[发明专利]一种透气膜元件、膜生物膜反应器及搭载其的组件

说明书

本申请公开一种透气膜元件、膜生物膜反应器及搭载其的膜生物膜反应器组件。该膜生物膜反应器由多个膜元件固定于膜架置于膜箱中，其核心部件透气膜元件由多块编织膜布顺着中央芯管螺旋缠绕，在管外构成径向编织层，其中，膜布由大量的中空纤维膜丝和隔离丝编织而成。将污水引入中央芯管中，将气体导入中空纤维膜内腔中，供中空纤维膜外表面微生物生长，污水从中央芯管开孔区流出与中空纤维膜外表面微生物接触，从而形成径向流动。通过特殊的编织方式实现尽可能高的装填密度，从而大大增加了中空纤维膜外表面附着的生物量，另一方面通过自控程序全自动化运行，可周期性地对膜生物膜系统进行反洗控制生物膜的厚度，有效降低了膜污染堵塞的风险。

技术领域

本申请涉及膜生物膜反应器，具体地涉及一种智能化高微生物量的透气膜元件、膜生物膜反应器及搭载其的膜生物膜反应器组件。

背景技术

目前对于污水处理主流的处理方法有活性污泥法、生物膜法以及膜分离等技术，虽然其机理和应用已经相当成熟，但仍然存在着能耗高、特定领域处理效果差等缺点，如主流生化法进行氧化反应时由于溶解氧利用率极低导致能源浪费太大；进行还原反应如反硝化脱氮时又存在需要外源碳源的问题；而对于越来越严格的污水排放标准，单靠以上方法均不能实现达标排放。

膜生物膜生物膜反应器将生物膜法与透气膜技术进行结合，利用中空纤维膜组件既为微生物附着繁殖提供了栖居地从而形成生物膜，又由于其巨大的表面积大大增加了生物膜与污水中污染物有效接触面积，从而达到较好的去除污染物目的。另一方面，膜生物膜生物膜反应器由于通入的反应物不同(H2，O2等)而可以进行氧化反应或还原反应，通过将气体通入中空纤维内腔后，扩散透过中空纤维膜膜壁并与膜外微生物接触，废水中的污染物质被氧化或还原从而达到去除污染物的目的。且由于特殊中空纤维膜结构使得通入的气体利用率接近100％，剩余气体排放量少，从而极大减少了运行成本。

通常，膜生物膜生物膜反应器装置在实验室和可控测试环境中运行良好，但在污水处理方面却存在问题。在一定膜生物膜反应器体积和处理时间下，高装填密度可以提高处理效率，即增加污染物去除速度。但是，高装填密度会导致生物淤堵，需要维护(如反洗、拆卸、清洁等)，反而降低膜生物膜生物膜反应器运行效率且增加运行成本。且在实际使用过程中，中空纤维膜组件不可避免的会发生断丝和膜丝缠绕现象，而在运行过程中由于操作人员主观因素和专业素养不同，导致人为操作不确定性太大，这些最终无疑都造成了运行成本的增加。

因此，尽可能高的装填密度、防止断丝、膜丝缠绕和防止污堵以及尽可能实现精准能耗控制是膜生物膜生物膜反应器装置和系统的改进目标。

发明内容

为克服上述缺点，本申请的目的在于提供一种高微生物量的膜生物膜生物膜反应器，该膜生物膜反应器提高了中空纤维膜的装填密度，以提供较大比表面积供微生物附着。

为了达到以上目的，本申请采用如下技术方案：

一种用于膜生物膜反应器的透气膜元件，其特征在于,包括：中央芯管及复数块编织膜布，

所述中央芯管的侧壁上配置有至少一个开孔；

所述膜布包括复数中空纤维膜丝及隔离丝，

所述中央芯管的外侧螺旋缠绕2层以上所述膜布，在所述中央芯管的外侧构成径向编织层，所述膜布部分所述膜布覆盖所述开孔，所述中央芯管的两端分别配置有固定端盖。通过这样的设计，实现尽可能高的装填密度，从而大大增加了中空纤维膜外表面附着的生物量，避免的发生断丝和膜丝缠绕现象。在一实施方式中，该透气膜元件，该中央芯管的外侧缠绕6层或8层膜布。

在一实施方式中，该用于膜生物膜反应器的透气膜元件，其特征在于,还包括隔离网，所述隔离网用以间隔所述膜布。

在一实施方式中，该由多个中空纤维膜丝与一根或多根隔离丝相连且形成一个90°角编织而成。