CN103351057A

CN103351057A - 全刷型无反冲洗单网及双网动态膜微网组件

Info

Publication number: CN103351057A
Application number: CN2013103274009A
Authority: CN
Inventors: 居文钟; 杨健; 孙雁; 谢先思; 白涛; 李彦; 郑长福; 王德龙; 商平; 李士荣; 居文健
Original assignee: 居文钟
Current assignee: Qingchi Water Environment Management Technology Development (tianjin) Co Ltd
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2033-07-30
Also published as: CN103351057B

Abstract

本发明涉及全刷型无反冲洗单网及双网动态膜微网组件，双网组件设有五个刷盘单元，刷盘单元具有圆环围框、转动刷盘、传动齿轮及左右盘心夹板；圆环围框为排泥通道，转动刷盘是框架式开孔盘，设有多条过水通道，相邻刷盘单元间设置内微网或外微网形成内外过滤箱，过水通道中的2-3条对应设置条形毛刷，左右盘心夹板对扣形成盘心导向夹板，设置与盘心导向夹板固定连接的内设收水腔的中心出水管；平行中心出水管设置连接驱动机构的传动轴，内外过滤箱内的圆环围框底部设有排泥口，内过滤箱与收水腔连通；单网组件设有三个刷盘单元，两层微网。本发明的优点是:水质稳定、产水率高；易于控制、操作简单、拼装灵活、方便，易于批量生产。

Description

全刷型无反冲洗单网及双网动态膜微网组件

技术领域

本发明涉及污、废水处理设施,尤其涉及一种全刷型无反冲洗单网及双网动态膜微网组件。

背景技术

动态膜（Dynamic Membrane,简称DM）也称动力形成膜或二次生成膜，是沉积物质通过过滤作用，在多孔载体表面微粒沉积过程中所形成的新的膜层。利用DM进行固液分离是一种特殊的膜分离方法。若将多孔微网制成的DM微网组件置于生物反应器混合液之中，活性污泥、胶体颗粒及其它微细杂质则在微网表面通过过滤作用自动附着形成悬浮泥层。在生物反应器水压驱动力作用下，悬浮泥层被密实并形成一种具有一定机械强度的透水膜层即动态膜层也称凝胶层或生物质层，而动态膜层则能够在一定时间内比较稳定的实现更高精度的过滤。利用DM微网组件与好氧生物反应器相结合的动态膜生物反应器（Dynamic Membrane Bio-Reactor，简称DMBR)，其固液分离精度可达到微滤（MF）甚至超滤（UF）等级。DM最突出的特点是成膜介质主要是由多种蛋白质组成的生物质层，是自生的、可更新的。它的过滤机理不是简单的机械筛分，它的膜介质所具有的柔性变形、粘性吸附和亲水特征，决定它可以在静压条件下，即较低的跨膜压力下实现远比高分子膜高得多的过滤通量，这些特点决定了DM微网组件的生产制作以及DMBR系统的运行极其经济。随着DMBR技术的不断完善和成熟，它将成为今后污、废水资源化再生利用领域主导的深度处理技术和工艺。

由于DMBR系统利用的是自生并具有一定活性生物质层所体现的拦截吸附功能实现固液分离的，因此其分离精度与过滤通量亦随着DM的附网生成、积累增厚、老化脱落的过程发生着变化。因此，如何采用既经济又省时的方法适时地去除旧膜并更新成新膜，则成为能否保证DMBR系统高精度、高效率过滤产水的关键。目前，通用的控制方法是采用不同的作业方式对DM微网组件进行反冲洗作业。但不论哪种反冲洗方式，毕竟因耗水量大和操作复杂造成的产水率低下，难以满足规模性产水的需要。日前，本申请人已获权的专利ZL201220552198.0“转盘式无反冲洗动态膜微网组件”采取对微网组件腔内迁移通过微网的DM残体进行腔内反刷并排出腔体的控制方法，在保留网外生物质层不被破坏的前提下，通过“减薄”DM厚度来实现DMBR系统无需反冲洗这一技术上的突破。但是，该方法存在的问题如下：⑴上述微网组件只对外微网形成的外过滤箱进行反刷，且只对外微网背水面进行反刷，而外微网迎水面的物质沉积则无法解决，此外，内微网形成的内过滤箱亦存在着过网物质沉积脱落的问题，在微网组件长期运行条件下，依然存在出水品质下降的问题。⑵面对不同的被处理水水质，腔内反刷作业最佳时机难以预计和确定，运行过程中往往出现因错过最佳反刷作业时间，造成附集在网外的悬浮泥层胶质化后难以过网或过网的DM残体过厚和脱落，造成反刷作业难以减薄DM厚度或产水通量和产水质量下降；若反刷操作超前和频繁，则造成因网外生物质层被破坏而影响过滤精度或产水率降低的问题。尽管在运行“转盘式无反冲洗动态膜微网组件”过程中可以摸索和掌握出最佳内刷工作规律，但这需要较长的测试时间，对操作和调试人员的专业技能提出了苛刻的要求。⑶上述微网组件在生产过程中，对应不同性能规格的产品，在加工过程中存在着模具型材通用性差、零部件多、组装工序繁杂的问题，影响着微网组件的生产效率和经济性。

综上所述，如何发挥无反冲洗DMBR的优势，使其真正成为控制有效、操作简单、水质稳定、产水率高且微网组件制作简单、经济的实用技术，成为业界关注的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于针对上述问题，提供出运行操作简单、易控的全刷型无反冲洗单网及双网动态膜微网组件，实现产水品质好、产水率高，进而达到生产制作工艺简单、经济并适宜大规模应用的效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种全刷型无反冲洗双网动态膜微网组件，其特征在于设有五个同轴并列固连的刷盘单元，所述刷盘单元包括刚性不透水圆环围框、在所述圆环围框内转动的转动刷盘、安装在圆环围框顶部内侧的传动齿轮及固装所述转动刷盘的左右盘心夹板；圆环围框是内侧设有环周限位豁口并形成环周凹槽的环形滑轨式排泥通道，所述转动刷盘是由支撑骨架连接形成的圆形框架式开孔盘，在其双面沿盘半径对应均布设有多条过水通道，盘两面的边缘环周设有等距离分布的若干径向过泥凹槽，紧挨过泥凹槽环绕盘外沿设置齿牙，转动刷盘以其齿牙和过泥凹槽伸入所述环周限位豁口内且其齿牙与所述传动齿轮啮合安装在圆环围框内，在五个并列刷盘单元中，由中央向两侧相邻刷盘单元间依次固定设置覆盖在转动刷盘盘面的内微网及外微网，在各转动刷盘朝向所述内微网及外微网的盘面上的过水通道中的2-3条对应均布设置条形毛刷，所述左右盘心夹板对扣形成带环周夹板凹槽且其槽底设有环周限位导向槽及多个径向孔道的盘心导向夹板，转动刷盘以间隙配合插装在所述限位导向槽中，穿过各刷盘单元圆心部位同轴设置与所述盘心导向夹板固定连接的内设收水腔的单端开口的中心出水管，所述内微网和外微网的中心孔孔沿分别通过位于其两侧的盘心导向夹板固定、其外沿则由相邻圆环围框夹紧固定，从而形成由内微网包拢形成的内过滤箱和包拢在所述内过滤箱外部由外微网形成的外过滤箱；所述内过滤箱通过对应的盘心导向夹板的径向孔道及在中心出水管上对应设置的过水孔与所述收水腔连通；在中心出水管两端设置夹紧定位各刷盘单元的盘心压盖板；横穿各圆环围框顶部的环周凹槽设置与所述中心出水管平行的的传动轴，所述传动齿轮套装其上，且传动轴连接外部驱动机构；内外过滤箱分别通过各自的转动刷盘上的过泥凹槽与所述圆环围框的环周凹槽连通，在内、外过滤箱内的圆环围框底部设有排泥口。

所述转动刷盘的支撑骨架具有由设置所述等距离分布的若干径向过泥凹槽的环形边缘及将其均分成若干扇形框的半径边构成的基盘，各扇形框的半径边之间为垂直于基盘盘面均布设置的同心弧形篦板，所述弧形篦板的两端沿分别以相同高度凸出所述基盘盘面并与基盘共同形成圆形框架式开孔盘；沿各扇形框的半径边形成过水通道，其中转动刷盘朝向所述内微网及外微网的盘面上的所述过水通道中的2-3条对应均布设置条形毛刷，紧挨所述过泥凹槽环绕盘外沿设置齿牙。

所述内微网的密度为300-400目；所述外微网的密度为150-200目。

在所述并列固连的圆环围框外侧套装固定护套。

一种全刷型无反冲洗单网动态膜微网组件，其特征在于设有三个同轴并列固连的刷盘单元，所述刷盘单元包括刚性不透水圆环围框、在所述圆环围框内转动的转动刷盘、安装在圆环围框顶部内侧的传动齿轮及固装转动刷盘的左右盘心夹板；圆环围框是内侧设有环周限位豁口并形成环周凹槽的环形滑轨式排泥通道，所述转动刷盘是由支撑骨架连接形成的圆形框架式开孔盘，在其双面沿盘半径对应均布设有多条过水通道，盘两面的边缘环周设有等距离分布的若干径向过泥凹槽，紧挨过泥凹槽环绕盘外沿设置齿牙，转动刷盘以其齿牙和过泥凹槽伸入所述环周限位豁口内且其齿牙与所述传动齿轮啮合安装在圆环围框内，相邻刷盘单元间固定设置覆盖在转动刷盘盘面的微网，在各转动刷盘朝向所述微网的盘面上的过水通道中的2-3条对应均布设置条形毛刷，所述左右盘心夹板对扣形成带环周夹板凹槽且其槽底设有环周限位导向槽及多个径向孔道的盘心导向夹板，转动刷盘以间隙配合插装在所述限位导向槽中，穿过各刷盘单元圆心部位同轴设置与所述盘心导向夹板固定连接的内设收水腔的单端开口的中心出水管，所述微网的内沿通过位于其两侧的盘心导向夹板固定、其外沿则由对应的相邻圆环围框夹紧固定，从而形成由微网包拢形成的过滤箱，所述过滤箱通过盘心导向夹板的径向孔道及在中心出水管上对应设置的过水孔与所述收水腔连通；在中心出水管两端设置夹紧定位各刷盘单元的盘心压盖板；横穿各圆环围框顶部的环周凹槽设置与所述中心出水管平行的的传动轴，所述传动齿轮套装其上，且传动轴连接外部驱动机构；过滤箱通过其内部转动刷盘上的过泥凹槽与所述环周凹槽连通，在三个固连的刷盘单元中的中央刷盘单元的圆环围框底部设有排泥口。

所述转动刷盘的支撑骨架具有由设置所述等距离分布的若干径向过泥凹槽的环形边缘及将其均分成若干扇形框的半径边构成的基盘，各扇形框的半径边之间为垂直于基盘盘面均布设置的同心弧形篦板，所述弧形篦板的两端沿分别以相同高度凸出所述基盘盘面并与基盘共同形成圆形框架式开孔盘；沿各扇形框的半径边形成过水通道，其中转动刷盘朝向所述微网的盘面上的所述过水通道中的2-3条对应均布设置条形毛刷，紧挨所述过泥凹槽环绕盘外沿设置齿牙。

所述微网的密度为150-200目。

在所述并列固连的圆环围框外侧套装固定护套。

本发明的有益效果是：采用基于刷盘单元的积木式组合结构提供出分别适用于不同应用场合的包括五个刷盘单元及三个刷盘单元的全刷型无反冲洗单网及双网动态膜微网组件，可以满足不同用户的需求。

⑴五刷盘单元的双网动态膜微网组件是包括五个刷盘单元、两层内微网及两层外微网形成的设有内过滤箱和外过滤箱的微网组件。当五个刷盘单元在外部动力与传动齿轮带动下同步稳定旋转移动时，由于多个转动刷盘的条形毛刷可以从各面同时接触、刮刷内外微网，这种同时动作可将各层微网各面的附着物同时刷下并排出微网组件，起到同步全面清理微网的作用。与现有技术比，它保留了现有技术中“转盘式无反冲洗动态膜微网组件”实施背水面反刷的方式，同时增加了外微网的迎水面及内微网的双面的刮刷，实际上形成一种内、外微网各面附网的附着物均可以得到全部清除的全刷型无反冲洗微网组件。由于增加了对内腔进行反刷清理的功能，可以有效解决现有“转盘式无反冲洗动态膜微网组件”内腔存在的过网物质沉积脱落的问题，长期运行状态下，可以保证出水悬浮物指标的稳定，水质提高、产水率高。

三刷盘单元的单网动态膜微网组件包括两层微网形成的单过滤箱微网组件。由于两层微网的迎水面、背水面均有刷盘可以外刷，实际上是又一种微网各面附网的附着物均可以得到全部清除的全刷型单网无反冲洗微网组件。它的反刷过程、工作原理、反刷效果和运行判断同于前述双网全刷型微网组件。但出水中悬浮物指标要差于双网全刷型微网组件，依使用要求选用，经济实用。

⑵本发明提供的上述不保留外微网基质的无反冲洗方式运行的微网组件，它的反刷时机可以根据产水通量是否下降进行判断，它的清理效果可以根据内、外过滤网内的DM残体排出情况进行判断，反刷作业最佳时机容易确定，因此与现有技术比不会出现因错过最佳反刷作业时间，造成附集在网外的悬浮泥层胶质化后难以过网或过网的DM残体过厚和脱落，或造成反刷作业难以减薄DM厚度，或产水通量和产水质量下降；也不会因反刷操作超前和频繁，造成因网外生物质层被破坏而影响过滤精度或产水率降低的问题。因此操作快速、简单，出水质量高，水质稳定，产水率高。⑶本发明采用积木式组合结构，用不同数量刷盘单元进行组合，刷盘单元是由圆环围框、转动刷盘，传动齿轮，左、右盘心夹板等基本构件拼装成型且零部件基本上通用，所以成形模具的使用效率很高，拼装灵活、方便、高效，产品生产更为经济。采用这种积木式结构，对应不同应用环境，用户可以根据原水情况和出水要求以及经济上的考虑进行选择，由此为拓展无反冲洗DMBR的应用空间打下基础。在以上两种组合基础上还可以组成三个刷盘单元、两层内微网两层外微网的内网可以得到全部清除、外网只清除背水面附着物的内刷型双网无反冲洗微网组件或一个刷盘单元、两层微网的内刷型单网无反冲洗微网组件等等。

附图说明

图1是本发明提供的五个刷盘单元结构的全刷型无反冲洗双网动态膜微网组件的主视结构示意图；

图2是转动刷盘的主视结构示意图;

图3是图1的侧视剖视图;

图4是三套刷盘单元结构的全刷型无反冲洗单网动态膜微网组件的侧视剖视图;

图5是本发明的应用示意图。

W1全刷型无反冲洗双网动态膜微网组件，W2全刷型无反冲洗单网动态膜微网组件，A刷盘单元，1圆环围框；11环周限位豁口，12环周凹槽，13排泥口，2传动齿轮，21传动轴，3转动刷盘，31齿牙，32过泥凹槽，33弧形篦板，34半径边，35基盘，36条形毛刷，4盘心导向夹板，4a左盘心夹板，4b右盘心夹板，40环周夹板凹槽，41环周限位导向槽，42径向孔道，5、5′中心出水管，5a左盘心压盖板，5b右盘心压盖板，51、51′过水孔，52收水腔，53出水嘴，54紧固螺杆，61排泥管路，62生产水收水管路，63驱动机构，64生物反应器，71内微网，72外微网，73微网，81内过滤箱，82外过滤箱，83过滤箱，9，9′固定护套。

以下结合附图和实施例对本发明详细说明。

具体实施方式

实施例1

图1～图3示出了一种全刷型无反冲洗双网动态膜微网组件W1，其特征在于设有五个同轴并列固连的刷盘单元A，所述刷盘单元A包括刚性不透水圆环围框1、在所述圆环围框1内转动的转动刷盘3、安装在圆环围框顶部内侧的传动齿轮2及固装所述转动刷盘的左右盘心夹板4a，4b；圆环围框1是内侧设有环周限位豁口11并形成环周凹槽12的环形滑轨式排泥通道，所述转动刷盘3是由支撑骨架连接形成的圆形框架式开孔盘，在其双面沿盘半径对应均布设有多条过水通道，盘两面的边缘环周设有等距离分布的若干径向过泥凹槽32，紧挨过泥凹槽环绕盘外沿设置齿牙31，转动刷盘以其齿牙31和过泥凹槽35伸入所述环周限位豁口11内且其齿牙31与所述传动齿轮2啮合安装在圆环围框1内，在五个并列刷盘单元中，由中央向两侧相邻刷盘单元间依次固定设置覆盖在转动刷盘盘面的内微网71及外微网72，在各转动刷盘朝向所述内微网及外微网的盘面上的过水通道中的2-3条对应均布设置条形毛刷36，所述左、右盘心夹板4a、4b对扣形成带环周夹板凹槽40且其槽底设有环周限位导向槽41及多个径向孔道42的盘心导向夹板4，转动刷盘3以间隙配合插装在所述限位导向槽41中，穿过各刷盘单元圆心部位同轴设置与所述盘心导向夹板4固定连接的内设收水腔52的单端开口的中心出水管5，所述内微网71和外微网72的中心孔孔沿分别通过位于其两侧的盘心导向夹板固定、其外沿则由对应的相邻圆环围框1夹紧固定，从而形成由内微网包拢形成的内过滤箱和包拢在所述内过滤箱81外部由外微网形成的外过滤箱82；所述内过滤箱通过其对应的盘心导向夹板的径向孔道42及在中心出水管5上对应设置的过水孔51与所述收水腔52连通；在中心出水管5的左右两端设置夹紧定位各刷盘单元的左右盘心压盖板5a、5b；本实施例中，左盘心压盖板5a封堵在中心出水管5的左端，右盘心压盖板5b封堵在中心出水管5的右端并在与中心出水管5的管口对应位置开有螺纹中心孔，在该螺纹中心孔上连接出水嘴53，出水嘴采用市售软管锁紧接头。

横穿各圆环围框顶部的环周凹槽12设置与所述中心出水管5平行的传动轴21，所述传动齿轮2套装其上，且传动轴连接外部驱动机构63；内外过滤箱分别通过各自的转动刷盘上的过泥凹槽32与所述圆环围框的环周凹槽12连通。如图3所示，在内、外过滤箱81、82内的圆环围框1底部设有排泥口13，微网组件两侧端部的圆环围框的排泥通道直接与生物反应器64连通。

本例中上述转动刷盘3的支撑骨架具有由设置所述等距离分布的若干径向过泥凹槽32的环形边缘及将其均分成若干扇形框的半径边34构成的基盘35，各扇形框的半径边34之间为垂直于基盘盘面均布设置的同心弧形篦板33，弧形篦板的两端沿分别以相同高度凸出所述基盘盘面并与基盘共同形成圆形框架式开孔盘；沿各扇形框的半径边34形成过水通道，其中转动刷盘朝向所述内微网及外微网的盘面上的所述过水通道中的2-3条对应均布设置条形毛刷36，紧挨所述过泥凹槽环绕盘外沿设置齿牙31。在实际制作中，设置过泥凹槽的环形边缘及外沿齿牙部分的厚度大于环周限位豁口11的宽度，确保转动刷盘限位在环周凹槽12中，稳定旋转。此外，弧形篦板33的宽度与圆环围框1的厚度一致。

上述内微网的密度为300-400目，外微网的密度为150-200目。

为确使五个并列固连的刷盘单元A连接牢固，在5个并列固连的圆环围框1外侧套装固定护套9。

运行时，当转动刷盘A整体转动时，条形毛刷36能够将内、外微网71、72接触面上的附着物刷下。过泥凹槽32可将其所在的内过滤箱或外过滤箱与圆环围框1内的排泥通道即环周凹槽12连通，被刷下的附着物可通过过泥凹槽32进入圆环围框内的过泥通道并通过排泥口13排出微网组件。上述扇形框上分布的若干均布同心弧形篦板33作为支撑骨架的主体能够起到支撑覆盖其两面的内微网或内、外微网的作用，使两面微网不会因水压挤压而相贴，以此保证两面微网间空腔的形成，保证产水通量。

所述传动齿轮2安装在圆环围框顶部内侧，套装在连接外部驱动机构的传动轴21上，且齿轮2与转动刷盘侧沿的齿牙31啮合。当齿轮轴2与外部提供动力的传动机构63相连时，外部动力可使转动刷盘3在圆环围框1内稳定的转动。

由左右盘心夹板4a、4b对扣形成的盘心导向夹板4带有环周限位导向槽41和环周均匀分布的多个径向孔道42，转动刷盘的圆心部位的边缘部分以间隙配合插入环周限位导向槽41中，并在齿轮2带动下在环周限位导向槽41中转动。盘心导向夹板4还起到在微网组件的中心位置固定、夹紧微网的作用。径向孔道42可将转动刷盘过水通道收集的水经由中心出水管5的过水孔51进入收水腔52并通过盘心压盖板5b的中心孔经出水嘴53排出微网组件。转动刷盘盘面上均布着四个通孔，与左右盘心夹板4a、4b及左右盘心压盖板5a、5b的四个孔位一致，安置可同时贯穿5个刷盘单元的转动刷盘、两侧的左右盘心夹板和左右盘心压盖板的四条紧固螺杆54，依靠它们在微网组件的中心部位压紧微网的同时将5个刷盘单元的中心紧固为一体。中心出水管5仅在与内过滤箱的刷盘单元的盘心导向夹板4的径向孔道对应位置设置与所述收水腔连通的过水孔51，目的是限制和封堵外过滤箱内的刷盘单元的盘心导向夹板的径向孔道，只允许内过滤箱的刷盘单元的过水通道与盘心导向夹板的径向孔道连通并通过其将内过滤箱的生产水经由过水孔51、收水腔52及出水嘴53送出。

所述内微网71和外微网72采用柔性细丝材质，平行安置并夹压在在由圆环围框、转动刷盘、传动齿轮及左右盘心夹板共同组合成的刷盘单元A之间。内外微网的目数根据刷盘单元在整体微网组件当中的功能来确定：形成内过滤箱81的内微网71目数在300至400目之间；形成外过滤箱82的外微网72的目数在150至200目之间。

工作原理：

图5是本发明的应用示意图。下面以图1所示的五个刷盘单元结构的全刷型无反冲洗双网动态膜微网组件W1为例阐述其工作原理。该微网组件包括由两层内微网71形成的内过滤箱81和包拢在所述内过滤箱81外部的由两层外微网72形成的外过滤箱82；为全刷型无反冲洗微网组件：

（1）如图5所示：当外部动力通过驱动机构63使五个刷盘单元A同步转动时，由于内外微网的各面均被刷盘上的刷毛刮刷，这就实现了内、外微网各面附网的附着物均可以得到清除并排出微网组件的全刷效果。这也是简单运用机械摩擦清除污垢、利用水的流动将污垢排出的原理来实现“无反冲洗”更新动态膜，只是这种“清除”包括了微网组件内外腔的全部，更全面、操作更简单、耗用电能更少；

（2）如图2所示：转动刷盘3为由过泥凹槽的环形边缘及将其均分成若干扇形框的半径边34构成的基盘35，各扇形框的半径边之间为垂直于基盘盘面均布设置的同心弧形篦板33，弧形篦板的两端沿分别以相同高度凸出所述基盘盘面并与基盘共同形成圆形框架式透孔盘；本例中，沿各扇形框的8条半径边形成过水通道，其中均布设置的3条过水通道朝向内外微网的一面设置条形毛刷36，紧挨所述过泥凹槽环绕盘外沿设置齿牙31。当转动刷盘3两面微网覆盖后，形成了框架化刚性的空间。解决了内外过滤箱容积因微网覆膜后被水挤压相贴而缩小的问题。这是通过保证动态膜残体的容留空间来稳定动态膜过网迁移速率和延长迁移时间的工程性措施，以此实现较高精度、较高通量和较长时间固液分离；

（3）转动刷盘的框架结构设计可以固定动态膜残体，为过网动态膜的转化、减容创造条件的同时避免和减少因“残体”的发散流失而影响出水质量。

（4）运用现代工业化生产“积木组合”原理，通过采用刷盘单元与微网组合的生产方式，可依需方便灵活地选择零部件组装不同形式的膜组件，从而，显著减少工装模具数量，降低物料成本、提高生产效率。

上述全刷型无反冲洗双网动态膜微网组件W1的工作机理为：1、在水压为动力沉积形成动态膜并过滤产水过程中，动态膜层在不断的成熟、增厚，同时也在同步缓慢的通过外微网向微网组件腔内渗透迁移。这种通过微网迁移的动态过程，可以一定程度的达到抑制动态膜层厚度和控制动态膜密度的效果。如果生物反应器水位高度和活性污泥数量、质量相对稳定、微网网眼和过网流量固定时（即形成动力与生物质阻尼系数、刚性阻力、流量为常数），影响和制约过滤通量的动态膜过网迁移速率则应该是恒定值，因此可以实现稳定的过滤产水过程。迁移速率的恒定是动态膜固液分离的理想条件，但是，这种条件是建立在“迁移过网的动态膜残体移动过程中的阻力为恒定值”基础之上的，在微网组件内、外过滤箱容积有限的条件下难以实现，因为过网的动态膜残体在微网组件内、外过滤箱内积累、被挤压密实的本身就是在不断的增加移动阻力（阻力为变量）。因此，定期的反刷则成为清除“阻碍物质”所必须采取的措施。与此同时，通过框架结构支撑微网来抵消水压压缩空腔容积，保证过网动态膜残体的容留空间，亦是延缓移动阻力过快变化的重要措施；2、影响生物质阻尼的重要因素是动态膜层的密度，它除了对过滤阻力产生影响外，对影响和决定动态膜过滤精度的吸附粘度的关系最为相关，动态膜层的密度越大，吸附粘度也就越高，对大分子的截留效果就越好，分离精度也就越高。但由此也会带来过网迁移速率下降、过滤通量降低。控制、调整好上述主要参数之间相互合理的互动关系是利用动态膜实现高通量、高精度、长周期产水的关键，追求动态膜层的“薄”和“实”，则是工程性利用动态膜迁移转化规律的着眼点；3、过滤过程中，由于动态膜层密度在“迁移”过程中是变量（即其密度在动态膜层的形成、附网、过网、脱网的过程中动态变化），在微网的迎水面，滤饼泥层物质越接近微网，密度就越大。当转化为胶体物质层（凝胶层）进入微网网眼时，密度值最大。动态膜穿越网眼进入微网组件内、外过滤箱后，由于养分供应下降和低营养水的涤荡，动态膜逐渐失活、矿化、转化为动态膜残体，其密度、粘度逐渐降低并膨胀、发散直至脱离网体。框架结构设计的空间可以相对的固定容留膨胀、发散的动态膜残体，减少干扰物质对出水品质的影响。4、动态膜过网的物质转化过程既有它气相、液相、固相的转化过程，也有它生化的、物化的变化规律，概括为复杂的有机、无机混合物质的“矿化”过程。这个过程可以使过网物质的“体积”发生很大的变化，“减容”趋势明显。腔内空间内既有过网物质的补充，亦有它自身因转化、流失而“瘦身”腾出空间的能力，这就为工程性利用创造了条件，转动刷盘框架结构设计的固定容留功能为其创造了延长迁移时间的硬件条件，使动态膜分离过程得以持久。

采用本实施例提供的12个日产水量3.5m³的全刷型无反冲洗双网动态膜微网组件进行污、废水过滤的操作方法包括如下步骤（参见图1-图4）：

（1）含有微生物菌胶团的动态膜的形成，过滤生成生产水

如图4所示，首先将上述组件垂直浸入好氧生物反应器中，通过安装架固定，没顶深度为50cm，安装生产水收水管路62、排泥管路61、阀门以及反刷的外部驱动机构63。生物反应器64内含有以好氧胶团菌微生物为主的待处理污水混合液。使用时，打开排泥管路阀门，在水的压力下微网开始拦截过滤过程。随着过滤的进行，微生物菌胶团和其它胶体微粒沉淀附着在微网基质上逐渐密实并形成可以透水的动态膜层，过滤精度也逐渐提高并达到微滤等级。此时，关闭排泥管路阀门，打开生产水收水管路阀门，经过滤净化后的生产水经内微网71进入内过滤箱81并通过中心出水管5流出微网组件；

（2）实施反刷操作并更新动态膜

经过一段时间的过滤，一般为30天以上，因动力沉积过程中动态膜层逐渐增厚，微网的过水阻力也逐渐加大，这将使过滤通量逐渐下降或出现由于动态膜活性、黏性降低脱落造成的浊度上升现象。此时，关闭生物反应器曝气和出水阀门。待混合液静置、固液分层上清液形成后，启动反刷动力系统并打开排泥管路阀门。此时，五个转动刷盘同步以0.05rad/s的速度转动，2层内微网及2层外微网各面附着物被刷离，内、外过滤箱的刷下物（动态膜残体）排出组件。经过反刷一段时间（约30～60分钟）后，当目测生产水收水管路出水与生物反应器上清液清澈情况一致时，说明微网已被清理干净、反刷过程可以结束。此时，关闭反刷动力系统、关闭排泥管路阀门、恢复生物反应器曝气并继续释放内过滤箱出水，直至出水浊度达标。此时说明动态膜的再生已恢复，可以进入正常产水阶段。上述实施反刷操作并更新动态膜一般可在4至8小时内完成。

本实施例的应用效果：

经采用国家污、废水环境监测技术标准进行检测，数据如下：

曝气生化池：HRT=6h，MLSS=6000mg/L，气水比≥15；膜组件浸入深度=50cm，单片组件面积=3.5，通量=45L/m²·h，出水SS未检出，浊度≤1NTU，粪大肠菌群20个/L，日处理量保持在45m³/天，产水率≥98%，连续运行130天，未发现波动。

实施例2

图4示出了一种三个刷盘单元结构的全刷型无反冲洗单网动态膜微网组件W2，其特征在于设有三个同轴并列固连的刷盘单元A，所述刷盘单元包括刚性不透水圆环围框1、在所述圆环围框1内转动的转动刷盘3、安装在圆环围框顶部内侧的传动齿轮2及固装转动刷盘的左右盘心夹板4a、4b；圆环围框是内侧设有环周限位豁口11并形成环周凹槽12的环形滑轨式排泥通道，所述转动刷盘3是由支撑骨架连接形成的圆形框架式开孔盘，在其双面沿盘半径对应均布设有多条过水通道，盘两面的边缘环周设有等距离分布的若干径向过泥凹槽32，紧挨过泥凹槽环绕盘外沿设置齿牙31，转动刷盘以其齿牙31和过泥凹槽32伸入所述环周限位豁口11内且其齿牙与所述传动齿轮啮合安装在圆环围框内，相邻刷盘单元间固定设置覆盖在转动刷盘盘面的微网73，所述微网的密度为150-200目。在各转动刷盘朝向所述微网的盘面上的过水通道中的2-3条对应均布设置条形毛刷36，所述左、右盘心夹板4a、4b对扣形成带环周夹板凹槽40且在其槽底设有环周限位导向槽41及多个径向孔道42的盘心导向夹板4，转动刷盘3以间隙配合插装在所述限位导向槽中，穿过各刷盘单元圆心部位同轴设置与所述盘心导向夹板4固定连接的内设收水腔52′的单端开口的中心出水管5′，所述微网73的内沿通过位于其两侧的盘心导向夹板固定、其外沿则由相邻圆环围框夹紧固定，从而形成由微网73包拢形成的过滤箱83，所述过滤箱通过盘心导向夹板的径向孔道42及在中心出水管5′上对应设置的过水孔51′与所述收水腔52′连通；在中心出水管5′两端设置夹紧定位各刷盘单元的左右盘心压盖板5a、5b；横穿各圆环围框顶部的环周凹槽设置与所述中心出水管平行的的传动轴21′，所述传动齿轮2套装其上，且传动轴连接外部驱动机构63；过滤箱83通过其内部转动刷盘上的过泥凹槽32与所述环周凹槽12连通，在三个固连的刷盘单元中的中央刷盘单元的圆环围框底部设有排泥口13。中央刷盘单元两侧的刷盘单元直接与生物反应器64连通。

所述转动刷盘的支撑骨架具有由设置所述等距离分布的若干径向过泥凹槽的环形边缘及将其均分成若干扇形框的半径边34构成的基盘35，各扇形框的半径边之间为垂直于基盘盘面均布设置的同心弧形篦板33，弧形篦板的两端沿分别以相同高度凸出所述基盘35的盘面并与基盘共同形成圆形框架式开孔盘；沿各扇形框的半径边形成过水通道，其中转动刷盘朝向微网73的盘面上的过水通道中的2-3条对应均布设置条形毛刷36，紧挨所述过泥凹槽环绕盘外沿设置齿牙31。

在上述并列固连的圆环围框外侧套装固定护套9′。

本实施例提供的三个刷盘单元结构的全刷型无反冲洗单网动态膜微网组件的工作原理、反刷过程、运行判断及优点均同于前述全刷型无反冲洗双网动态膜微网组件，不再赘述。主要不同在于其结构上采用了三个刷盘单元A、两层微网73，从而形成了全刷型无反冲洗单网动态膜微网组件，由于单网过滤，其出水中悬浮物指标要差于全刷型无反冲洗双网微网组件。但其结构简单经济，适用于对回用水中悬浮物含量要求不高的用户。

综上所述，本发明采用积木式组合结构，用不同数量刷盘单元进行组合，刷盘单元是由圆环围框、转动刷盘，传动齿轮，左、右盘心夹板等基本构件拼装成型且零部件基本上通用，所以成形模具的使用效率很高，拼装灵活、方便、高效，产品生产更为经济。采用这种积木式结构，对应不同应用环境，用户可以根据原水情况和出水要求以及经济上的考虑进行选择，在以上两种组合基础上还可以组成采用三个刷盘单元、两层内微网两层外微网的内网可以得到全部清除、外网只清除背水面附着物的内刷型无反冲洗双网微网组件或组成一个刷盘单元、两层微网的背水面可以得到全部清除的内刷型无反冲洗单网微网组件等。

以上所述，仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明的结构和形状作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种全刷型无反冲洗双网动态膜微网组件，其特征在于设有五个同轴并列固连的刷盘单元，所述刷盘单元包括刚性不透水圆环围框、在所述圆环围框内转动的转动刷盘、安装在圆环围框顶部内侧的传动齿轮及固装所述转动刷盘的左右盘心夹板；圆环围框是内侧设有环周限位豁口并形成环周凹槽的环形滑轨式排泥通道，所述转动刷盘是由支撑骨架连接形成的圆形框架式开孔盘，在其双面沿盘半径对应均布设有多条过水通道，盘两面的边缘环周设有等距离分布的若干径向过泥凹槽，紧挨过泥凹槽环绕盘外沿设置齿牙，转动刷盘以其齿牙和过泥凹槽伸入所述环周限位豁口内且其齿牙与所述传动齿轮啮合安装在圆环围框内，在五个并列刷盘单元中，由中央向两侧相邻刷盘单元间依次固定设置覆盖在转动刷盘盘面的内微网及外微网，在各转动刷盘朝向所述内微网及外微网的盘面上的过水通道中的2-3条对应均布设置条形毛刷，所述左右盘心夹板对扣形成带环周夹板凹槽且其槽底设有环周限位导向槽及多个径向孔道的盘心导向夹板，转动刷盘以间隙配合插装在所述限位导向槽中，穿过各刷盘单元圆心部位同轴设置与所述盘心导向夹板固定连接的内设收水腔的单端开口的中心出水管，所述内微网和外微网的中心孔孔沿分别通过位于其两侧的盘心导向夹板固定、其外沿则由相邻圆环围框夹紧固定，从而形成由内微网包拢形成的内过滤箱和包拢在所述内过滤箱外部由外微网形成的外过滤箱；所述内过滤箱通过对应的盘心导向夹板的径向孔道及在中心出水管上对应设置的过水孔与所述收水腔连通；在中心出水管两端设置夹紧定位各刷盘单元的盘心压盖板；横穿各圆环围框顶部的环周凹槽设置与所述中心出水管平行的的传动轴，所述传动齿轮套装其上，且传动轴连接外部驱动机构；内外过滤箱分别通过各自的转动刷盘上的过泥凹槽与所述圆环围框的环周凹槽连通，在内、外过滤箱内的圆环围框底部设有排泥口。

2.根据权利要求1所述的全刷型无反冲洗双网动态膜微网组件，其特征在于所述转动刷盘的支撑骨架具有由设置所述等距离分布的若干径向过泥凹槽的环形边缘及将其均分成若干扇形框的半径边构成的基盘，各扇形框的半径边之间为垂直于基盘盘面均布设置的同心弧形篦板，所述弧形篦板的两端沿分别以相同高度凸出所述基盘盘面并与基盘共同形成圆形框架式开孔盘；沿各扇形框的半径边形成过水通道，其中转动刷盘朝向所述内微网及外微网的盘面上的所述过水通道中的2-3条对应均布设置条形毛刷，紧挨所述过泥凹槽环绕盘外沿设置齿牙。

3.根据权利要求1或2所述的全刷型无反冲洗双网动态膜微网组件，其特征在于所述内微网的密度为300-400目；所述外微网的密度为150-200目。

4.根据权利要求3所述的全刷型无反冲洗双网动态膜微网组件，其特征在于在所述并列固连的圆环围框外侧套装固定护套。

5.一种全刷型无反冲洗单网动态膜微网组件，其特征在于设有三个同轴并列固连的刷盘单元，所述刷盘单元包括刚性不透水圆环围框、在所述圆环围框内转动的转动刷盘、安装在圆环围框顶部内侧的传动齿轮及固装转动刷盘的左右盘心夹板；圆环围框是内侧设有环周限位豁口并形成环周凹槽的环形滑轨式排泥通道，所述转动刷盘是由支撑骨架连接形成的圆形框架式开孔盘，在其双面沿盘半径对应均布设有多条过水通道，盘两面的边缘环周设有等距离分布的若干径向过泥凹槽，紧挨过泥凹槽环绕盘外沿设置齿牙，转动刷盘以其齿牙和过泥凹槽伸入所述环周限位豁口内且其齿牙与所述传动齿轮啮合安装在圆环围框内，相邻刷盘单元间固定设置覆盖在转动刷盘盘面的微网，在各转动刷盘朝向所述微网的盘面上的过水通道中的2-3条对应均布设置条形毛刷，所述左右盘心夹板对扣形成带环周夹板凹槽且其槽底设有环周限位导向槽及多个径向孔道的盘心导向夹板，转动刷盘以间隙配合插装在所述限位导向槽中，穿过各刷盘单元圆心部位同轴设置与所述盘心导向夹板固定连接的内设收水腔的单端开口的中心出水管，所述微网的内沿通过位于其两侧的盘心导向夹板固定、其外沿则由对应的相邻圆环围框夹紧固定，从而形成由微网包拢形成的过滤箱，所述过滤箱通过盘心导向夹板的径向孔道及在中心出水管上对应设置的过水孔与所述收水腔连通；在中心出水管两端设置夹紧定位各刷盘单元的盘心压盖板；横穿各圆环围框顶部的环周凹槽设置与所述中心出水管平行的的传动轴，所述传动齿轮套装其上，且传动轴连接外部驱动机构；过滤箱通过其内部转动刷盘上的过泥凹槽与所述环周凹槽连通，在三个固连的刷盘单元中的中央刷盘单元的圆环围框底部设有排泥口。

6.根据权利要求5所述的全刷型无反冲洗单网动态膜微网组件，其特征在于所述转动刷盘的支撑骨架具有由设置所述等距离分布的若干径向过泥凹槽的环形边缘及将其均分成若干扇形框的半径边构成的基盘，各扇形框的半径边之间为垂直于基盘盘面均布设置的同心弧形篦板，所述弧形篦板的两端沿分别以相同高度凸出所述基盘盘面并与基盘共同形成圆形框架式开孔盘；沿各扇形框的半径边形成过水通道，其中转动刷盘朝向所述微网的盘面上的所述过水通道中的2-3条对应均布设置条形毛刷，紧挨所述过泥凹槽环绕盘外沿设置齿牙。

7.根据权利要求5或6所述的全刷型无反冲洗单网动态膜微网组件，其特征在于所述微网的密度为150-200目。

8.根据权利要求7所述的全刷型无反冲洗单网动态膜微网组件，其特征在于在所述并列固连的圆环围框外侧套装固定护套。