纤维束过滤膜生物反应装置

1.一种纤维束过滤膜生物反应装置的污水处理工艺，其特征在于，所述反应装置由生物反应池和无约束纤维束过滤器系统组成，
该生物反应池包括进水口、出水口、曝气口，生物反应池中布满了用于降解有机物的细菌，
该无约束纤维束过滤器系统由无约束纤维束过滤器、第一自动阀、第二自动阀、第三自动阀、成品水泵、冲洗水回收管、气水反洗进口、成品水出口组成，
该无约束纤维束过滤器内置于生物反应池中，该无约束纤维束过滤器包括容器、容器内下部的下多孔板、容器内上部的上阻拦网与上多孔板、容器内下部的下阻拦网、容器内的纤维束堆积层，该纤维束堆积层由若干自由堆积于该下多孔板上的纤维束构成，该无约束纤维束过滤器设有下出水口，该下出水口与生物反应池的出水口密封连通；
该下出水口经第一自动阀与气水反洗进口连通，该下出水口经成品水泵、第二自动阀与成品水出口连通，该下出水口经成品水泵、第三自动阀与冲洗水回收管连通；
污水由进水口进入生物反应池，压缩空气经曝气口进入生物反应池，第一自动阀关闭，成品水泵运转，第二自动阀打开，下出水口处呈现负压，生物反应池中的水经无约束纤维束过滤器进行过滤，过滤后的清水由成品水出口排出；随着水中污染物在纤维束堆积层表面的逐渐堆积，成品水出口处的水量逐渐下降，当下降到一定值时，装置转入反冲洗状态，成品水泵停止运转，第二自动阀及第三自动阀关闭，第一自动阀打开，压缩空气和反冲洗水经气水反洗口进入容器的底部，向上推动纤维束堆积层，对纤维束进行冲洗，同时，压缩空气经曝气口进入生物反应池，纤维束上脱落的污物随反冲洗水流回到生物反应池的水体中；
反冲洗一定时间后，第一自动阀及第二自动阀关闭，成品水泵及第三自动阀打开，容器中含污物的冲洗水经冲洗水回收管回到生物反应池中。
2.如权利要求1所述的纤维束过滤膜生物反应装置的污水处理工艺，其特征在于：所述纤维束具有两种结构形式，第一种是将纤维束的两端打成死结，纤维束长度根据所述容器的体积大小和过滤水流量决定，第二种是把束状的纤维编织成片状或条形的织物，其面积和厚度根据所述容器的体积大小决定。

纤维束过滤膜生物反应装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种膜生物反应器，特别是涉及一种利用自由堆积的纤维束进行过滤的膜生物反应装置。\n背景技术\n[0002] 在污水处理领域，近年来迅速发展起来的膜生物反应器占据了非常重要的地位。\n它具备高的有机物降解能力，不仅污泥排放量少，且出水水质很好，可直接作为中水加以利用，也可进一步用来制备纯水。现有的膜生物反应器在其出水口处都设有一组过滤精度较高的过滤器，一是为了改善处理后的水质，也是为了提高反应器中菌群的密度，防止反应菌群随产品水流失，降低处理效率。\n[0003] 现有的膜生物反应器中使用较多的过滤器有：中空纤维超滤器，以及采用滤板组成的过滤器，这些过滤器的过滤原理都是传统的膜法过滤，而传统的膜法过滤存在的缺点是：结构复杂、造价高、污堵后清洗比较困难，对于中空纤维超滤器，其运行中的断丝和清洗问题更多，这就缩短了过滤器的使用寿命，增加了膜生物反应器的运行和维护成本。\n发明内容\n[0004] 鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种纤维束过滤膜生物反应装置。它通过使用自由堆积的纤维束进行过滤，不仅可保证出水水质，且结构简单，易于清洗和更换，进而可降低生产和维护成本。\n[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：\n[0006] 一种纤维束过滤膜生物反应装置，包括生物反应池，该生物反应池包括进水口、出水口、曝气口，生物反应池中布满了用于降解有机物的细菌，其特征在于，它还包括：\n[0007] 无约束纤维束过滤器系统，该无约束纤维束过滤器系统包括无约束纤维束过滤器；该无约束纤维束过滤器包括容器、容器内下部的下多孔板、容器内的纤维束堆积层，该纤维束堆积层由若干自由堆积于该下多孔板上的纤维束构成；\n[0008] 所述生物反应池的出水口连接该无约束纤维束过滤器。\n[0009] 进一步地：\n[0010] 所述无约束纤维束过滤器内置于所述生物反应池中，所述无约束纤维束过滤器设有下出水口，该下出水口与所述生物反应池的出水口保持密封连通。\n[0011] 所述无约束纤维束过滤器系统还包括气水反洗进口及第一自动阀，该气水反洗进口通过该第一自动阀与所述容器内部连通。\n[0012] 所述气水反洗进口通过所述第一自动阀与所述下出水口连通。\n[0013] 所述无约束纤维束过滤器系统还包括成品水泵，所述下出水口通过该成品水泵与成品水出口连通。\n[0014] 所述无约束纤维束过滤器系统还包括第二自动阀，所述下出水口通过所述成品水泵及该第二自动阀与所述成品水出口连通。\n[0015] 所述无约束纤维束过滤器系统还包括第三自动阀，所述下出水口通过所述成品水泵及该第三自动阀与冲洗水回收管连通。\n[0016] 所述无约束纤维束过滤器还包括设于所述容器内上部的上阻拦网、上多孔板，设于所述容器内下部的下阻拦网。\n[0017] 所述无约束纤维束过滤器外置于所述生物反应池，所述无约束纤维束过滤器设有上进水口，所述生物反应池的出水口与该上进水口保持密封连通。\n[0018] 所述纤维束具有两种结构形式，第一种是将纤维束的两端打成死结，纤维束长度根据所述容器的体积大小和过滤水流量决定，第二种是把束状的纤维编织成片状或条形的织物，其面积和厚度根据所述容器的体积大小决定。\n[0019] 本发明的优点在于：\n[0020] 1、本发明中起过滤作用的无约束纤维束过滤器使用自由堆积的纤维束进行过滤，不仅过滤精度良好，而且无需机械部件固定纤维束，只需自然堆积在下阻挡网和下多孔板上即可，简化了过滤器的结构，缩小了过滤器体积；\n[0021] 2、进行反冲洗和再生时无需机械操作，更换和维护纤维束极为简单方便，且再生很彻底，不会造成过滤器的堵塞，因而可提高过滤器的过滤效率及其运行时的可靠性；\n[0022] 3、纤维束自身具有很长的生命周期，因而无需频繁更换也可保证装置的正常运行；\n[0023] 4、结构简单、易于清洗、无需频繁更换纤维束，进而降低了生产和维护成本。\n附图说明\n[0024] 图1是本发明的结构示意图。\n具体实施方式\n[0025] 以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。\n[0026] 图1是本发明的结构示意图。如图所示，本发明的纤维束过滤膜生物反应装置包括生物反应池1及无约束纤维束过滤器系统。其中，生物反应池1包括进水口14、曝气口15及出水口，生物反应池中布满了用于降解有机物的细菌。\n[0027] 无约束纤维束过滤器系统包括连接于生物反应池出水口处的无约束纤维束过滤器2，该无约束纤维束过滤器2包括容器3、容器3内下部的下阻拦网、下多孔板5以及下多孔板5上由若干纤维束自由堆积而成的纤维束堆积层4，容器3设有下出水口6。\n[0028] 无约束纤维束过滤器系统还包括气水反洗进口7及第一自动阀8，该气水反洗进口\n7通过该第一自动阀8与下出水口6相连通。\n[0029] 无约束纤维束过滤器系统还包括成品水泵9、第二自动阀10及第三自动阀11，下出水口6通过成品水泵9及第二自动阀10与成品水出口12相连通；下出水口6通过成品水泵9及第三自动阀11与冲洗水回收管13相连通。\n[0030] 本发明的纤维束过滤膜生物反应装置的工作过程是：\n[0031] 待处理的污水由进水口14进入生物反应池1，外部压入的空气经由曝气口15进入生物反应池1，以维持生物反应池1中细菌的正常繁殖及水中有机物的降解；此时第一自动阀8关闭，成品水泵9运转，第二自动阀10打开，下出水口6处呈现负压，生物反应池1中的水经过无约束纤维束过滤器2的过滤，成为清水后从成品水出口12排出；\n[0032] 随着水中污染物在纤维束堆积层4表面的逐渐堆积，成品水出口12处的水量逐渐下降，当下降到一定值时，纤维束过滤膜生物反应装置自动转入反冲洗状态。该状态下，成品水泵9停止运转，第二自动阀10及第三自动阀11关闭，而第一自动阀8打开，压缩空气和反冲洗水经由气水反洗口7进入容器3的底部，并向上推动纤维束堆积层4，使得各纤维束之间相互分离，并向上腾起、翻动、碰撞，随即污物从纤维束表面脱落；与此同时，由曝气口15进入的压缩空气仍在继续，容器3周边的水仍处于流动和翻腾状态，因此，从纤维束上脱落的污物大部分都随着向上运动的反冲洗水流回到生物反应池1的水体中；\n[0033] 在反冲洗的最后阶段，为了避免污物漏入成品水出口，须加快容器3内污物的排放速度，以将容器内部清理干净，这就需要在反冲洗进行了一段时间后，将下出水口6处流出的含污物的水经冲洗水回收管13输送回生物反应池1中。此时，只要将第一自动阀8及第二自动阀10关闭，同时打开成品水泵9及第三自动阀11即可，这样，在成品水泵9的抽吸作用下，容器3中含有污物的冲洗水即可快速排出并经由冲洗水回收管13回到生物反应池1中；\n[0034] 反冲洗结束后，用于过滤污物的纤维束得到了净化，装置重新回到过滤污水的正常工作状态，而不会造成过滤器的堵塞，且可维持生物反应池中细菌足够的密度及正常繁殖，以保证水中有机物的降解。\n[0035] 另外，在反冲洗过程中，为防止纤维束的流失，可于容器3内上部设置上阻拦网和上多孔板16，以阻挡纤维束翻腾到生物反应池1中；当需要更换纤维束堆积层4时，只要将上阻拦网和上多孔板16卸下，将自由堆积的纤维束取出进行更换即可，操作极为简单。另鉴于纤维束的生命周期较长，因而无需频繁更换也可保证装置的正常运行而不发生堵塞现象。\n所使用的纤维束具有两种结构形式，第一种是将纤维束的两端打成死结，纤维束长度根据容器3的体积大小和过滤水流量决定，第二种是把束状的纤维编织成片状或条形的织物，其面积和厚度根据容器3的体积大小来决定。\n[0036] 根据实际的需要，无约束纤维束过滤器2可以设置于生物反应池1的内部，也可设置于生物反应池1的外部，只要连接到生物反应池1的出水口处，可对降解后的水进行过滤即可。具体的说，若无约束纤维束过滤器2内置于生物反应池1中，则需保证下出水口6与生物反应池1的出水口密封连通；若无约束纤维束过滤器2外置于生物反应池1，无约束纤维束过滤器2设有一上进水口，该上进水口与生物反应池1的出水口密封连通。\n[0037] 本发明的纤维束过滤膜生物反应装置，是于生物反应池的出水口处连接一无约束纤维束过滤器，该无约束纤维束过滤器中装设有由若干纤维束自由堆积而成的纤维束堆积层，通过该纤维束堆积层进行过滤，不仅可达到良好的过滤效果，且清洗、更换时无需机械操作，极为简单。本发明结构简单、易于清洗、用于过滤的纤维束使用周期长，因而可降低生产和维护成本。\n[0038] 以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。