[发明专利]用于生物反应器的膜结构

说明书

一种用于生物反应器的可卷曲片状膜结构，包括：密封膜层和支撑层，所述密封膜层由在其各自的边缘处或附近彼此密封地耦接的两个相邻定位的透气、防水的片状膜限定，所述膜层包括顶端和底端，面向外部的两个片状膜表面位于所述顶端与底端之间，其中，一个或更多个内部空气通道限定在所述膜层的顶端与底端之间；所述支撑层可操作地耦接到所述两个片状膜表面之一，所述支撑层包括多个细长的弹性肋，所述多个细长的弹性肋相对于支撑层的顶端与底端之间的所述片状膜表面布置成格状构造，从而在其之间限定一个或更多个流体可渗透通道，其中，所述片状膜表面被构造为在使用中将生物膜保持在水溶液中。

技术领域

本发明涉及一种片状膜结构，更具体地，涉及一种用于支撑生物膜以在生物反应器中处理废水的可卷曲膜结构模块。

背景技术

传统的废水处理厂使用基于有机材料的生物氧化的活性污泥法。这种系统需要大量使用曝气器和大型处理罐，导致成本高昂。其他生物氧化过程利用生物膜在固体介质或膜上的生长，其中透气膜将处理罐分成液体隔室和气体隔室，其中生物膜生长在膜的液体侧。在这样的过程中，通过透气膜为生物膜提供氧气。现有的基于膜的废水处理厂的缺点包括由于生物膜生长密度高而导致生物污染，或者如果生物膜间隔太远，则操作效率低。

申请人已确定的是，为生物反应器提供具有改进的操作效率的片状膜结构模块将是有利的。本发明在其优选实施例中寻求至少部分地缓解上述问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于生物反应器的可卷曲片状膜结构，包括：密封膜层和支撑层；所述密封膜层由在其各自的边缘处或附近彼此密封地耦接的两个相邻定位的透气、防水的片状膜限定，所述膜层包括顶端和底端，面向外部的两个片状膜表面定位在所述顶端与底端之间，其中在所述膜层的顶端与底端之间限定一个或更多个内部空气通道；所述支撑层可操作地耦接到所述两个片状膜表面之一，所述支撑层包括多个细长的弹性肋，所述多个细长的弹性肋相对于支撑层的顶端与底端之间的所述片状膜表面布置成格状构造，从而在其之间限定一个或更多个流体可渗透通道，其中，所述片状膜表面被构造为在使用中将生物膜保持在水溶液中。

优选地，所述密封膜层包括在层内部的相邻膜之间延伸的多个弹性支撑壁，以保持一个或更多个空气通道内的空气流动通道。

优选地，所述多个弹性支撑壁限定了在一个或更多个空气通道内形成单独气流通道的波纹部。

优选地，所述片状膜表面预浸渍有生物膜材料。

优选地，所述片状膜表面构造有纤维织构以增加用于生物膜生长的可用表面积。优选地，纤维织构由非织造聚丙烯的热粘合层形成。

优选地，所述支撑层以热方式或粘合方式耦接到密封膜层的片状膜表面。

优选地，所述多个细长的弹性肋相对于片状膜表面布置成对角格状构造。

优选地，所述多个细长的弹性肋布置在至少两个连续层中。替代地，弹性肋布置在三个连续的层中。

优选地，细长的弹性肋中的每一个被构造为具有大约4毫米至大约10毫米的厚度。

优选地，当从所述支撑层的顶端或底端观察时，所述支撑层具有约6毫米的横向宽度。

优选地，所述两个相邻定位的透气、防水的片状膜通过超声波或粘合剂结合密封地耦接。

优选地，所述片状膜由膨体聚四氟乙烯(PTFE)或聚丙烯材料制成。

优选地，所述多个细长的弹性肋由聚丙烯或聚乙烯材料制成。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于处理废水的生物反应器，所述生物反应器包括用于容纳废水的罐和如所述的片状膜结构的卷。

优选地，所述片状膜结构被布置为罐中的卷柱，使得基本上膜结构的每个支撑层至少部分地与每个相对侧上的任何相邻的密封膜层接触。