[发明专利]一种复合膜式生物反应装置

权利要求书

1.一种复合膜式生物反应装置，其特征在于，包括进水水箱、膜曝气生物膜反应器、循环水泵、固液分离管式膜、检测盒、出水水箱、气源装置及测量控制器；

所述进水水箱通过进水泵与位于所述膜曝气生物膜反应器下部的进水口连接，用于通过所述进水泵将污水送入所述膜曝气生物膜反应器中；

所述膜曝气生物膜反应器设置有旁路循环管路，所述旁路循环管路用于通过所述循环水泵由所述膜曝气生物膜反应器底部的循环进液口抽水，先后经所述固液分离管式膜、检测盒及所述膜曝气生物膜反应器上部的循环回液口进入所述膜曝气生物膜反应器中，以旁路循环的方式进行所述膜曝气生物膜反应器中液体的水力混合，并为所述固液分离管式膜提供固液分离动力，通过水力冲刷防止固液分离管式膜快速污染；通过所述旁路循环管路保证所述膜曝气生物膜反应器中水流上升流流速为0.16～0.8cm/s；

所述固液分离管式膜通过排水阀与所述出水水箱连接，用于将经所述曝气生物膜反应器处理完的水过滤后，经所述排水阀排入所述出水水箱中；

所述膜曝气生物膜反应器采用圆柱体结构形式，高径比为3:1；

所述膜曝气生物膜反应器内装填有膜丝，所述膜丝通过上、下部对称的顶部膜丝固定盘、顶部浇灌层和底部膜丝固定盘、底部浇灌层固定，各膜丝之间具有相同的间隔；

所述顶部浇灌层和底部浇灌层采用环氧树脂胶封材料对膜丝上下两端进行固定和气封，所述顶部膜丝固定盘、顶部浇灌层、底部膜丝固定盘、底部浇灌层与膜曝气生物膜反应器外壳粘接，所述膜曝气生物膜反应器的底部和顶部设有进气腔和排气腔，所述膜丝从上到下依次穿过顶部浇灌层、顶部膜丝固定盘、底部膜丝固定盘、底部浇灌层，可使来自气源装置的高压气体能从底部进气腔进入膜丝，穿过膜丝，而后进入所述排气腔或从所述排气腔排出；

所装填膜丝采用中空纤维膜形式，所述膜丝材料为聚四氟乙烯材质，具有疏水性，所述膜丝外径为1～2mm，装填密度为100～300m²/m³；

所述顶部浇灌层、顶部膜丝固定盘、底部膜丝固定盘、底部浇灌层均匀布置有膜丝装填孔，所述膜丝穿过所述膜丝装填孔均匀填充于所述膜曝气生物膜反应器的过流横截面，所述膜丝装填孔相邻两孔之间间隔大于1mm；

所述旁路循环管路上设置有剩余污泥排放阀，所述剩余污泥排放阀设于所述循环水泵与固液分离管式膜之间的管路上；

所述气源装置的气源为高压气体，包括氧气、空气、CO₂、CH₄中的任意一种，所述气源装置依次通过减压阀、质量流量控制器及压力传感器与所述曝气生物膜反应器底部进气口连接；

所述气源装置的供气方式采用贯通式供气方式或封闭式供气方式，在贯通式供气方式下，所述高压气体通过所述曝气生物膜反应器顶部的排气腔经由出气口外排到大气环境；在封闭式供气方式下，所述曝气生物膜反应器顶部的出气口处于截断状态，所述高压气体封闭在所述气源装置与排气腔之间的管路和所述曝气生物膜反应器内；

两种供气方式下的供气压力和流量均由所述测量控制器通过质量流量控制器进行控制；

所述固液分离管式膜的滤膜直径为所述曝气生物膜反应器直径的1/20；

所述检测盒上安装有溶解氧传感器和pH传感器，分别用于采集溶解氧和pH信号并输送到所述测量控制器；

所述测量控制器与所述溶解氧传感器、pH传感器、压力传感器、进水泵、循环水泵、剩余污泥排放阀、排水阀、质量流量控制器连接，用于采集pH、溶解氧、曝气生物膜反应器中压力、进气口压力、气体质量流量，以及所述进水泵、循环水泵、剩余污泥排放阀、排水阀的开关状态量，同时根据进出水以及供气浓度的工艺要求，对所述进水泵、循环水泵、剩余污泥排放阀、和排水阀进行启停控制，以及通过所述质量流量控制器进行气体流量控制。