設，反應器不易堵塞。3)出水系統由出水池2、電磁閥門6組成，并由微電腦(圖中未示)控制電磁閥門6的開啟和關閉。4)加熱系統由加熱帶9、溫度控制儀7和感溫探頭8組成，以利于溫度的調節，為微生物的生長提供適宜環境。5)供氣系統由轉子流量計11、納米曝氣機10、反應器上部的進水管12和反應器下部的曝氣管5組成，納米曝氣機進水管連接在反應器上部，曝氣管連接在反應器的下部，將納米氣泡與污水均勻混合泵入反應內，以實現曝氣過程，并由微電腦(圖中未示)控制納米曝氣機的運行時間，通過轉子流量計來控制反應器的曝氣量進而控制溶解氧。其中反應器底端還開設有排泥口 14，為更利于均勻曝氣以及底泥的收集，該反應器底部設計成15-45錐角，較佳地為30度錐角。本專利技術具有傳質效率高，抗沖擊能力強，填料不易堵塞，能耗低等優點，其結構簡單，容易管理，工程造價低，運行維護費用低，污水處理效果穩定適用于多種水質的處理。本專利技術的納米曝氣生物膜反應器采用納米曝氣、填料進行設計。納米曝氣裝置能產生大量的微氣泡，當這些納米氣泡溶于水中時，水呈乳白色，增大了氣液傳質的比表面積，從而提高了氣液傳質的效率。而且納米氣泡緩慢的上升速度大大增加了氣液接觸面積、接觸時間，有利于氣泡溶于水中，增加水中溶解氧的濃度。從一定程度上克服了氧氣難溶于水的缺點。這就使得利用納米曝氣在氣液傳質方面有了自己獨特的優勢。微納米氣泡傳質過程中對污水中的微細污染物顆粒有一定的氣浮作用，曝氣裝置水底制造無數個極其微小、均勻的氣泡，促使微納米氣泡均勻、穩定地在水中釋放，把污水中的微細污染物顆粒利用氣泡俘獲在其表面或者粘附在一起帶上水面，從而實現清水與污染物顆粒的分離。曝氣裝置產生氣泡的數量、大小決定了治水的質量，超越了傳統的氣浮法。本專利技術采用納米填料碳素纖維，在碳素纖維表面形成的生物膜一個斷面上，由外及里形成了好氧、兼性厭氧和厭氧三種反應區。在好氧區，好氧菌將氨氮轉化為硝基氮，并把小分子有機物轉化為二氧化碳和水(把可溶的無機磷轉化為細胞體內的ATP)，在厭氧區，厭氧菌將硝基氮轉化為氮氣和氧氣(把難分解的大分子有機物分解為可降解的小分子有機物)。最終污染基團就被分解轉化成逸出水體的N2XO2和!120。附著在炭素纖維上的大量微生物群，微生物群難以脫落，其上黏附的污染物難以溶出及擴散，抑制了環境的惡化。在水流的影響下，產生收縮運動，從而促進了污染物質的分解。以下結合附圖對本專利技術作詳細說明。請參閱圖I。通過水泵13將生活污水從進水調節池I泵入反應器3內，生活污水流經布滿生物膜的填料4，在微生物的作用下高效去除有機物，實現營養元素氮的硝化反硝化脫除，處理過的污水經過電磁閥門6排至出水池2中。反應器內溫度由溫度控制儀7來調節，當感溫探頭8檢測到溫度高于所需溫度時，溫度控制儀7停止加熱帶9的加熱過程。反應器的曝氣裝置采用納米曝氣機10進行曝氣，曝氣機進水管12連接在反應器上部，曝氣管5連接在反應器的下部，將納米氣泡與污水均勻混合泵入反應內，以實現曝氣過程。曝氣量由轉子流量計11控制。反應器底端為30度錐角，更利于曝氣管5的均勻曝氣以及底泥的收集。最后，剩余底泥由排泥口 14排出。本專利技術的填料上掛膜的方法是首先將接種的底泥鋪置于反應器底部，將微生物培養液加入反應器中曝氣，微生物培養液的配方為葡萄糖 O. 42g/L，K2HP043. 83mg/L, KH2P044. 57mg/L, NH4C195. 35mg/L，MgSO4O. 15g/L 和微量元素。其水質指標為pH :7. 86 ； P (CODcr) 300mg/L ； P (NH:-N)25mg/L ； P (PO廣-P) :5mg/L。進水COD控制在300mg/L左右，氨氮濃度約為25mg/L，反應器運行周期為24h。連續使用普通曝氣泵曝氣一星期，待污泥形狀漸漸變好，顏色逐漸由黑色變成黃褐色，并且具有清新泥土味，沉降性能良好，24h內COD和氨氮去除率穩定達至85%以上，反應器出水穩定，即可進行下一操作。在污泥馴化完成后即可進行填料掛膜。將填料放進反應器，填料高度與水深比為O本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種納米曝氣生物膜反應器，主要結構為：進水調節池，通過水泵連接反應器的進水口；該反應器內填充有填料，生物膜生長在填料的表面；反應器上部連接曝氣機進水管，反應器的下部連接曝氣機曝氣管，將氣泡與污水均勻混合泵入反應內，以實現曝氣過程；反應器的出水口通過一電磁閥門連接出水池。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：席北斗，王雷，夏訓峰，張列宇，王金生，牛永超，李曉光，趙穎，
申請(專利權)人：中國環境科學研究院，
類型：發明
國別省市：