[發明專利]連續模式納米氣泡移動床生物膜反應器系統及相關的污水處理方法

在審

• 申請號: 202010973736.2
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN113087281A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 鄧陽招;李彩霞;黃錦禮;何嘉儀
• 申請（專利權）人: 納米及先進材料研發院有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 深圳宜保知識產權代理事務所(普通合伙) 44588
• 代理人: 王琴;曹玉存

1.一種用于污水處理、具有至少兩個納米氣泡發生器的連續模式納米氣泡移動床生物膜反應器系統，包括：

一個污水供給模塊包括一個污水供給槽、一個蠕動泵和一個氣泵；

一個污水處理模塊包括一個納米氣泡移動床生物膜反應器(NB-MBBR)槽、第一個納米氣泡發生器及第一個水質檢測單元；

一個電子控制模塊包括一個控制箱，所述控制箱包括一個電源、多個繼電器、至少兩個空氣流量計、至少一個氣泵、至少兩個自動閥及一個可編程邏輯控制器；

一個沉淀模塊包括一個沉淀槽；以及

一個臭氧消毒模塊包括一個消毒槽、第二個納米氣泡發生器、第二個水質檢測單元及一個臭氧發生器。

其中，所述污水供給模塊與所述污水處理模塊連通，以將未經處理的污水從所述污水供給模塊的供給槽輸送至所述污水處理模塊的NB-MBBR槽中，所述NB-MBBR槽中的部分空間填充了多個生物載體，預先培養的生物質在所述生物載體的表面上形成一個生物膜；

所述污水處理模塊的第一個納米氣泡發生器與兩個空氣擴散器相連，產生包含納米氣泡、微米氣泡和粗氣泡的空氣氣泡，以增加氧氣從空氣溶解至污水內的能力，從而促進在所述生物載體上的生物膜內之微生物的呼吸作用，并使生物載體在所述的NB-MBBR槽中均勻地循環移動；

所述第一個納米氣泡發生器與所述電子控制模塊的控制箱連通，以監測和控制從所述第一個納米氣泡發生器至所述污水處理模塊內的污水介質，其內之空氣氣泡的空氣流速及供應時間，且所述第一個納米氣泡發生器能夠在由所述控制箱控制的供氣中斷期間，根據自動并定期的清潔程序，通過空氣進行自我清潔，從而防止在所述污水處理模塊內污水介質中的未消化固體和/或懸浮的生物質，造成由所述第一個納米氣泡發生器經所述擴散器流出的氣流發生阻塞；

所述的污水處理模塊的NB-MBBR槽通過一個污水管與所述沉淀模塊的沉淀槽連通，所述的污水管被連接至所述沉淀槽的入口，用于將在所述污水處理模塊內處理后的污水輸送至所述的沉淀槽內，以沉淀未消化固體和懸浮在污水介質中的生物質；

所述的沉淀模塊通過一個連接至所述消毒槽入口的污水管與所述的臭氧消毒模塊連通，以將在所述沉淀槽的污水介質中，將已經把未消化固體和懸浮生物質沉淀出來的出水，輸送至所述的消毒槽，所述的消毒槽內裝有所述的的第二個納米氣泡發生器，與所述的臭氧發生器相連，產生含臭氧的納米氣泡；

經消毒槽內含臭氧的納米氣泡處理后，超過99％以上的細菌包括大腸桿菌可從所述的出水中去除，并且在將所述的出水排放到排水管之前，所述出水中殘留的氨氮少于1毫克/公升，化學需氧量(COD)少于80毫克/公升。

2.根據權利要求1所述的系統，其中所述的污水處理模塊中裝有體積百分比10至45％所述的生物載體。

3.根據權利要求1所述的系統，其中所述的生物載體由聚乙烯或聚丙烯制成，形狀為圓柱體，且每個生物載體的平均比表面積為500至800m²/m³，直徑為10至25毫米，厚度為5至10毫米。

4.根據權利要求1所述的系統，當向其中所述的第一個納米氣泡發生器供應200至600毫升/分鐘的空氣時，就所產生含有空氣的納米氣泡而言，每個氣泡的平均直徑為166至177納米，濃度為1.3×10⁷至2.9×10⁷單位/毫升。

5.根據權利要求1所述的系統，當向其中所述的第二個納米氣泡發生器供應200至500毫升/分鐘的臭氧時，就所產生含有臭氧的納米氣泡而言，每個氣泡的平均直徑為130至190納米，濃度為3.4×10⁷至6.4×10⁷單位/毫升。

6.根據權利要求1所述的系統，其中電暈放電臭氧發生器被選作所述的臭氧發生器，由此產生的臭氧可以源自純度超過99％的氧氣、由氧氣濃縮器產生的85至93％氧氣、或干燥的環境空氣。