CN102730816A - 气提式外置管式膜生物反应器净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明气提式外置管式膜生物反应器净化装置,涉及有机废水处理回用管式膜生物反应装置;它包括生物反应器(P1)、给水泵(P2)、循环泵(P3)、管式膜组件(P4)、布气器(P5)、空气压缩机(P6)、反洗泵(P7)、加药泵(P8)和多组气动阀门(V1、V2……V8);管式膜组件(P4)是一个竖直的圆桶形外壳(5)加上、下封头(6、7)用上、下密封(8、9)密闭的整体;本发明是利用压缩空气气体将进入膜组件内的混合液在膜管(10)的膜面流速达到1-3米/秒,其电耗可降至0.2-0.3度电/吨水,电耗仅相当于一般大错流的十分之一,而产水量可达90-110L/m2h,是浸没式中空纤维膜的10倍。
Description
技术领域:
本发明涉及有机废水处理回用管式膜生物反应装置。
背景技术:
目前的膜生物反应器绝大多采用“浸没式中空纤维膜组件”膜组件安放在生化池内,采取抽吸式过滤,通过自吸泵或真空抽吸,源水透过中空纤维膜而实现固液分离净化,由于抽吸式工作变量控制小,只有8-12L/m2·h,流量相对较低,且由于膜组件长时间浸泡在拥有大量微生物的污水中,具有生成生物污染的风险,化学清洗时,只能离线进行,这不利于大规模连续稳定运行,膜组件寿命短,一般只有1-2年。
一般的外置式膜生物反应器是将膜装置于生化池外放置。生化池的原水通过给水泵和循环泵使膜装置与生化池连续在一起。透过液至清水池,浓水返回生化池,由于生化池中的混合液悬浮固体浓度很高。为防止膜组件污堵,这种外置式膜生物反应器必须采用大错流形式进行固液分离,为达到每秒1-3米的过滤速度,通常循环水量和产水量的比例达到10∶1,即生产1吨透过液,需要10吨的原水循环水量,这种大错流的电耗通常要达到1-3度电/吨水,明显的是高能耗。
发明内容:
本发明的目的在于提供一种气提式外置管式膜生物反应器净化装置。
它包括生物反应器(P1)、给水泵(P2)、循环泵(P3)、管式膜组件(P4)、布气器(P5)、空气压缩机(P6)、反洗泵(P7)、加药泵(P8)和多组气动阀门(V1、V2……V8);生物反应器(P1)中经生物处理后的水经给水泵(P2)→循环泵(P3)→气动阀门(V1)→进水口(1)→布水孔(13)→膜管(10)→产水口(4)→气动阀门(V8)→清水池;出水/出气口(3)→气动阀门(V6)→生物反应器(P1),排空装置;进水口(1)→气动阀门(V5)→反洗排污管→生物反应器(P1);空气经空气压缩机(P6)压缩一路→气动阀门(V2)→管式膜组件(P4)的进气口(2),一路→气动阀门(V4)→气动阀门(V3、V7、V8)→产水出口(4);清水池→反洗泵(P7)→气动阀门(V3);加药箱→加药泵(P8)→气动阀门(V7)。
管式膜组件(P4)是一个竖直的圆桶形外壳(5)加上、下封头(6、7)用上、下密封(8、9)密闭的整体;上封头(6)设置产水出口(4)和出水/出气口(3);下封头(7)设置进水口(1)和进气口(2);外壳(5)内纵向设置布气板(15)、布气孔(14)和膜管(10),横向设置若干布水/布气孔(12)和布水孔(13),中间设置堵头(11)。
膜管(10)由基膜和表膜组成;基膜由烧结法制备的超高分子量聚乙烯烧结而成,表膜为聚偏氟乙烯。
管式膜组件(P4)底部装有一个用超高分子量聚乙烯材料烧结成型的布气器(P5)。
本发明是利用压缩空气气体将进入膜组件内的混合液滤速达到1-3米/秒,其电耗可降至0.2-0.3度电/吨水,电耗仅相当于一般大错流的十分之一,而产水量可达90-110L/m2h,是浸没式中空纤维膜的10倍。
附图说明:
附图1是本发明管式膜组件的主视剖面图;
附图2是本发明图1的A-A向剖面图:
附图3是本发明的系统结构图;
附图4是本发明的系统参数对比图表。
具体实施方式:
本发明包括生物反应器(P1)、给水泵(P2)、循环泵(P3)、管式膜组件(P4)、布气器(P5)、空气压缩机(P6)、反洗泵(P7)、加药泵(P8)和多组气动阀门(V1、V2……V8);生物反应器(P1)中经生物处理后的水经给水泵(P2)→循环泵(P3)→气动阀门(V1)→进水口(1)→布水孔(13)→膜管(10)→产水口(4)→气动阀门(V8)→清水池;出水/出气口(3)→气动阀门(V6)→生物反应器(P1),排空装置;进水口(1)→气动阀门(V5)→反洗排污管→生物反应器(P1);空气经空气压缩机(P6)压缩一路→气动阀门(V2)→管式膜组件(P4)的进气口(2),一路→气动阀门(V4)→气动阀门(V3、V7、V8)→产水出口(4);清水池→反洗泵(P7)→气动阀门(V3);加药箱→加药泵(P8)→气动阀门(V7);管式膜组件(P4)是一个竖直的圆桶形外壳(5)加上、下封头(6、7)用上、下密封(8、9)密闭的整体;上封头(6)设置产水出口(4)和出水/出气口(3);下封头(7)设置进水口(1)和进气口(2);外壳(5)内纵向设置布气板(15)、布气孔(14)和膜管(10),横向设置若干布水/布气孔(12)和布水孔(13),中间设置堵头(11)。膜管(10)由基膜和表膜组成;基膜由烧结法制备的超高分子量聚乙烯烧结而成,表膜为聚偏氟乙烯。管式膜组件(P4)底部装有一个用超高分子量聚乙烯材料烧结成型的布气器(P5)。
基膜与表膜形成牢固的结合,使膜管(10)能耐受较高的反冲洗压力(0.5MPa),同时,上述两种材料都具有耐强氧化、强酸、强碱的能力。综合上述优点,膜管(1)有利于快速在线清洗,从而在高浓度、高粘度的水体过滤中,始终保持连续稳定运行。
管式膜组件(P4)气提的形成和气提供气量:布气器(P5)的设计必须依据管式膜内膜管的装填密度而定。所形成的气泡不是越小越好,气泡必须适当能在膜管(10)空隙之间起到擦洗作用。每个管式膜组件(P4)的供气量在0-20Nm3/h;气提压力<0.05MPa为宜。管式膜组件(P4)工作状态:
1、过滤:
在过滤时,给水泵(2)将生化反应器(1)中的混合液送入管式膜组件(P4),给水泵(P2)用于保持恒定的进水流量,经循环泵(P3)提高流速从管式膜组件(P4)底部流向顶部;压缩空气经过空气压缩机(P6)压缩后经底部的布气器(P5)将空气均匀送入管式膜组件(P4)的腔体中。由于空气的上升驱动,带动混合液和悬浮固体上升,在膜管(10)表面保持一定的流速(1-3m/s),空气搅动擦洗膜表面,带走容易造成膜污染和堵塞的悬浮颗粒和胶体,混合液以错流形式流动,大于膜孔的颗粒和溶质被截留在膜表面,而小于膜孔的透过膜壁而使得水得到净化,实现固液分离。净化后的产水经产水出口(4),气动阀门(V8)进入清水池。由于是错流过滤,浓水经气动阀门(V6)回到生化反应器(P1),使得生化反应器(P1)中污泥浓度不断增加,有利于进一步将难分解的有机物降解,从而提高生化效果;空气经排空管路排空。
2、反洗:
在设备运行过程中,污泥聚积在管式膜组件(P4)的内腔、膜管(10)的表面和膜孔内,为保持系统的正常运行。这些污染物必须定期通过反冲洗排出。
反洗过程中,开启空气压缩机(P6),无油压缩空气经气动阀门(V4),产水出口(4)从膜过滤的反方向进入管式膜组件(P4)的腔内,其反冲压力0.5MPa,连续脉冲式反冲洗2-3次,每次时间是2-3秒。气反冲后,再开启反洗泵(P7)用清水池中的产水反洗1-2min,过程是:反洗泵(P7)从清水池抽水从产水出口(4)进入管式膜组件(P4)的腔内,从进水口(1)流出,经反洗排污管回到生化反应器(P1)。在正常气反冲、水反洗15-20个周期后,需进行加强反洗,即在水反洗中,通过计量泵(8)投加化学药剂对管式膜组件(P4)进行10-15min的浸泡和清洗。一般在30-45天期间,还需对管式膜组件(P4)进行彻底的化学清洗,以恢复管式膜组件(P4)的原始通量。
Claims (4)
1.一种气提式外置管式膜生物反应器净化装置,它包括生物反应器(P1)、给水泵(P2)、循环泵(P3)、管式膜组件(P4)、布气器(P5)、空气压缩机(P6)、反洗泵(P7)、加药泵(P8)和多组气动阀门(V1、V2……V8),其特征在于:生物反应器(P1)中经生物处理后的水经给水泵(P2)→循环泵(P3)→气动阀门(V1)→进水口(1)→布水孔(13)→膜管(10)→产水口(4)→气动阀门(V8)→清水池;出水/出气口(3)→气动阀门(V6)→生物反应器(P1),排空装置;进水口(1)→气动阀门(V5)→反洗排污管→生物反应器(P1);空气经空气压缩机(P6)压缩一路→气动阀门(V2)→管式膜组件(P4)的进气口(2),一路→气动阀门(V4)→气动阀门(V3、V7、V8)→产水出口(4);清水池→反洗泵(P7)→气动阀门(V3);加药箱→加药泵(P8)→气动阀门(V7)。
2.如权利要求1所述的气提式外置管式膜生物反应器净化装置,其特征在于:管式膜组件(P4)是一个竖直的圆桶形外壳(5)加上、下封头(6、7)用上、下密封(8、9)密闭的整体;上封头(6)设置产水出口(4)和出水/出气口(3);下封头(7)设置进水口(1)和进气口(2);外壳(5)内纵向设置布气板(15)、布气孔(14)和膜管(10),横向设置若干布水/布气孔(12)和布水孔(13),中间设置堵头(11)。
3.如权利要求1或2所述的气提式外置管式膜生物反应器净化装置,其特征在于:膜管(10)由基膜和表膜组成;基膜由烧结法制备的超高分子量聚乙烯烧结而成,表膜为聚偏氟乙烯。
4.如权利要求1或2所述的气提式外置管式膜生物反应器净化装置,其特征在于:管式膜组件(P4)底部装有一个用超高分子量聚乙烯材料烧结成型的布气器(P5)。
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