[发明专利]曝气用纤维膜及河道原位治理的海藻式微纳米曝气生物膜组件

说明书

本发明公开了一种曝气用纤维膜，该曝气用纤维膜的两端为封装端和敞口端，封装端的制作：将中空纤维膜的一端插入聚偏氟乙烯和二甲基乙酰胺的溶液中，然后在蒸馏水中完成反应。本发明还公开了河道原位治理的海藻式微纳米曝气生物膜组件，其包括曝气膜单元、生物膜载体和端头；曝气膜单元包括封装套和固定在封装套上的由若干曝气用纤维膜所构成的纤维膜束，曝气膜单元经封装套固定设置在端头上；端头内设置有贯穿端头的通气孔；生物膜载体呈条状，生物膜载体固定在端头上。本发明能够实现在较低的供气压力下，以恒定的速率产生大量的气泡，气泡直径在60nm‑200μm之间，具有极大的比表面积，可有效提高水体与气泡的接触表面积，提升曝气的氧传质效率。

技术领域

本发明涉及水环境治理领域微纳米曝气生物膜组件，特别是一种海藻式的微纳米曝气单元与生物膜填料的复合组件。

背景技术

当前，水污染已成为我国面临的最主要的水环境问题，由于排入河湖的氮、磷等营养物质不断增加，使水体富营养化进程加快。另外，随着城市污水处理和中水回用进程的加快，中水成为城市河湖水体的一个重要组成部分，这些水体的COD不高，而氨氮含量却较高，这一现状进一步加剧了河湖的富营养化程度。河湖的富营养化致使蓝藻水华频繁暴发，引起鱼类等水生生物的大量死亡，藻类死亡后，微生物的分解作用消耗水中大量的溶解氧，且藻毒素大量释放，导致水体功能受损，严重影响居民的生产生活。

目前水体原位修复的技术可归纳为曝气复氧法、生态浮床法、微生物法等，其中的曝气复氧法仅能提高水体溶解氧，对于去除氮、磷等污染物效果不显著，生态浮床法主要利用湿生作物的根系吸收作用，达到去除水体营养盐的目的，但植物净化存在冬季效能低，植物枯萎后营养盐、有机物等再度进入水体等问题；微生物法存在水体中硝化、反硝化细菌数量较少，微生物活性低的问题，其中的工程菌法又存在菌种适应性较差，难以长期稳定维持较好的水质的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能够有效提高水体含氧量的曝气用纤维膜，同时提供一种在为水体复氧的同时能大量富集微生物的微纳米曝气生物膜组件，具体的技术方案分别如下：

方案一、

曝气用纤维膜，该曝气用纤维膜的一端为封装端，另一端为敞口端，封装端具体采用如下方法制作：

(1)将中空纤维膜的一端插入A溶液中，插入深度为10-15mm，待A溶液将中空纤维膜插入的一端充满后，取出；

(2)然后将中空纤维膜填充有A溶液的一端放入到B溶液中在28-45℃下反应1-8小时，反应结束后在45-65℃的温度下烘干0.5-2小时，封装端完成；

所述中空纤维膜为带加强筋的中空纤维膜；

所述A溶液为包含质量百分比为10-20％的聚偏氟乙烯和质量百分比为90％-80％的二甲基乙酰胺(DMAC)溶液；所述B溶液为蒸馏水。

其中的聚偏氟乙烯又称为PVDF，二甲基乙酰胺又称为DMAC。

采用PVDF和DMAC所制成的溶液对中空纤维膜进行封装，由于PVDF和DMAC反应后所形成的有机体就有较强的耐候性，可以抵御水体中各种化学物质对封装部分的侵袭，有效地延长曝气用纤维膜在水体的使用寿命。

带加强筋的中空纤维膜是指在壁中设置有加强筋的中空纤维膜，该加强筋可以为涤纶纤维、玻璃纤维、碳纤维或尼龙中的任一种。

方案二、

河道原位治理的海藻式微纳米曝气生物膜组件，其包括曝气膜单元、生物膜载体和端头；

曝气膜单元包括封装套和固定在封装套上的由方案一所述的曝气用纤维膜所构成的纤维膜束，曝气用纤维膜经敞口端固定在封装套上，曝气膜单元经封装套固定设置在端头上；