CN105271510A - 一种新型高效膜生物反应器膜组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及膜分离技术领域，具体涉及一种新型高效膜生物反应器膜组件。组件包括进水口、循环回流口、上端盖、中空纤维膜丝、封堵头、膜组件外壳、下端盖进水口、下端盖进气口、下端盖、浇注树脂材料，发明具有以下优点：悬垂式膜丝设计，不易污堵，更易清洗，易维护；正压操作，膜通量大，处理水量大，占地小；外压式膜丝更耐污染；适宜更高活性污泥浓度，处理效率更高；运行能耗低；使用寿命长；价格低廉，投资省。

Description

一种新型高效膜生物反应器膜组件
技术领域
本发明涉及膜分离技术领域，具体涉及一种新型高效膜生物反应器膜组件。
背景技术
膜分离技术是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术，在最近20年的时间里取得了工业领域的迅速发展。近年来，随着国家环保政策的推行，与水处理相关的市场需求急速增长，膜技术的市场需求更是以每年近30％的速度递增，由此基于膜技术的膜生物反应器(MBR)市场不断扩大。然而，在大型膜生物反应器应用中，经常遇到膜污染、通量小、效率低、占地大、能耗高等难题，阻碍了膜技术在我国“十二五”期间的加快推广及应用。
膜生物反应器(MBR)是现代膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它主要由生物反应器和膜组件构成，利用膜分离设备将活性污泥和大分子有机物质有效截留，替代二沉池，节约了工程占地面积，具有处理效果好，运行成本低等优点。根据膜组件的设置位置，现有MBR分为内置式(也称为一体式、浸没式)和外置式两种。
内置式MBR是指将膜组件放置于生物反应池中，通过负压抽吸或虹吸得到过滤液，膜表面的污染由曝气产生的紊流来延缓。内置式MBR多采用外压式中空纤维膜或平板膜，由于是负压抽空操作模式，因此水透量很低；同时由于膜组件浸没于生化池，膜丝始终受气泡冲刷，因此断丝率较高继而导致产水水质变差。同时，内置式中空纤维MBR系统存在气液分布不均，中空纤维易被污泥粘连，清洗操作繁琐，难以就地清洗，中空纤维膜组件修补维护困难，中空纤维膜易被异物损坏等问题，从而造成膜的使用寿命降低。另外，为保持生物反应池内一定的溶解氧浓度及防止膜丝污堵，需不断给生物反应池曝气，因而能耗较高。
外置式MBR是指将膜组件与生物反应池分置，由水泵将混合液送至膜组件，过滤液作为出水，浓缩液循环回生物反应池，膜表面的污染由于循环混合液在膜表面的剪切作用而被大大延缓。现有外置式MBR采用内压式管式膜，采用正压操作模式，因此水透量可以较高；但为延缓膜丝内壁的污染，必须保持进水高流速和大回流比，因而能耗很高，同时由于管式膜组件的装填密度较低，因此膜组件的有效分离面积不大。
本发明的目的就是要解决上述的不足，提供一种高效新型的外置式膜生物反应器，并通过设定膜组件壳体的高径比、膜丝的长径比、膜组件的装填密度、优化膜丝的封装工艺、创新性设计组件，膜组件流道设计更合理，料液分布更均匀，内部无死角，膜过滤性能更加稳定，同时采用正压操作，使膜组件在高通量状态下运行，结合定时气水反冲洗的清洗方式，显著提高膜组件在外置膜生物反应器中的应用能力，并提高污染后的恢复性能。本发明可在采用较低能耗的情况下，维持较高的膜通量，同时有效延缓膜污染，实现外置式膜生物反应器系统膜组件的长期稳定运行。
为实现上述目的设计一种新型高效膜生物反应器膜组件，包括进水口(1)、循环回流口(2)、上端盖(3)、中空纤维膜丝(4)、封堵头(5)、膜组件外壳(6)、下端盖进水口(7)、下端盖进气口(8)、下端盖(9)、浇注树脂材料(10)，其特征在于：所述5根中空纤维膜丝(4)的上端通过浇注树脂材料(10)密封粘合在膜组件外壳(6)内部上端口，所述中空纤维膜丝(4)的下端自由垂落在膜组件外壳(6)的内部，形成悬垂式结构，所述中空纤维膜丝(4)的底端设有封堵头(5)。
所述的上端盖(3)为半球形，下端盖(9)为长方体。
所述的下端盖(9)上设有进气口(8)，所述下端盖(9)上设有一进水口(7)和进气口(8)，其中进水口在下端盖侧面，进气口在下端盖正下方。
所述的中空纤维膜丝是由纳米氧化硅改性后的聚丙烯材料制得。
所述的中空纤维膜丝低端由封堵头堵住。
本发明的有益效果是：悬垂式膜丝设计，不易污堵，更易清洗，易维护；正压操作，膜通量大，处理水量大，占地小；外压式膜丝更耐污染；适宜更高活性污泥浓度，处理效率更高；运行能耗低；使用寿命长；价格低廉，投资省。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
如图1所示，本发明包括进水口(1)、循环回流口(2)、上端盖(3)、中空纤维膜丝(4)、封堵头(5)、膜组件外壳(6)、下端盖进水口(7)、下端盖进气口(8)、下端盖(9)、浇注树脂材料(10)，其特征在于：所述5根中空纤维膜丝(4)的上端通过浇注树脂材料(10)密封粘合在膜组件外壳(6)内部上端口，所述中空纤维膜丝(4)的下端自由垂落在膜组件外壳(6)的内部，形成悬垂式结构，所述中空纤维膜丝(4)的底端设有封堵头(5)。
所述的上端盖(3)为半球形，下端盖(9)为长方体。
所述的下端盖(9)上设有进气口(8)，所述下端盖(9)上设有一进水口(7)和进气口(8)，其中进水口在下端盖侧面，进气口在下端盖正下方。
所述的中空纤维膜丝是由纳米氧化硅改性后的聚丙烯材料制得。
所述的中空纤维膜丝低端由封堵头堵住。
具体实施方式
一种新型高效膜生物反应器膜组件，包括进水口(1)、循环回流口(2)、上端盖(3)、中空纤维膜丝(4)、封堵头(5)、膜组件外壳(6)、下端盖进水口(7)、下端盖进气口(8)、下端盖(9)、浇注树脂材料(10)，其特征在于：所述5根中空纤维膜丝(4)的上端通过浇注树脂材料(10)密封粘合在膜组件外壳(6)内部上端口，所述中空纤维膜丝(4)的下端自由垂落在膜组件外壳(6)的内部，形成悬垂式结构，所述中空纤维膜丝(4)的底端设有封堵头(5)。上端盖(3)为半球形，下端盖(9)为长方体。下端盖(9)上设有进气口(8)，所述下端盖(9)上设有一进水口(7)和进气口(8)，其中进水口在下端盖侧面，进气口在下端盖正下方。中空纤维膜丝是由纳米氧化硅改性后的聚丙烯材料制得。中空纤维膜丝低端由封堵头堵住。
实例1
常州某印染厂印染废水的处理，处理量为1吨/时，原水化学需氧量COD在680至1700波动，经过本发明的膜组件处理后，产水COD仅为30至55，采用过滤15分钟，气水反洗40秒，定期反洗投加次氯酸钠杀菌的工艺，可有效控制膜系统运行稳定，运行压力仅为0.03MPa，该系统运行一个月，运行稳定。

Claims (5)

1.一种新型高效膜生物反应器膜组件，包括进水口(1)、循环回流口(2)、上端盖(3)、中空纤维膜丝(4)、封堵头(5)、膜组件外壳(6)、下端盖进水口(7)、下端盖进气口(8)、下端盖(9)、浇注树脂材料(10)，其特征在于：所述5根中空纤维膜丝(4)的上端通过浇注树脂材料(10)密封粘合在膜组件外壳(6)内部上端口，所述中空纤维膜丝(4)的下端自由垂落在膜组件外壳(6)的内部，形成悬垂式结构，所述中空纤维膜丝(4)的底端设有封堵头(5)。
2.根据权利要求1所述的一种新型高效膜生物反应器膜组件，其特征在于：所述的上端盖(3)为半球形，下端盖(9)为长方体。
3.根据权利要求1所述的一种新型高效膜生物反应器膜组件，其特征在于：所述的下端盖(9)上设有进气口(8)，所述下端盖(9)上设有一进水口(7)和进气口(8)，其中进水口在下端盖侧面，进气口在下端盖正下方。
4.根据权利要求1所述的一种新型高效膜生物反应器膜组件，其特征在于：所述的中空纤维膜丝是由纳米氧化硅改性后的聚丙烯材料制得。
5.根据权利要求1所述的一种新型高效膜生物反应器膜组件，其特征在于：所述的中空纤维膜丝低端由封堵头堵住。
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