CN105692873A - 一种膜生物反应器的在线清洗装置与方法 - Google Patents

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吴冰
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Abstract

本发明涉及一种膜生物反应器的在线清洗装置及方法，该装置包括U型膜刷清洗单元:包括U型膜刷(7)，该U型膜刷(7)夹设在待清洗膜组件上，并与膜组件表面接触；活动单元：包括滑竿(5)和滑块(6)，所述的滑块(6)设置在滑竿(5)上，所述的U型膜刷(7)链接滑块(6)；动力单元:包括微电脑电机控制器(1)、电机(2)、滑轮(3)和索链(4)，所述的微电脑电机控制器(1)连接电机(2)，所述的电机(2)通过滑轮(3)和索链(4)连接滑块(6)。与现有技术相比，本发明具有能有效地及时清除膜表面的污染，使膜生物反应器的通量维持在较高的水平，延长膜组件的清洗周期，降低膜生物反应器的运行成本等优点。

Description

一种膜生物反应器的在线清洗装置与方法
技术领域
本发明涉及一种污水膜处理领域，尤其是涉及一种膜组件在线清洗的方法和装置。
背景技术
膜生物反应器(MBR，MenbraneBioreactor)是用超滤膜代替二沉池进行污泥固液分离的污水处理装置，以其出水水质好、占地面积小、剩余污泥量低、耐冲击负荷以及便于控制等优点，在世界范围内得到了逐步的推广和应用。然而，膜污染问题始终是影响膜技术广泛应用的主要障碍。膜污染是指膜生物反应器混合液中的微粒、胶体粒子或溶质大分子在膜表面或膜孔内吸附、沉积以及微生物在膜水界面的积累，造成膜孔径减小或堵塞，使膜通量与分离特性大幅度降低的现象。膜污染的存在导致MBR通量的下降，增加了曝气能耗、膜组件清洗和更换的频率，进而增加投资和运行费用。而对于已产生污染的膜组件，通常采用物理清洗如水力冲洗、机械清洗、超声波清洗等或化学清洗方式来恢复膜通量。操作方法上又可分为在线清洗和离线清洗两种。离线清洗需停止MBR运行，将膜组件从反应器中取出进行清洗，操作复杂，化学清洗还需消耗药剂，增加生产成本，降低生产效率，大量的清洗废水容易造成二次污染。然而，迄今为止尚缺乏理想的在线清洗方法和装置。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种以有效地及时清除膜表面的污染，使膜生物反应器的通量维持在较高的水平，延长膜组件的清洗周期，降低膜生物反应器的运行成本的膜生物反应器的在线清洗装置与方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种膜生物反应器的在线清洗装置，其特征在于，该装置包括：
U型膜刷清洗单元：包括U型膜刷，该U型膜刷夹设在待清洗膜组件上，并与膜组件表面接触；
活动单元：包括滑竿和滑块，所述的滑块设置在滑竿上，并可沿滑竿上下移动，所述的U型膜刷链接滑块；
动力单元：包括微电脑电机控制器、电机、滑轮和索链，所述的微电脑电机控制器连接电机，所述的电机通过滑轮和索链连接滑块。
所述的U型膜刷包括水平相对设置且相对距离可调的两长臂刷，两长臂刷底部相连，并连接到滑块上，待清洗膜组件置于两长臂刷之间。
所述的两长臂刷的内侧设置有刷拭层，刷拭层是刷毛、海绵和织物层的一种。
所述的两长臂刷的底部相连，并在相连接的部位设有调节两长臂刷之间距离的定位螺母。
所述的U型膜刷的顶部为开口状或闭合状。
所述的U型膜刷可设置多个，不同U型膜刷的刷拭层材料不同。U型膜刷的臂宽可根据膜组件大小设置，也可在一组膜组件上设置多个U型膜刷。根据膜污染情况和不同膜组件清洗的需要，通过调节两膜刷臂距离，使两臂膜刷既能很好贴合到膜组件表面，又不至于损坏膜组件；还可以根据不同需要改换刷拭层，可采用刷毛、海绵或织物层。
所述的滑竿上设有供滑块上下运动的滑槽。
所述的待清洗膜组件为平板膜或中空纤维帘式膜组件。
一种采用所述的装置进行膜生物反应器在线清洗的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：微电脑电机控制器控制电机驱动索链拉动滑块在滑竿的滑槽内上下运动，带动固定在滑块上的U型膜刷沿待清洗膜组件表面上下运动，完成对待清洗膜组件表面的清洗。
所述的U型膜刷的上下运动由微电脑电机控制器控制电机的转动方向来实现。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明适用于各种膜生物反应器中的各种膜组件，包括各种厌氧、好氧膜生物反应器和动态膜生物反应器，装置简单，操作方便。
(2)U型膜刷保证了膜组件在清洗过程中两侧受力平衡，有利用污染物的去除和保护膜组件不至于受太大外力而损坏。
(3)根据不同的膜组件和清洗要求，U型膜刷的刷拭层可选用不同的材料，和膜组件表面贴合度可调节，既保证了清洗效果，又不至于磨损膜表面。
(4)多个不同刷拭层U型膜刷的使用，可实现膜组件表面的深度清洗，有效控制膜面各种污染，延长膜组件运行周期。
(5)结构简单，安装方便，容易维护，结合微电脑控制器的使用，可实现操作的自动化控制。
附图说明
图1为本发明的膜生物反应器在线清洗原理示意图；
图2为U型膜刷的结构示意图；
图中：微电脑电机控制器1，电机2，滑轮3，索链4，滑竿5，滑块6，U型膜刷7，待清洗膜组件8，膜生物反应器9。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1～2所示，一种膜生物反应器的在线清洗装置，该装置包括
U型膜刷清洗单元：包括U型膜刷7，该U型膜刷7夹设在待清洗膜组件上，并与膜组件表面接触；所述的U型膜刷7包括水平相对设置且相对距离可调的两长臂刷，两长臂刷底部相连形成U型形状，并连接到滑块6上，两长臂刷的臂宽可根据待清洗膜组件8大小设置，也可在一组膜组件上设置多个U型膜刷。待清洗膜组件8置于两长臂刷之间。所述的两长臂刷的内侧设置有刷拭层，可以根据不同需要改换刷拭层，可采用刷毛、海绵或织物层。所述的两长臂刷的底部相连，并在相连接的部位设有调节两长臂刷之间距离的定位螺母。顶部为开口状或闭合状。根据膜污染情况和不同膜组件清洗的需要，通过调节两膜刷臂距离，使两臂膜刷既能很好贴合到膜组件表面，又不至于损坏膜组件；
活动单元：包括滑竿5和滑块6，所述的滑块6设置在滑竿5上，并可沿滑竿5上下移动，所述的U型膜刷7链接滑块6；所述的滑竿5上设有供滑块6上下运动的滑槽。
动力单元：包括微电脑电机控制器1、电机2、滑轮3和索链4，所述的微电脑电机控制器1连接电机2，所述的电机2通过滑轮3和索链4连接滑块6。
所述的待清洗膜组件为平板膜或中空纤维帘式膜组件。
使用时，微电脑电机控制器1控制电机2驱动索链4拉动滑块6在滑竿5的滑槽内上下运动，带动固定在滑块6上的U型膜刷7沿待清洗膜组件表面上下运动，完成对待清洗膜组件表面的清洗。所述的U型膜刷的上下运动由微电脑电机控制器1控制电机2的转动方向来实现。
采用上述装置进行污水处理后在线清洗实例如下：
实施例1：采用好氧、厌氧-缺氧膜生物反应器处理城市生活污水，膜组件为聚偏氟乙烯PVDF材料的平板膜。稳定运行35天后达到运行终点。污水进水COD为371±67.2mg/L，平均出水COD22.5±5.3mg/L，平均去除率93.9％，膜组件通量由7.8L/m2·h下降到3.2L/m2·h，压力由5kPa上升到25kPa，U型膜刷刷拭层采用硬性刷毛，在线清洗后，膜通量恢复率可达66％。
实施例2：本实施例与实施例1不同之处是U型膜刷刷拭层采用海绵，在线清洗后，膜通量恢复率可达61％。
实施例3：采用好氧膜生物反应器处理城市生活污水。稳定运行30天后达到运行终点。污水进水COD为371±67.2mg/L，平均出水COD18.5±5.3mg/L，平均去除率94.8％，膜组件通量由7.8L/m2·h下降到3.1L/m2·h，压力由5kPa上升到24kPa，U型膜刷刷拭层采用刚性刷毛，在线清洗后，膜通量恢复率可达74％。
实施例4：采用厌氧膜生物反应器处理城市垃圾渗滤液。膜组件为聚偏氟乙烯PVDF材料的平板膜。渗滤液进水COD为8546±542mg/L，稳定运行5天后，膜组件压力由5.5kPa上升到23kPa。U型膜刷刷拭层采用硬性刷毛，在线清洗后，膜通量恢复率可达75％。
实施例5：采用好氧、厌氧-缺氧膜生物反应器处理城市生活污水，膜组件为聚偏氟乙烯编织管增强中空纤维帘式膜组件。污水进水COD为298±56.6mg/L，平均去除率94.3％，运行25天后，膜组件通量由9L/m2·h，下降到3.4L/m2·h，压力由6kPa上升到28kPa，U型膜刷刷拭层采用柔性刷毛，采用在线清洗后，膜通量恢复率可达74％。
实施例6：本实施例与实施例5不同之处是U型膜刷数量为2个，U型膜刷的两个长臂刷一端连接另一端为开口状，采用在线清洗后，膜通量恢复率可达79％。
实施例7：本实施例与实施例5不同之处是U型膜刷数量为2个，U型膜刷的两个长臂刷一端连接另一端为闭合状，数量为5个，在线清洗后，膜通量恢复率可达85％。

Claims (10)

1.一种膜生物反应器的在线清洗装置，其特征在于，该装置包括
U型膜刷清洗单元：包括U型膜刷(7)，该U型膜刷(7)夹设在待清洗膜组件上，并与膜组件表面接触；
活动单元：包括滑竿(5)和滑块(6)，所述的滑块(6)设置在滑竿(5)上，并可沿滑竿(5)上下移动，所述的U型膜刷(7)链接滑块(6)；
动力单元：包括微电脑电机控制器(1)、电机(2)、滑轮(3)和索链(4)，所述的微电脑电机控制器(1)连接电机(2)，所述的电机(2)通过滑轮(3)和索链(4)连接滑块(6)。
2.根据权利要求1所述的膜生物反应器的在线清洗装置，其特征在于，所述的U型膜刷(7)包括水平相对设置且相对距离可调的两长臂刷，两长臂刷底部相连，并连接到滑块(6)上，待清洗膜组件置于两长臂刷之间。
3.根据权利要求2所述的膜生物反应器的在线清洗装置，其特征在于，所述的两长臂刷的内侧设置有刷拭层，刷拭层是刷毛、海绵和织物层的一种。
4.根据权利要求2所述的膜生物反应器的在线清洗装置，其特征在于，所述的两长臂刷的底部相连，并在相连接的部位设有调节两长臂刷之间距离的定位螺母。
5.根据权利要求1所述的膜生物反应器的在线清洗装置，其特征在于，所述的U型膜刷(7)的顶部为开口状或闭合状。
6.根据权利要求1所述的膜生物反应器的在线清洗装置，其特征在于，所述的U型膜刷(7)可设置多个，不同U型膜刷(7)的刷拭层材料不同。
7.根据权利要求1所述的膜生物反应器的在线清洗装置，其特征在于，所述的滑竿(5)上设有供滑块(6)上下运动的滑槽。
8.根据权利要求1所述的膜生物反应器的在线清洗装置，其特征在于，所述的待清洗膜组件为平板膜或中空纤维帘式膜组件。
9.一种采用如权利要求1所述的装置进行膜生物反应器在线清洗的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：微电脑电机控制器(1)控制电机(2)驱动索链(4)拉动滑块(6)在滑竿(5)的滑槽内上下运动，带动固定在滑块(6)上的U型膜刷(7)沿待清洗膜组件表面上下运动，完成对待清洗膜组件表面的清洗。
10.根据权利要求9所述的膜生物反应器的在线清洗方法，其特征在于，所述的U型膜刷的上下运动由微电脑电机控制器(1)控制电机(2)的转动方向来实现。
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