一種浸沒式正方形錯(cuò)列排布管式膜生物反應(yīng)器的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種浸沒式正方形錯(cuò)列排布管式膜生物反應(yīng)器(MBR)的制備方法。管式膜水平方向按正方形錯(cuò)列排方式排列，膜的二端分別與出水及反洗操作相連接。膜組件浸沒于生物反應(yīng)池中，曝氣裝置安裝于MBR裝置低部，以壓縮空氣曝氣。氣液混合流體的流動(dòng)方向垂直于圓柱形膜表面，對(duì)膜面污染層產(chǎn)生顯著的抑制作用。通過反向清洗過程清除膜面污染物，以保持較高的膜通量。
【專利說明】
一種浸沒式正方形錯(cuò)列排布管式膜生物反應(yīng)器的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種浸沒式正方形錯(cuò)列排布管式膜生物反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]膜生物反應(yīng)器(MBR)是一種將生物處理過程與膜分離過程有機(jī)結(jié)合的一種水處理技術(shù)，比傳統(tǒng)生物處理技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)在污水處理領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。MBR發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一在于如何弱化膜污染。最早開發(fā)的簾式中空纖維MBR技術(shù)是基于污泥濃度、污染物特性、曝氣量、膜特性和產(chǎn)水量等因素之間的動(dòng)態(tài)平衡形成的一種處理過程。簾式中空纖維MBR由于存在斷絲、纖維纏繞及清洗困難等操作性問題，人們又開發(fā)出平板式MBR。平板MBR有效地改進(jìn)了中空纖維MBR存在的操作性問題，曝氣的氣泡在二板面間形成的通道內(nèi)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，發(fā)揮了氣泡上升過程中對(duì)流體的攪動(dòng)作用，從而改善了氣泡在中空纖維MBR組件中的分布嚴(yán)重不均勻性，形成比中空纖維MBR更優(yōu)的動(dòng)態(tài)平衡處理過程，膜通量得到提高，組件清洗周期得到延長(zhǎng)。但平板MBR膜組件的制造成本也因此而大幅提高，且氣泡上升過程中的過于規(guī)則，未能顯著弱化膜面污染層的發(fā)展。
[0003]這些膜組件自身的特點(diǎn)決定了控制措施有限、膜組件無法實(shí)施反向清洗等能夠有效控制膜面污染的技術(shù)，只能以低膜通量的運(yùn)行方式維持低通量運(yùn)行系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。
[0004]管式MBR組件的制備也有報(bào)道，但該技術(shù)類似于平板MBR組件的制備原理，管膜豎直排布，氣液流體在沿管膜表面由下向上浮升，但不能實(shí)施反洗操作。膜面污染也是基于曝氣氣泡豎直方向的流量和產(chǎn)水真空度及外部因素等控制，低通量運(yùn)行系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡未有明顯改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)以上問題，本發(fā)明提供浸沒式正方形錯(cuò)列排布管式膜生物反應(yīng)器(MBR)的制備方法，管式膜水平方向按正方形錯(cuò)列排布方式排列，膜的二端分別與出水及反洗操作相連接。膜組件浸沒于生物反應(yīng)池中，曝氣裝置安裝于MBR裝置低部，以壓縮空氣曝氣。氣液混合流體的流動(dòng)方向垂直于圓柱形膜表面，沿著膜表面形成流動(dòng)邊界層，上升氣液流對(duì)低層管膜產(chǎn)生邊界層，形成漩渦，增加了流體的攪動(dòng)；氣液流在其相鄰二管間上升，遇到上層管膜垂直阻擋，對(duì)其產(chǎn)生形體邊界層，該攪動(dòng)性流體又對(duì)相鄰管膜產(chǎn)生作用，如此交互作用，加上曝氣產(chǎn)生的氣泡垂直流動(dòng)于圓柱形膜面時(shí)產(chǎn)生脫離液體流動(dòng)軌跡的浮升作用、氣泡上升過程中泡的長(zhǎng)大與破滅等對(duì)流動(dòng)的攪動(dòng)作用，對(duì)膜面污染層的抑制作用較為顯著，均有助于膜面污染的弱化，膜平衡通量的提高。
[0006]基于膜面污染的程度，定時(shí)采用反向清洗的方式，可以有效地除去膜面污染物，恢復(fù)膜通量，保持MBR在較高通量下運(yùn)行。
[0007]—種浸沒式正方形錯(cuò)列排布管式膜生物反應(yīng)器的制備方法，其特征在于:所述管式膜內(nèi)徑4mm?12mm，膜管以水平方向按照正方形錯(cuò)列方式排列，正方形邊長(zhǎng)為6?30mm (相鄰二膜管中心距)。
[0008]—種浸沒式正方形錯(cuò)列排布管式膜生物反應(yīng)器的制備方法，其特征在于:以正方形錯(cuò)列排列的膜管的二端所連接的箱式集水器，箱式集水器與管膜相連斷面用高分子封裝材料將管膜封裝，封裝于箱式集水器內(nèi)的膜管的二端面是開端的。箱式集水器設(shè)有I?5個(gè)接管與出水總管或反洗水總管相連接，所述接管可以位于箱式集水器上端、下端、前端及后端之一處或多處。箱式集水器內(nèi)腔厚度為5?100_。
[0009]所述高分子封裝材料可以是環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂。
[0010]一種浸沒式正方形錯(cuò)列排布管式膜生物反應(yīng)器的制備方法，其特征在于:所述膜管是用無紡布卷制為圓管支撐體，在圓管支撐體內(nèi)表面、外表面或在內(nèi)外表面涂布高分子膜材料，膜材料可以是聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚砜或聚醚砜中的一種。
[0011]—種浸沒式正方形錯(cuò)列排布管式膜生物反應(yīng)器的制備方法，其特征在于:在管式MBR的下部設(shè)有曝氣裝置，氣液混合流體垂直流過膜管。
[0012]—種浸沒式正方形錯(cuò)列排布管式膜生物反應(yīng)器的制造方法，其特征在于:產(chǎn)水以真空方式抽吸，真空度為0.098?0.005MPa。反向清洗的方式是產(chǎn)水0.1?24h，將反洗液水加壓通過箱式集水器分布到膜管，由內(nèi)向外沖洗，將膜管表面的污染物清除。所述反洗液可以是清水、透過液中的一種或幾種。
[0013]所述反洗壓力是0.01?0.8MPa。
【附圖說明】
[0014]圖1浸沒式管式膜生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖
[0015]圖2正方形錯(cuò)列排布的管式膜
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1
[0017]由內(nèi)徑為8mm、長(zhǎng)度為1200mm的400支內(nèi)外均涂聚偏氟乙烯膜管，有效膜面積為12m2，按正方形錯(cuò)列排布，邊長(zhǎng)為12_，用環(huán)氧樹脂為封裝材料，箱式集水器內(nèi)腔厚度為40_，左邊箱式集水器接管與產(chǎn)水栗入口連接，右邊箱式集水器接管與反洗栗連接，反洗用產(chǎn)水，在其下部設(shè)有壓縮空氣曝氣管。將上述管式MBR裝置放置于生活污水處理池，污水進(jìn)水COD為4000mg/L，水溫26°C，曝氣強(qiáng)度為22: I (氣水比)，水栗抽吸真空度為25kpa，按產(chǎn)水80min、以60kpa壓力用產(chǎn)水進(jìn)行反洗60s的操作方式運(yùn)行。平均產(chǎn)水量28L/m2.h，產(chǎn)水 COD 為 36mg/L，產(chǎn)水濁度:0.98NTU，SS 為 0.8mg/L。
[0018]實(shí)施例2
[0019]由內(nèi)徑為8mm、長(zhǎng)度為1200mm的400支內(nèi)外均涂聚偏氟乙烯膜管，有效膜面積為12m2，按正方形錯(cuò)列排布，邊長(zhǎng)為12_，用環(huán)氧樹脂為封裝材料，箱式集水器內(nèi)腔厚度為40_，左邊箱式集水器接管與產(chǎn)水栗入口連接，右邊箱式集水器接管與反洗栗連接，反洗用產(chǎn)水，在其下部設(shè)有壓縮空氣曝氣管。將上述管式MBR裝置放置于生活污水處理池，污水進(jìn)水COD為4000mg/L，水溫26°C，曝氣強(qiáng)度為26: I (氣水比)，水栗抽吸真空度為30kpa，按產(chǎn)水60min、以80kpa壓力用產(chǎn)水進(jìn)行反洗50s的操作方式運(yùn)行。平均產(chǎn)水量30.3L/m2.h，產(chǎn)水 COD 為 38mg/L，產(chǎn)水濁度:1.1INTU，SS 為 0.9mg/L。
[0020]實(shí)施例3
[0021]由內(nèi)徑為6mm、長(zhǎng)度為1200mm的400支內(nèi)外均涂聚偏氟乙烯膜管，有效膜面積為9m2，按正方形錯(cuò)列排布，邊長(zhǎng)為10mm，用環(huán)氧樹脂為封裝材料，箱式集水器內(nèi)腔厚度為40_，左邊箱式集水器接管與產(chǎn)水栗入口連接，右邊箱式集水器接管與反洗栗連接，反洗用產(chǎn)水，在其下部設(shè)有壓縮空氣曝氣管。將上述管式MBR裝置放置于生活污水處理池，污水進(jìn)水COD為4000mg/L，水溫26°C，曝氣強(qiáng)度為28: I (氣水比)，水栗抽吸真空度為30kpa，按產(chǎn)水60min、以80kpa壓力用產(chǎn)水進(jìn)行反洗50s的操作方式運(yùn)行。平均產(chǎn)水量27.2L/m2.h，產(chǎn)水 COD 為 36g/L，產(chǎn)水濁度:1.0NTU，SS 為 0.9mg/L。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種浸沒式正方形錯(cuò)列排布管式膜生物反應(yīng)器的制備方法，其特征在于:所述管式膜內(nèi)徑4mm?12mm，膜管以水平方向按照正方形錯(cuò)列方式排列，正方形邊長(zhǎng)為6?30mm (相鄰二膜管中心距)。2.一種浸沒式正方形錯(cuò)列排布管式膜生物反應(yīng)器的制備方法，其特征在于:以正方形錯(cuò)列排列的膜管的二端所連接的箱式集水器，箱式集水器與管膜相連斷面用高分子封裝材料將管膜封裝，封裝于箱式集水器內(nèi)的膜管的二端面是開端的；箱式集水器設(shè)有I?5個(gè)接管與出水總管或反洗液總管相連接，所述接管可以位于箱式集水器上端、下端、前端及后端之一處或多處。箱式集水器內(nèi)腔厚度為5?200_ ;所述高分子封裝材料可以是環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂中的一種或二種。3.一種浸沒式正方形錯(cuò)列排布管式膜生物反應(yīng)器的制備方法，其特征在于:所述膜管是用無紡布卷制為圓管支撐體，在圓管支撐體內(nèi)表面、外表面或在內(nèi)外表面涂布高分子膜材料，膜材料可以是聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚砜或聚醚砜中的一種。4.一種浸沒式正方形錯(cuò)列排布管式膜生物反應(yīng)器的制備方法，其特征在于:在管式MBR的下部設(shè)有曝氣裝置，氣液混合流體垂直流過膜管。5.一種浸沒式正方形錯(cuò)列排布管式膜生物反應(yīng)器的制造方法，其特征在于:產(chǎn)水過程運(yùn)行0.1?24h后，關(guān)閉產(chǎn)水過程，切換到反向清洗過程，將反洗液加壓輸送到箱式集水器再分布到膜管，由膜管內(nèi)向外沖洗，將膜管表面的污染物清除。所述產(chǎn)水過程是以真空方式抽吸，真空度為0.098?0.005Mpa ;所述反洗液可以是清水、透過液、殺菌劑溶液、阻垢劑和除垢劑中的一種或幾種，反洗壓力為0.01?0.6MPa。
【文檔編號(hào)】C02F3/12GK105884016SQ201410820917
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月23日
【發(fā)明人】孫余憑, 朱春瓶
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)