CN105776513B - 一种加强膜污染控制的膜生物反应器及其运行方法 - Google Patents

一种加强膜污染控制的膜生物反应器及其运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种加强膜污染控制的膜生物反应器及其运行方法,属于环保设备领域。其包括反应器壁(1)、膜元件(2)、收集管(3)、集水管(4)、真空表(5)、抽吸泵(6)、清洁组件、空气压缩机(15)、曝气管(16)、曝气头(17)、进水管(18)和排泥管(19);针对现有膜污染控制技术操作复杂、难以在线清洗、使用化学药剂可能产生二次污染的问题,本发明设计一套自动化机械传动装置,利用装置末端安装的清洁构件,对平板膜表面的污染层进行周期性清理,以达到原位控制膜污染、增加系统产水能力和反冲洗周期、提高膜生物反应器处理效率的目的。

Description

一种加强膜污染控制的膜生物反应器及其运行方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域,涉及了一种加强膜污染控制的膜生物反应器及其运行方法,具体地说是一种原位控制平板膜表面污染层污染的膜生物反应器及其运行方法。
背景技术
膜生物反应器(MembraneBioreactor,MBR)技术是将膜技术和生物处理技术结合的新型污水处理技术。其以膜组件取代传统的二沉池,对生物处理后的混合物进行有效分析截留,从而达到泥水分离的目的。膜生物反应器拥有占地面积小、处理效果好、剩余污泥量少等优势,但与此同时也存在着膜污染控制难、膜组件清洗繁琐等问题。传统的膜污染控制方法有采用适当的操作条件、对膜组件进行反冲洗、使用化学药剂清洗等方法。这些传统方法存在着能耗大、损耗膜元件、需将膜组件取出清洗、可能产生二次污染等问题。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有膜污染控制技术操作复杂、难以在线清洗、使用化学药剂可能产生二次污染的问题,本发明提供了一种加强膜污染控制的膜生物反应器及其运行方法,设计一套自动化机械传动装置,利用装置末端安装的清洁构件,对平板膜表面的污染层进行周期性清理,以达到原位控制膜污染、增加系统产水能力和反冲洗周期、提高膜生物反应器处理效率的目的。
2.技术方案
本发明利用机械传动装置末端安装的清洁构件对膜生物反应器中的平板膜进行原位清洁,清洁构件中安装的清洁头可以有效去除膜表面因长时间运行而累积的污染层,降低膜生物反应器的跨膜压差,增加膜通量。
一种加强膜污染控制的膜生物反应器,包括反应器壁、膜元件、收集管、集水管、真空表、抽吸泵、清洁组件、空气压缩机、曝气管、曝气头、进水管和排泥管;所述清洁组件包括不锈钢框架、不锈钢吊臂、传动轴、电动机、可编程逻辑控制器、不锈钢连接管、万向接头、清洁构件、空气压缩机,其中不锈钢框架的底部与反应器壁上部相连;不锈钢吊臂的上端固定在不锈钢框架的顶端,不锈钢吊臂的下端以吊环的方式与传动轴连接;传动轴一端连接电动机,传动轴另一端固定于不锈钢框架上,可绕轴线自由旋转;电动机与可编程逻辑控制器相连接;不锈钢连接管的上端与传动轴上凸出部分的顶端相连,不锈钢连接管的下端通过万向接头与清洁构件相连。
其中膜元件、收集管、集水管、真空表、抽吸泵依次相连设置于反应器内;清洁构件在两片膜元件中间;其中曝气管、曝气头和排泥管位于反应器壁的底部,空气压缩机与曝气管相连接,曝气头设置于曝气管上,进水管位于反应器壁的上部。
传动轴为不锈钢材料的实心管,主体形状采用凹凸交替的结构。
万向接头由一对相对方位为90°的不锈钢铰链组成。
清洁构件呈“日”字状,由上下清洁构件骨架和清洁头组成,利用固定螺栓将清洁头安装在两侧的清洁构件骨架中间,清洁头伸出清洁构件骨架外边缘1-1.5cm;清洁头材料为PVA胶棉、PU胶棉或吸水纤维纱布。
清洁组件的数量为两套,清洁组件运行时两台电动机同时开启,带动两个传动轴绕轴线方向自转,自转方向相反。
一种加强膜污染控制的膜生物反应器运行方法,其通过加强膜污染控制的膜生物反应器运行,其中可编程逻辑控制器控制膜生物反应器上方的两套清洁组件的运行,清洁组件运行时两台电动机同时开启,带动两个传动轴绕轴线方向自转,自转方向相反;传动轴凸出部分的旋转带动了不锈钢连接管的上下运动,两根不锈钢连接管通过万向接头的连接保证了清洁构件在两片膜元件中间的上下运动;清洁构件两侧安装的清洁头在上下反复运动的过程中擦除掉膜元件表面的污染层,残留在清洁头上的污染层通过曝气冲刷过程被去除;可编程逻辑控制器设定为开关交替的模式。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下有益效果:
(1)通过清洁组件的启动-停止过程由可编程逻辑控制器控制,可根据污染情况调节清洁周期和单次清洁时间,操控简便,节能环保。
(2)清洁构件上的清洁头可以对平板膜表面的污染层进行原位擦除,清洁效率高,并且避免了传统膜生物反应器进行清洗时因停机而导致的处理能力下降问题。
(3)清洁头由柔性材料制备而成,因此其表面擦除过程对膜结构没有负面影响,增长了膜材料的使用寿命。
(4)清洁头因清理膜表面而粘附的污染物不需要取出进行异位处理,其在曝气作用下逐渐被冲刷离开清洁头,实现了清洁头的原位再生。
附图说明
图1为本发明的一种加强膜污染控制的膜生物反应器的结构示意图(图中标注:1-反应器壁;2-膜元件;3-收集管;4-集水管;5-真空表;6-抽吸泵;7-不锈钢框架;8-不锈钢吊臂;9-传动轴;10-电动机;11-可编程逻辑控制器;12-不锈钢连接管;13-万向接头;14-清洁构件; 15-空气压缩机;16-曝气管;17-曝气头;18-进水管;19-排泥管)。
图2为本发明中单套清洁组件的结构示意图(图中标注:9-传动轴;12-不锈钢连接管;13-万向接头;20-清洁头;21-清洁构件骨架;22-固定螺栓;23-不锈钢吊环)。
图3为本发明中清洁构件的结构示意图(图中标注:13-万向接头;20-清洁头;21-清洁构件骨架;22-固定螺栓)。
图4为本发明中清洁组件的运行方式示意图(图中标注:2-膜元件;9-传动轴;12-不锈钢连接管;13-万向接头;23-不锈钢吊环)。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容,下面结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
如图1所示,一种加强膜污染控制的膜生物反应器,包括反应器壁1、膜元件2、收集管3、集水管4、真空表5、抽吸泵6、清洁组件、空气压缩机15、曝气管16、曝气头17、进水管18和排泥管19;所述清洁组件包括不锈钢框架7、不锈钢吊臂8、传动轴9、电动机10、可编程逻辑控制器11、不锈钢连接管12、万向接头13、清洁构件14、空气压缩机15,其中不锈钢框架7的底部与反应器壁1上部相连;不锈钢吊臂8的上端固定在不锈钢框架7的顶端,不锈钢吊臂8的下端以吊环的方式与传动轴9连接;传动轴9一端连接电动机10,传动轴9另一端固定于不锈钢框架7上,可绕轴线自由旋转;电动机10与可编程逻辑控制器11相连接;不锈钢连接管12的上端与传动轴9上凸出部分的顶端相连,不锈钢连接管12的下端通过万向接头13与清洁构件14相连。
其中膜元件2、收集管3、集水管4、真空表5、抽吸泵6依次相连设置于反应器内;清洁构件14在两片膜元件2中间;其中曝气管16、曝气头17和排泥管19位于反应器壁1的底部,空气压缩机15与曝气管16相连接,曝气头17设置于曝气管16上,进水管18位于反应器壁1的上部。
传动轴9为不锈钢材料的实心管,主体形状采用凹凸交替的结构;传动轴9凸出部分通过不锈钢吊环23与不锈钢连接管12上端链接,使得传动轴9的旋转带动了不锈钢连接管12的上下运动。
万向接头13由一对相对方位为90°的不锈钢铰链组成。
如图2图3所示,清洁构件14呈“日”字状,由上下清洁构件骨架21和清洁头20组成,利用固定螺栓22将清洁头20安装在两侧的清洁构件骨架21中间,清洁头20伸出清洁构件骨架21外边缘1-1.5cm;清洁头20材料为PVA胶棉。
本实施例清洁组件的数量为两套,清洁组件运行时两台电动机10同时开启,带动两个传 动轴9绕轴线方向自转,自转方向相反。
本实施例中加强膜污染控制的膜生物反应器运行方式如图4所示,可编程逻辑控制器11设定为“8分钟-开:2分钟-关”,10分钟为一个工作周期的模式。可编程逻辑控制器11处于“开”状态时,膜生物反应器上方的两套清洁组件同时开始运行,即两台电动机10同时开启,分别带动两个传动轴9绕轴线方向自转,自转方向相反,自转周期30秒/转。传动轴9凸出部分的旋转带动了不锈钢连接管12的上下运动,两根不锈钢连接管12通过万向接头13的连接保证了清洁构件14在两片膜元件2中间的上下运动,传动轴9转动一圈清洁构件14上下运动一次。清洁构件14两侧安装的清洁头20在上下反复运动的过程中擦除掉膜元件2表面的污染层,减缓了膜污染对膜生物反应器产水能力的影响。残留在清洁头20上的污染层通过曝气冲刷过程逐渐被去除。
实施例2
加强膜污染控制的膜生物反应器结构同实施例1,不同在于清洁头20材料为PU胶棉。
实施例3
加强膜污染控制的膜生物反应器结构同实施例1,不同在于清洁头20材料为吸水纤维纱布。

Claims (9)

1.一种加强膜污染控制的膜生物反应器,包括反应器壁(1)、膜元件(2)、收集管(3)、集水管(4)、真空表(5)、抽吸泵(6)、清洁组件、空气压缩机(15)、曝气管(16)、曝气头(17)、进水管(18)和排泥管(19);所述清洁组件包括不锈钢框架(7)、不锈钢吊臂(8)、传动轴(9)、电动机(10)、可编程逻辑控制器(11)、不锈钢连接管(12)、万向接头(13)、清洁构件(14)、空气压缩机(15),其中不锈钢框架(7)的底部与反应器壁(1)上部相连;不锈钢吊臂(8)的上端固定在不锈钢框架(7)的顶端,不锈钢吊臂(8)的下端以吊环的方式与传动轴(9)连接;传动轴(9)一端连接电动机(10),传动轴(9)另一端固定于不锈钢框架(7)上,可绕轴线自由旋转;电动机(10)与可编程逻辑控制器(11)相连接;不锈钢连接管(12)的上端与传动轴(9)上凸出部分的顶端相连,不锈钢连接管(12)的下端通过万向接头(13)与清洁构件(14)相连;所述清洁组件的数量为两套,清洁组件运行时两台电动机(10)同时开启,带动两个传动轴(9)绕轴线方向自转,自转方向相反,清洁构件(14)在两片膜元件(2)中间,传动轴(9)凸出部分的旋转带动了不锈钢连接管(12)的上下运动,两根不锈钢连接管(12)通过万向接头(13)的连接保证了清洁构件(14)在两片膜元件(2)中间的上下运动;清洁构件(14)两侧安装的清洁头(20)在上下反复运动的过程中擦除掉膜元件(2)表面的污染层。
2.根据权利要求1所述的一种加强膜污染控制的膜生物反应器,其特征在于,所述其中膜元件(2)、收集管(3)、集水管(4)、真空表(5)、抽吸泵(6)依次相连设置于反应器内。
3.根据权利要求1所述的一种加强膜污染控制的膜生物反应器,其特征在于,所述其中曝气管(16)、曝气头(17)和排泥管(19)位于反应器壁(1)的底部,空气压缩机(15)与曝气管(16)相连接,曝气头(17)设置于曝气管(16)上,进水管(18)位于反应器壁(1)的上部。
4.根据权利要求1所述的一种加强膜污染控制的膜生物反应器,其特征在于,所述的传动轴(9)为不锈钢材料的实心管,主体形状采用凹凸交替的结构。
5.根据权利要求1所述的一种加强膜污染控制的膜生物反应器,其特征在于,所述的万向接头(13)由一对相对方位为90°的不锈钢铰链组成。
6.根据权利要求1所述的一种加强膜污染控制的膜生物反应器,其特征在于,所述的清洁构件(14)呈“日”字状,由上下清洁构件骨架(21)和清洁头(20)组成,利用固定螺栓(22)将清洁头(20)安装在两侧的清洁构件骨架(21)中间,清洁头(20)伸出清洁构件骨架(21)外边缘1-1.5cm。
7.根据权利要求6所述的一种加强膜污染控制的膜生物反应器,其特征在于,所述的清洁头(20)材料为PVA胶棉、PU胶棉或吸水纤维纱布。
8.一种加强膜污染控制的膜生物反应器运行方法,其由权利要求1所述的膜生物反应器组成,其中可编程逻辑控制器(11)控制膜生物反应器上方的两套清洁组件的运行,清洁组件运行时两台电动机(10)同时开启,带动两个传动轴(9)绕轴线方向自转,自转方向相反;传动轴(9)凸出部分的旋转带动了不锈钢连接管(12)的上下运动,两根不锈钢连接管(12)通过万向接头(13)的连接保证了清洁构件(14)在两片膜元件(2)中间的上下运动;清洁构件(14)两侧安装的清洁头(20)在上下反复运动的过程中擦除掉膜元件(2)表面的污染层,残留在清洁头(20)上的污染层通过曝气冲刷过程被去除。
9.根据权利要求8所述的一种加强膜污染控制的膜生物反应器运行方法,其特征在于,所述的可编程逻辑控制器(11)设定为开关交替的模式。
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