[实用新型]适于浅层河道生物修复的膜曝气系统

说明书

本实用新型属于环境工程中的水质净化装置，特别是指一种适于浅层河道生物修复的膜曝气系统。包括帘式膜组件，为帘式膜组件提供气源的鼓风机；相邻的帘式膜组件呈横向及纵向间隔水平排列，每排或每列的帘式膜组件为至少两个，帘式膜组件的进气管一端与供气干管连通，帘式膜组件的排气管一端与排气干管连通，排气干管的端部出口设有排气阀，供气干管的气源输入端通过供气主管接鼓风机的气源输出端。本实用新型有效解决了现有技术不适于浅层河道、安装不便等技术难题，具有适于浅层河道水质处理、组装快捷灵活、稳定性好等优点。

技术领域

本实用新型属于环境工程中的水质净化装置，特别是指一种适于浅层河道生物修复的膜曝气系统。

背景技术

近年来我国超过50％城市河道受到不同程度的污染，出现河水变黑变臭，水华现象日趋严重。对受污染河道水体进行治理修复是社会经济发展、城市景观、生态环境建设的迫切需要。

微生物强化净化作为自然水体治理手段之一，不仅对水体污染有良好处理效果，同时具有生态修复重要作用。在微生物强化净化中向水体中曝气充氧对解决黑臭问题起到了关键作用，而传统曝气设备的氧利用率一般在20％以下，浪费了大量的能耗。

无泡曝气膜生物技术(MABR)是一种融合了气体分离膜技术与生物膜法水处理技术的新型污水处理技术，该工艺使用的中空纤维透气膜既为水体供氧，同时又作为微生物生长的载体。其原理是利用曝气膜组件向微生物和水体进行曝气，空气经过膜材质后以溶解扩散的形式或极微小气泡形式进入水体，由于其粒径小接触面积大，故可以获得很高的氧利用率。同时，中空纤维膜也是良好的载体，非常适合生物膜附着生长，其比表面积可高达5108㎡/m³，在较小的空间内为微生物生长提供很大的面积，大大提高单位空间内的污泥浓度。

在MABR中氧气和营养物质分别从不同方向进行扩散和传递，氧气在中空纤维膜内压力作用下透过膜壁进入生物膜，因此，接近膜壁处氧气的浓度最高。而水体中的污染物则从生物膜的外侧向生物膜内部传递，与氧气传递方向相反，污染物浓度从生物膜外侧到内部呈逐渐降低的趋势。上述传质方式使生物膜形成了特有的与传统生物膜反应器相反的生物相结构，生物膜从外到内依次为厌氧层、兼氧层、好氧层。氧气和营养物质在生物膜两侧浓差驱动、微生物吸附等作用下进入到生物膜内，并经过一系列生物体代谢和增殖过程被微生物利用，使水体中的污染物同化为微生物菌体固定在生物膜上或分解为简单的无机代谢产物，从而对水体进行净化。

MABR技术的特点决定了其在城市河道水体生物修复方面具有独特优势，包括氧气传质速率高、生物膜载体比表面积大、可直接在河道水体中布设、运行费用低等，通过调控可以有效控制膜表面生物膜内溶解氧浓度梯度，进而获得内外分层的特殊生物膜结构。该技术应用于城市河道水体修复是近年来的新兴工艺，目前尚不成熟，主要应用方式为：将中空纤维膜组件竖直固定支架固定于金属结构框架上安置于河底。此种方式不足在于：由于中空纤维膜组件为强浮力载体，加上水流冲击作用，因此框架必须具有足够的稳定性，但城市河道底部淤积大量污泥，施工难度较大，难以将膜组件框架结构有效固定；该技术用于河道治理处理周期较长，膜组件全部处于水面之下，不易检修；且该种安装方式一经固定，不能根据河道水位调整高度，灵活性较差；多数北方河道尤其旱季，有效水深仅为0.7-1.0米，而通常中空纤维膜框架结构高度为1.0-1.5米，因此该种竖直安装方式有一定局限性。

申请人所检索的背景技术包括：

专利号201420006290.6的专利文献中公开了一种浮动式EHBR河湖水体净化装置系统，膜组件竖直摆放，膜组件架由内到外呈辐射状，由于膜本身自高及竖直排放现状，导致该种结构方式不适用于浅层河道，且单位面积膜丝服务的水域面积较小。

专利号201621028817.0的专利文献中公开了一种利用人工水草式膜丝的河道治理修复系统，膜丝固定支架固定于金属结构框架上安置于河底，此种金属框架成本较高，且在河道中施工难度较大，一经固定不能根据水位调整膜组件高度。