CN102115255A - 一种管式金属膜生物反应器 - Google Patents

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廖志民
杨圣云
袁志华
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Abstract

一种管式金属膜生物反应器，采用微滤或超滤的管式金属膜原件，包括内腔、滤层，滤层材质为金属材质，金属滤层厚度为1～10mm，管式膜外径为φ10～135mm；管式金属膜孔径为0.1～100μm；管式金属膜原件耐反冲洗压力为0.1～3MPa。管式金属膜原件滤层材质可以为不锈钢、镍、青铜、高温合金、哈磁合金、钛、蒙乃尔合金等，采用一次性烧结形成，不存在单独的滤膜层。具有强度大，可耐受高压反冲洗，清洗简单彻底；化学性质稳定，耐酸、碱及高温能力强，可在较大范围内使用，使用寿命长；抗微生物能力强，孔径分布窄，过滤精度高等优点。

Description

一种管式金属膜生物反应器
技术领域
本发明涉及一种膜生物反应器，尤其涉及一种采用管式金属超滤或微滤膜的金属膜生物反应器工艺。
背景技术
膜生物反应器工艺具有处理效率高、产水水质优等特点，是一种具有较大发展前景的污水处理工艺。现有膜生物反应器工艺多采用孔径0.1～4μm、膜丝直径约1mm的中空纤维膜，是目前膜生物反应器工艺中的主流膜原件。但在实际应用中其存在以下缺陷：一、中空纤维膜为有机高分子材料膜原件，强度差，在气水冲刷及反冲条件下易断丝；二、膜丝密度大，膜丝之间易被污物缠绕或堵塞，清洗困难；三、机械强度差，无法实现高压反冲洗，需定期取出专门清洗；四、膜孔径易变形。中空纤维膜断丝、膜堵塞及变形是该类膜原件在实际工程应用中遇到的主要障碍之一。
金属膜是一种以金属为材质的新型无机膜材料，其具有良好的塑性、韧性和强度，已在食品、制药、化工等一些行业逐步应用。与有机膜相比无机膜具有许多优良的特性：一、热稳定性好；二、化学性质稳定，能耐有机溶剂、氯化物和强酸强碱溶液，且不被微生物降解；三、具有较大强度，能在很大压力梯度下操作，不会被压缩和蠕变；四、不会出现老化现象，可长期使用，而且容易再生，可采用高压、反冲清洗等；五、容易控制孔径大小和孔径尺寸分布，产水水质优。目前不锈钢金属膜在膜生物反应器领域已经开始尝试应用，但多局限于板式不锈钢金属膜，膜材料厚度0.3mm左右，强度低，无法进行高压反冲洗，清洗难度大，未能有效解决膜生物反应器工艺现有常用膜原件存在的技术缺陷。
发明内容
本发明的目的是为膜生物反应器提供一种强度大、易清洗，不易堵塞和断裂的管式金属膜原件，以克服现有膜生物反应器工艺中有机高分子膜材料耐压、耐温及耐酸碱能力差，易污堵，膜材料易变形的不足以及板式金属膜原件强度差、清洗难度大的缺陷。
一种管式金属膜生物反应器，其特征在于：采用微滤或超滤的管式金属膜原件，包括内腔、滤层，滤层材质为金属材质，金属滤层厚度为1～10mm，管式膜外径为φ10～135mm；管式金属膜孔径为0.1～100μm；管式金属膜原件耐反冲洗压力为0.1～3Mpa。管式金属膜原件滤层材质可以为不锈钢、镍、青铜、高温合金、哈磁合金、钛、蒙乃尔合金等，采用一次性烧结形成，不存在单独的滤膜层。
一种管式金属膜生物反应器，其特征在于：管式金属膜内腔一端设有出水口，另一端封闭；出水口接口为法兰型、平头型、平面型多种，并可根据其它要求定做。
一种管式金属膜生物反应器，其特征在于：膜生物反应器包括反应池及安装于反应池液面以下的膜组件；膜组件为多个管式金属膜原件组合排列而成，其一端封闭，另一端出水口与产水管道相连，形成膜组件，膜组件中膜原件数量的多少根据系统设计产水量及不同金属材质管式金属膜原件产水通量确定，膜组件下部铺设穿孔曝气系统，为管式不锈钢金属膜原件提供气水冲刷，防止污染物在膜表面的沉积；膜组件设置在线反冲洗系统，可对膜原件进行由内而外的高压清洗。
本发明所述管式金属膜生物反应器工艺相比现有膜生物反应器工艺存在以下优点：一、强度大，可耐受高压反冲洗，清洗简单彻底；二、化学性质稳定，耐酸、碱及高温能力强，可在较大范围内使用，使用寿命长，；三、抗微生物能力强，孔径分布窄，过滤精度高。
附图说明
图1为本发明管式金属膜剖面图；
图2为本发明管式金属膜安装图；
图3为本发明管式金属膜生物反应器示意图。
图中：1-内腔；2-封头；3-金属滤层；4-出水管；5-活接接头；6-弯头；7-膜箱；8-管式金属膜原件；9-膜组件出水总管；10-反应池；11-穿孔曝气管；12-空气管。
具体实施方式
下面根据附图详细说明本发明方法的实施步骤：
如图1和图2所示，本发明膜生物反应器工艺采用的管式金属膜原件包括内腔1、封头2及金属滤层3。其中金属滤层3为表面孔径0.1～100μm的滤膜，由金属材料烧结而成。管式金属膜一端封闭，另一端通过封头2、弯头6、活接接头5与出水管4连接，出水管4与膜组件出水总管9相连接。整个金属膜原件可以单个或者数个并排排列，并安装于膜箱7内部，构成膜组件。如图3所示，膜组件下部铺设穿孔曝气管11，其一端通过空气管12与鼓风机或射流曝气机连接，为膜生物反应器供氧及冲刷管式金属膜表面。管式金属膜组件浸没安装于膜生物反应器反应池10液面以下，膜组件出水总管与抽吸泵连接，当抽吸泵工作时，膜原件内腔产生负压，反应池内的泥水混合物在负压驱动下，处理后清水通过管式金属膜原件金属滤层3表面微孔进入管式金属膜原件8内腔1，并通过出水管4、膜组件出水总管9抽吸排出，获得干净的处理后出水。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (3)

1.一种管式金属膜生物反应器，其特征在于：采用微滤或超滤的管式金属膜原件，包括内腔、滤层，不存在单独的滤膜层，滤层材质为金属材质，金属滤层厚度为1～10mm，管式膜外径为φ10～135mm；管式金属膜孔径为0.1～100μm；管式金属膜原件耐反冲洗压力为0.1～3Mpa。
2.根据权利要求1所述的管式金属膜生物反应器，其特征在于：上述所述的管式金属膜内腔一端设有出水口，另一端封闭；出水口接口为法兰型、平头型、平面型多种，并可根据其它要求定做。
3.根据权利要求1或2所述的管式金属膜生物反应器，其特征在于：膜生物反应器包括反应池及安装于反应池液面以下的膜组件；膜组件为多个管式金属膜原件组合排列而成，其一端封闭，另一端出水口与产水管道相连，形成膜组件，膜组件中膜原件数量的多少根据系统设计产水量及不同金属材质管式金属膜原件产水通量而定；膜组件下部铺设穿孔曝气系统，为管式金属膜原件提供气水冲刷，防治污染物在膜表面的沉积；膜组件设置在线反冲洗系统，可对膜原件进行由内而外的高压清洗。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103482759A (zh) * 2013-09-27 2014-01-01 嘉戎科技(厦门)有限公司 一种新型浸没式膜生物反应器组件
CN111229058A (zh) * 2018-11-28 2020-06-05 南京舒宜汇科学仪器有限公司 一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺
CN112316735A (zh) * 2020-10-26 2021-02-05 武汉工程大学 一种微滤膜管及反冲曝气耦合式浸没管式mbr组件

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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

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