CN101215025A - 用于污水处理mbr工艺的大通量低压膜组件 - Google Patents

用于污水处理mbr工艺的大通量低压膜组件 Download PDF

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Abstract

本发明提供用于污水处理MBR工艺的大通量低压膜组件，该组件是由多个膜片组合而成，所述单个膜片包括有一对膜板，模板的孔径为1－50微米，膜板之间距离为4－6mm，通过膜框架予以支撑形成。所述多个膜片相互平行固定于膜组件支撑上形成膜组件的整体，在所述膜片的上部设有出水孔，出水孔与集水管连通，在膜组件的下部设有向膜组件送气的散气管。本发明的效果是使MBR污水处理工艺中膜通量提高1－3倍，能够大大降低膜组件及其配套设备的数量，并完全依靠重力出水，设备投资节省60％，能耗降低50％，并能有效减缓膜的污染速度，降低运行费用。出水能够达到中国目前污水处理厂排放标准GB 18918－2002中的一级A标准，出水中的固体悬浮物指标在8mg/L以下。

Description

用于污水处理MBR工艺的大通量低压膜组件
技术领域
本发明涉及一种污水处理装置的部件，特别是一种用于污水处理MBR工艺的大通量低压膜组件。
背景技术
膜生物反应器(Membrane Bioreactor，简称MBR)是上世纪90年代开始使用的一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺，近年来在国际水处理技术领域得到广泛关注。MBR工艺利用膜分离技术取代传统活性污泥法中的二沉池，将活性污泥和大分子有机物质截留，不仅能够有效实现固液分离，而且大大地提高了反应器中活性污泥的浓度，从而极大地提高出水水质，并缩小了整个反应器的体积。和传统工艺相比，MBR工艺具有占地面积小、出水水质好、污泥产量小等优点。但随着MBR技术的应用和推广，该项技术的缺陷也日益显现，主要表现在如下方面。
(1)大部分MBR工艺中，膜的孔隙都在1微米以下，污水的过滤主要是在抽吸泵的作用下强制通过膜孔隙完成的，膜自身孔隙越小，出水中悬浮物的数量越小，但过滤水通过膜时所受到的阻力也越大，需要的抽吸压力也越大，消耗的能量也越高。
(2)由于目前MBR工艺中使用的膜的孔隙较小，在很大程度上限制了单位膜表面积所能过滤的水量(膜通量Flux，通常只有0.2～0.5m3/m2/d)，从而导致工艺中使用的膜组件的数量较大，增大了设备投资，限制了MBR工艺的推广和使用。
(3)由于目前MBR工艺中的污水过滤主要是通过物理膜的强制截留作用完成的，易造成膜的堵塞，需要定期的清洗，有的甚至需要日常的冲洗和维护，增加了运行费用，限制了MBR的推广和使用。
(4)目前MBR工艺的出水指标大大优于目前各个国家规定的污水处理排放标准。例如，中国目前污水处理厂排放的最高指标为一级A标准，其中对固体悬浮物的要求是10mg/L，而MBR出水指标中，固体悬浮物的浓度基本上都小于1mg/L。
MBR工艺的缺陷总结：出水过优，投资过大，能耗过高。
发明内容
为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供用于污水处理MBR工艺的大通量低压膜组件，在出水指标可以达到中国目前污水处理厂排放标准GB 18918-2002中的最高标准(一级A标准)的前提下，投资仅为目前MBR技术投资的40％，能耗仅为目前MBR技术能耗的50％。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是提供用于污水处理MBR工艺的大通量低压膜组件，其中：该组件16是由多个膜片2组合而成，所述单个膜片2包括有一对多孔膜板3，模板3的孔径为1-50微米，膜板3之间距离为4-6mm，通过膜框架4予以支撑形成。所述多个膜片2相互平行固定于膜组件支撑7上形成膜组件16的整体，在所述膜片2的上部设有出水孔1，出水孔1与集水管6连通，在膜组件16的下部设有向膜组件16送气的散气管8。
本发明的效果是体现于以下几个方面：
(1)本发明所提供的物理膜的孔径为1～50微米，比目前所有MBR工艺厂家的膜的孔径都大很多，膜通量提高1-3倍，采用本技术的MBR工艺，能够大大降低膜组件及其配套设备的数量，设备投资仅为已有MBR工艺的40％。
(2)采用本技术的MBR工艺，不但能减少运行设备的数量，而且出水不需要抽吸泵的强制作用，完全依靠重力出水，能耗仅为已有MBR工艺的50％，并能够有效减缓物理膜的污染速度，降低运行费用。
(3)采用本技术的MBR工艺，过滤机理与已有MBR工艺不同，主要依靠附着在物理膜，即膜板表面的生物膜过滤污水中的固体污染物，完全不依靠物理膜。物理膜在本发明中的作用有两个，一是作为污水和滤后水的隔离层；二是作为膜表面生物层的支撑层。
(4)采用本技术的MBR的出水可以达到中国目前污水处理厂排放标准GB 18918-2002中的最高标准，即一级A标准，其中出水固体悬浮物(suspended solids，简称SS)的指标在8mg/L以下。
附图说明
图1图2为本发明的单个膜框架结构主视侧视图；
图3为本发明的膜组件结构示意图；
图4为本发明的具体实施方式实例。
图中：
1、出水孔    2、膜片       3、膜板          4、膜框架
5、生物膜    6、集水管     7、膜组件支撑    8、散气管
9、进水管道  10、细格栅    11、反硝化池     12、潜水搅拌机
13、潜水泵   14、硝化池    15、微孔曝气器   16、膜组件
17、调节阀   18、出水管道  19、回流管       20、曝气鼓风机
21、膜鼓风机22、电控装置
具体实施方式
结合附图及实施例对本发明的用于污水处理MBR工艺的大通量低压膜组件使用过程加以说明。本发明中使用大通量低压膜组件进行MBR工艺的污水处理时，主要依靠附着在膜板表面的生物膜过滤污水中的固体污染物，而非依靠膜板，膜板在本发明中只是作为污水和滤后水的隔离层和生物膜的支撑层而已。
如图1、2、3所示，本发明的用于污水处理MBR工艺的大通量低压膜组件是由多个膜片2组合而成的，所述单个膜片2包括有一对多孔膜板3，模板3的孔径为1-50微米，膜板3之间距离为4-6mm。通过膜框架4予以支撑形成。所述多个膜片2相互平行固定于膜组件支撑7上形成膜组件16的整体，在所述膜片2的上部设有出水孔1，出水孔1与集水管6连通，在膜组件16的下部设有向膜组件16送气的散气管8。
图4是本发明的具体实施例。
当污水从进水管道9进入细格栅10，再进入反硝化池11。为防止污泥沉淀，在反硝化池11中安装有潜水搅拌机12。经反硝化后的污水通过潜水泵13提升至硝化池14中，硝化池中安装有微孔曝气器15，可在污水进行硝化时提供氧气。硝化池14中还安装有膜组件16，在污水处理时，膜板3的表面生长有几微米厚的生物膜5，污水经过生物膜5表面过滤后，过滤水再经过膜板3进入膜框架4内，膜框架4内的过滤后水在膜板3上部水压(约0.5mH2O压力)的作用下，通过出水孔1进入集水管6。然后通过与集水管6相连的出水管道18排出。在出水管道18上安装有水量调节阀门17，通过水量调节阀门17可以控制整个膜组件16的出水流量(膜通量)。
当膜板3的孔径为20-40微米时，膜组件16可以达到非常高的通量，而且在膜板3上能够生成稳定的生物膜5，有效截留固体污染物。硝化池14和反硝化池11之间，安装有一条回流管19，其作用是将硝化后的水回流至反硝化池11中进行反硝化。鼓风机20是曝气用鼓风机，主要为微孔曝气器15提供空气。鼓风机21是膜组件16上的散气管8用的鼓风机，主要为膜组件16提供散气用空气，通过调节空气的气量和压力，可以调节空气对膜表面生物膜的剪切力，从而调节生物膜的厚度，达到调节膜的过滤能力的目的。电控装置22为整个装置的控制系统。

Claims (2)

1.一种用于污水处理MBR工艺的大通量低压膜组件，其特征是：该组件(16)是由多个膜片(2)组合而成，所述单个膜片(2)包括有一对多孔膜板(3)，模板(3)的孔径为1-50微米，膜板(3)之间设有一定的间隔，通过膜框架(4)予以支撑形成。膜板(3)的外侧上附着有一层生物膜(5)，所述多个膜片(2)相互平行固定于膜组件支撑(7)上形成膜组件(16)的整体，在所述膜片(2)的上部设有出水孔(1)，出水孔(1)与集水管(6)连通，在膜组件(16)的下部设有向膜组件(16)送气的散气管(8)。
2.根据权利要求1所述的用于污水处理MBR工艺的大通量低压膜组件，其特征是：所述膜板(3)之间的间隔为4-6mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104801189A (zh) * 2015-05-12 2015-07-29 郭会 一种污水处理膜组件
CN108185823A (zh) * 2017-12-04 2018-06-22 西安工程大学 防外溢饮水机
CN111717996A (zh) * 2019-03-23 2020-09-29 上海市机电设计研究院有限公司 复合式间歇性膜生物污水污泥一体化处理装置及方法

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