CN105884016A - 一种浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器的制备方法 - Google Patents

一种浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器(MBR)的制备方法。管式膜水平方向按正方形错列排方式排列，膜的二端分别与出水及反洗操作相连接。膜组件浸没于生物反应池中，曝气装置安装于MBR装置低部，以压缩空气曝气。气液混合流体的流动方向垂直于圆柱形膜表面，对膜面污染层产生显著的抑制作用。通过反向清洗过程清除膜面污染物，以保持较高的膜通量。

Description

一种浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器的制备方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，尤其涉及一种浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器。
背景技术
膜生物反应器(MBR)是一种将生物处理过程与膜分离过程有机结合的一种水处理技术，比传统生物处理技术具有显著的优势，已经在污水处理领域发挥了重要作用。MBR发展的关键技术之一在于如何弱化膜污染。最早开发的帘式中空纤维MBR技术是基于污泥浓度、污染物特性、曝气量、膜特性和产水量等因素之间的动态平衡形成的一种处理过程。帘式中空纤维MBR由于存在断丝、纤维缠绕及清洗困难等操作性问题，人们又开发出平板式MBR。平板MBR有效地改进了中空纤维MBR存在的操作性问题，曝气的气泡在二板面间形成的通道内规则运动，发挥了气泡上升过程中对流体的搅动作用，从而改善了气泡在中空纤维MBR组件中的分布严重不均匀性，形成比中空纤维MBR更优的动态平衡处理过程，膜通量得到提高，组件清洗周期得到延长。但平板MBR膜组件的制造成本也因此而大幅提高，且气泡上升过程中的过于规则，未能显著弱化膜面污染层的发展。
这些膜组件自身的特点决定了控制措施有限、膜组件无法实施反向清洗等能够有效控制膜面污染的技术，只能以低膜通量的运行方式维持低通量运行系统的动态平衡。
管式MBR组件的制备也有报道，但该技术类似于平板MBR组件的制备原理，管膜竖直排布，气液流体在沿管膜表面由下向上浮升，但不能实施反洗操作。膜面污染也是基于曝气气泡竖直方向的流量和产水真空度及外部因素等控制，低通量运行系统的动态平衡未有明显改善。
发明内容
针对以上问题，本发明提供浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器(MBR)的制备方法，管式膜水平方向按正方形错列排布方式排列，膜的二端分别与出水及反洗操作相连接。膜组件浸没于生物反应池中，曝气装置安装于MBR装置低部，以压缩空气曝气。气液混合流体的流动方向垂直于圆柱形膜表面，沿着膜表面形成流动边界层，上升气液流对低层管膜产生边界层，形成漩涡，增加了流体的搅动；气液流在其相邻二管间上升，遇到上层管膜垂直阻挡，对其产生形体边界层，该搅动性流体又对相邻管膜产生作用，如此交互作用，加上曝气产生的气泡垂直流动于圆柱形膜面时产生脱离液体流动轨迹的浮升作用、气泡上升过程中泡的长大与破灭等对流动的搅动作用，对膜面污染层的抑制作用较为显著，均有助于膜面污染的弱化，膜平衡通量的提高。
基于膜面污染的程度，定时采用反向清洗的方式，可以有效地除去膜面污染物，恢复膜通量，保持MBR在较高通量下运行。
一种浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器的制备方法，其特征在于：所述管式膜内径4mm～12mm，膜管以水平方向按照正方形错列方式排列，正方形边长为6～30mm(相邻二膜管中心距)。
一种浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器的制备方法，其特征在于：以正方形错列排列的膜管的二端所连接的箱式集水器，箱式集水器与管膜相连断面用高分子封装材料将管膜封装，封装于箱式集水器内的膜管的二端面是开端的。箱式集水器设有1～5个接管与出水总管或反洗水总管相连接，所述接管可以位于箱式集水器上端、下端、前端及后端之一处或多处。箱式集水器内腔厚度为5～100mm。
所述高分子封装材料可以是环氧树脂、聚氨酯树脂。
一种浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器的制备方法，其特征在于：所述膜管是用无纺布卷制为圆管支撑体，在圆管支撑体内表面、外表面或在内外表面涂布高分子膜材料，膜材料可以是聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚砜或聚醚砜中的一种。
一种浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器的制备方法，其特征在于：在管式MBR的下部设有曝气装置，气液混合流体垂直流过膜管。
一种浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器的制造方法，其特征在于：产水以真空方式抽吸，真空度为0.098～0.005MPa。反向清洗的方式是产水0.1～24h，将反洗液水加压通过箱式集水器分布到膜管，由内向外冲洗，将膜管表面的污染物清除。所述反洗液可以是清水、透过液中的一种或几种。
所述反洗压力是0.01～0.8MPa。
附图说明
图1浸没式管式膜生物反应器结构图
图2正方形错列排布的管式膜
具体实施方式
实施例1
由内径为8mm、长度为1200mm的400支内外均涂聚偏氟乙烯膜管，有效膜面积为12m2，按正方形错列排布，边长为12mm，用环氧树脂为封装材料，箱式集水器内腔厚度为40mm，左边箱式集水器接管与产水泵入口连接，右边箱式集水器接管与反洗泵连接，反洗用产水，在其下部设有压缩空气曝气管。将上述管式MBR装置放置于生活污水处理池，污水进水COD为4000mg/L，水温26℃，曝气强度为22∶1(气水比)，水泵抽吸真空度为25kpa，按产水80min、以60kpa压力用产水进行反洗60s的操作方式运行。平均产水量28L/m2.h，产水COD为36mg/L，产水浊度：0.98NTU，SS为0.8mg/L。
实施例2
由内径为8mm、长度为1200mm的400支内外均涂聚偏氟乙烯膜管，有效膜面积为12m2，按正方形错列排布，边长为12mm，用环氧树脂为封装材料，箱式集水器内腔厚度为40mm，左边箱式集水器接管与产水泵入口连接，右边箱式集水器接管与反洗泵连接，反洗用产水，在其下部设有压缩空气曝气管。将上述管式MBR装置放置于生活污水处理池，污水进水COD为4000mg/L，水温26℃，曝气强度为26∶1(气水比)，水泵抽吸真空度为30kpa，按产水60min、以80kpa压力用产水进行反洗50s的操作方式运行。平均产水量30.3L/m2.h，产水COD为38mg/L，产水浊度：1.11NTU，SS为0.9mg/L。
实施例3
由内径为6mm、长度为1200mm的400支内外均涂聚偏氟乙烯膜管，有效膜面积为9m2，按正方形错列排布，边长为10mm，用环氧树脂为封装材料，箱式集水器内腔厚度为40mm，左边箱式集水器接管与产水泵入口连接，右边箱式集水器接管与反洗泵连接，反洗用产水，在其下部设有压缩空气曝气管。将上述管式MBR装置放置于生活污水处理池，污水进水COD为4000mg/L，水温26℃，曝气强度为28∶1(气水比)，水泵抽吸真空度为30kpa，按产水60min、以80kpa压力用产水进行反洗50s的操作方式运行。平均产水量27.2L/m2.h，产水COD为36g/L，产水浊度：1.0NTU，SS为0.9mg/L。

Claims (5)

1.一种浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器的制备方法，其特征在于：所述管式膜内径4mm～12mm，膜管以水平方向按照正方形错列方式排列，正方形边长为6～30mm(相邻二膜管中心距)。
2.一种浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器的制备方法，其特征在于：以正方形错列排列的膜管的二端所连接的箱式集水器，箱式集水器与管膜相连断面用高分子封装材料将管膜封装，封装于箱式集水器内的膜管的二端面是开端的；箱式集水器设有1～5个接管与出水总管或反洗液总管相连接，所述接管可以位于箱式集水器上端、下端、前端及后端之一处或多处。箱式集水器内腔厚度为5～200mm；所述高分子封装材料可以是环氧树脂、聚氨酯树脂中的一种或二种。
3.一种浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器的制备方法，其特征在于：所述膜管是用无纺布卷制为圆管支撑体，在圆管支撑体内表面、外表面或在内外表面涂布高分子膜材料，膜材料可以是聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚砜或聚醚砜中的一种。
4.一种浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器的制备方法，其特征在于：在管式MBR的下部设有曝气装置，气液混合流体垂直流过膜管。
5.一种浸没式正方形错列排布管式膜生物反应器的制造方法，其特征在于：产水过程运行0.1～24h后，关闭产水过程，切换到反向清洗过程，将反洗液加压输送到箱式集水器再分布到膜管，由膜管内向外冲洗，将膜管表面的污染物清除。所述产水过程是以真空方式抽吸，真空度为0.098～0.005Mpa；所述反洗液可以是清水、透过液、杀菌剂溶液、阻垢剂和除垢剂中的一种或几种，反洗压力为0.01～0.6MPa。
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