CN105621602A - 一种絮体动态膜的弹性过滤结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种絮体动态膜的弹性过滤结构，包括基架以及设于所述基架之间的支撑体，所述支撑体包括并联的若干个支撑单元；其中：原材弹性丝以均匀、交错的方式形成网状结构，所述网状结构经套式加热定型后形成具有自支撑功能的支撑单元；所述支撑体的两端通过注胶密封的方式固定于所述基架。本发明的弹性过滤结构可以使得水处理过程中，污泥形成的絮体层附着于弹性自支撑结构，在曝气条件下，无预留抖动长度即可实现支撑体的长度发生变化，弹力势能引起的高频振动使得水处理工艺运行稳定且易恢复。

Description

一种絮体动态膜的弹性过滤结构
技术领域
本发明涉及水体净化及污废水处理技术领域，具体涉及一种絮体动态膜的弹性过滤结构。
背景技术
随着工业经济的快速发展和人们生活水平的提高，污水排放量呈上升趋势。在水资源危机日益明显的背景下，膜生物反应器(MembraneBiologicalReactor，简称MBR)技术因其出水水质优良、易于实现自动化、占地面积小等优点，被认为21世纪最有发展前景的污水处理和回用技术。但是，MBR技术在实际应用的过程中存在膜污染、成本较高、运行费用高等制约因素，不利于其深入广泛地进一步推广。
针对上述不足，关于水处理工艺的研究进程中，实用新型专利CN203043687U公开了一种用于污水处理的絮体自过滤结构，包括若干并联连接的自过滤单元，自过滤单元包括一支撑结构，支撑结构的外表面包裹有多孔过滤材料层，多孔过滤材料层的外侧有絮体层，支撑结构内有一水管连接至外部的虹吸出水管。即与浸没式超滤工艺结合替代传统的MBR技术。由于自过滤结构进行了泥水分离的预处理，降低了超滤膜污染，使得整个工艺的吨水运行成本仅占传统MBR处理成本的20～30％，且出水水质明显优于传统MBR出水水质。但是该絮体自过滤结构的过滤单元结构相对复杂，且有效过滤面积较低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种絮体动态膜的弹性过滤结构，旨在通过将浸没式超滤工艺与传统的MBR技术相结合，优化MBR技术。
本发明采用的技术方案具体为：
一种絮体动态膜的弹性过滤结构，包括基架以及设于所述基架之间的支撑体，所述支撑体包括并联的若干个支撑单元；其中：
原材弹性丝以均匀、交错的方式形成网状结构，所述网状结构经套式加热定型后形成具有自支撑功能的支撑单元；
所述支撑体的两端通过注胶密封的方式固定于所述基架。
在上述絮体动态膜的弹性过滤结构中，原材弹性丝通过编织机编织形成多孔网状结构，所述编织机的规格为8～128锭；或者原材弹性丝通过针织机针织的的方式形成多孔网状结构，所述针织机的规格为5～32针。
在上述絮体动态膜的弹性过滤结构中，所述编织或者针织时的张力为0～20cN。
在上述絮体动态膜的弹性过滤结构中，所述原材弹性丝的纤度为75～1100dtex，材质为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或者氨纶包覆纱。
在上述絮体动态膜的弹性过滤结构中，套式加热定型中的定型温度为80～230℃，定型套的内径与支撑单元的外径之差为0～10mm。
在上述絮体动态膜的弹性过滤结构中，所述支撑单元的目数为200～1000目；网孔的内接圆直径为0.6～5.0mm，壁厚为0.1～3.0mm，弹性伸长率为5～50％。
在上述絮体动态膜的弹性过滤结构中，所述支撑体是由多个支撑单元并联形成的帘式或者柱式结构。
在上述絮体动态膜的弹性过滤结构中，所述支撑单元的长度为500～2500mm。
本发明产生的有益效果是：
本发明的絮体动态膜的弹性过滤结构通过将弹力纱线以编织或者针织的方式形成制成多孔、具有自支撑能力和可伸缩性的管状支撑结构，结构简单，填充面积大；
将支撑体两端封胶，支撑体在组件中无张力绷直，即制成多孔过滤结构，在水体净化以及污废水处理过程中，污泥形成的絮体层附着于弹性自支撑结构，支撑体的伸缩性能帮助其在好氧池曝气状态下保持高频率振动，提高了水处理水平，而且污染速度慢，易清洗恢复，增加了使用寿命，降低了维护成本。
附图说明
当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明一种絮体动态膜的弹性过滤结构的支撑体表面结构示意图一(编织)；
图2为本发明一种絮体动态膜的弹性过滤结构的支撑体表面结构示意图二(针织)。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
一种絮体动态膜的弹性过滤结构，首先采用具有弹力的支撑体原材通过编织机编织(参照图1)或者圆筒针织机针织(参照图2)的方式形成可伸缩的多孔管状自支撑结构，自支撑结构再经过铜套加热定型即形成了支撑单元，多根支撑单元并联而成的支撑体的两端注胶密封后，即制成过滤结构。
支撑体在过滤结构中松弛绷直，由于支撑体为弹性材质，因此无需预留抖动长度(普通组件中的中空纤维膜均留有一定的抖动量)，在曝气条件下，随着支撑体的长度发生变化，其弹力势能会引起高频振动，运行稳定且易恢复。
过滤结构的具体参数选择如下：
支撑体原材选用纤度为75～1100dtex(优选为333～667dtex)的长丝纱线，纱线材料可以是PET(涤纶)、PBT或者氨纶包覆纱等，其中氨纶包覆纱中的涤包类氨纶包覆纱由于其弹性持久、化学稳定性良好的优点，在实际应用中性能最优；
编织机的规格选为8～128锭(优选为24～64锭)：低于8锭会使得支撑体的内径太小，导致水通道阻力大；高于128锭则会使得支撑体的自支撑力下降，导致易变形；或者基于与编织机的规格选锭系统的原理，将圆筒针织机的规格选为5～32针(优选为8～14针)；
同一原料纱线的张力越大，则纱线被拉长时越易产生纱线断头，使得制成的支撑单元的弹性越小，通过大量的数据研究和实际经验，长丝纱线在编织或者针织时的张力控制在0～20cN(优选为3～8cN)；
铜套加热定型中的定型温度为80～230℃，铜套内径与支撑单元的外径之差为0～10mm(优选为0.5～2.0mm)，铜套长度30～150mm(优选为60～90mm)，在此范围内依据材料种类适当调整；
支撑单元的结构参数包括：
表面为多孔结构的支撑体的目数(一英寸支撑体的编织孔或针织孔个数)为200～1000目(优选为400～600目)；这是因为：目数大于1000目时支撑体的伸缩性明显降低；而目数小于200目时，由于孔径较大，使得污泥难以在支撑体表面形成稳定的絮体层；
支撑体的网孔的内接圆直径为0.6～5.0mm(优选为1.0～2.0mm)；
壁厚为0.1～3.0mm(优选为0.3～0.5mm)，当壁厚小于0.1mm时，其支撑力不够，功能实现的可靠性难以保证；而当壁厚大于3.0mm时，由于絮体层增厚使得过滤阻力升高；
支撑体的弹性伸长率为5～50％(优选为10～20％)，弹性伸长率小于5％时，支撑体在好氧池曝气下的振动频率较低，而当弹性伸长率大于50％时，相邻的支撑单元之间的振动干扰较大；
过滤结构之间的支撑体是由多个支撑单元并联形成的帘式或者柱式结构。
置于注胶密封端之间的各支撑单元的长度为500～2500mm(优选为1000～1800mm)；这是因为：长度小于500mm时振幅小因此振动频率过高，不利于形成稳定的絮体层，而长度大于2500mm时则对自流液面的要求较高，影响其曝气效果。
基于上述技术限定，实际中采用具体的参数制得的支撑体的实施例1～7如下表1中所示。
将上述过滤结构置于好氧池中，好氧池浓度为1.2g/L，COD为460mg/L，曝气强度为30m3/m2*h，开启自吸泵，设置初始阶段出水通量为400L/m2*h，出水0.2min后，接取水样观测出水水质水量见表2。关闭自吸泵，依靠水位差完成自过滤。自吸泵短暂开启可使动态膜快速形成。
将絮体动态膜与浸没式超滤膜工艺结合，选用实施例四中的支撑单元，将弹性过滤结构置于好氧池中，设定好氧池浓度为1.0g/L，COD为400mg/L，曝气强度为25m3/m2*h，开启自吸泵，设置初始阶段出水通量为500LMH，出水0.2min后，关闭自吸泵，依靠水位差完成自过滤。超滤膜的运行通量为36L/m2*h，超滤运行周期为45min，其中连续抽吸44min，气水反冲洗1min。连续运行一年后，浸没式超滤膜的运行压力稳定在8～12kPa。
以上结合附图对本发明的实施例进行了详细地说明，此处的附图是用来提供对本发明的进一步理解。显然，以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何对本领域的技术人员来说是可轻易想到的、实质上没有脱离本发明的变化或替换，也均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种絮体动态膜的弹性过滤结构，其特征在于，包括基架以及设于所述基架之间的支撑体，所述支撑体包括并联的若干个支撑单元；其中：
原材弹性丝以均匀、交错的方式形成网状结构，所述网状结构经套式加热定型后形成具有自支撑功能的支撑单元；
所述支撑体的两端通过注胶密封的方式固定于所述基架。
2.根据权利要求1所述的絮体动态膜的弹性过滤结构，其特征在于，原材弹性丝通过编织机编织形成多孔网状结构，所述编织机的规格为8～128锭；或者原材弹性丝通过针织机针织的的方式形成多孔网状结构，所述针织机的规格为5～32针。
3.根据权利要求2所述的絮体动态膜的弹性过滤结构，其特征在于，所述编织或者针织时的张力为0～20cN。
4.根据权利要求1所述的絮体动态膜的弹性过滤结构，其特征在于，所述原材弹性丝的纤度为75～1100dtex，材质为聚对苯二甲酸乙二酯PET、聚对苯二甲酸丁二酯PBT或者氨纶包覆纱。
5.根据权利要求1所述的絮体动态膜的弹性过滤结构，其特征在于，套式加热定型中的定型温度为80～230℃，定型套的内径与支撑单元的外径之差为0～10mm。
6.根据权利要求1所述的絮体动态膜的弹性过滤结构，其特征在于，所述支撑单元的目数为200～1000目，网孔的内接圆直径为0.6～5.0mm，壁厚为0.1～3.0mm，弹性伸长率为5～50％。
7.根据权利要求1所述的絮体动态膜的弹性过滤结构，其特征在于，所述支撑体是由多个支撑单元并联形成的帘式或者柱式结构。
8.根据权利要求1所述的絮体动态膜的弹性过滤结构，其特征在于，所述支撑单元的长度为500～2500mm。
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