CN107129040A - 一种延长序批式膜生物反应器膜使用寿命的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种延长序批式膜生物反应器膜使用寿命的方法及装置，将原反应器搅拌系统的转动能量直接传递给膜组件，利用原有电机使膜组件产生间歇式旋转，从而减缓微生物对膜表面产生的污染，同时保持反应器内泥水混合均匀；包括密封固定旋转套、真空表、固定旋转套、传动盘、传动条带，膜组件上部的抽水管上设有密封固定旋转套；密封固定旋转套下方的抽水管上固定有传动盘，传动盘与电机通过传动条带连接，密封固定旋转套上方的抽水管上设有真空表，膜组件底部通过固定旋转套与反应器底部连接。优点是：通过电机带动膜组件顺时针和逆时针交替间歇运行，消除微生物在膜组件表面的附着，减小了膜污染，减少了清洗频率，提高了生产效率。

Description

一种延长序批式膜生物反应器膜使用寿命的方法及装置

技术领域

本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种延长序批式膜生物反应器膜使用寿命的方法及装置。

背景技术

在工业水处理技术领域，传统类型的污水处理与回用设施的建设需大量占地；处理废水的过程中会产生多种二次污染物；在净化污水的过程中因气味、剩余污泥、噪音以及耗用能源所造成的污染问题十分严重。因此，膜生物反应器作为一种新型高效污水生物处理技术在国内外受到广泛的关注，并且随着膜技术的不断发展成熟，该技术已将在实际工程中得到广泛应用。而序批式膜生物反应器能够在单一反应器内部实现硝化和反硝化，更加成为研究的热点。

在废水处理中，膜的渗透通量都会逐渐降低，其主要原因就是膜的污染，因此膜污染是影响膜生物反应器推广应用的主要因素之一。造成膜污染的机理大致有以下几个：形成滤饼层、形成沉淀、形成凝胶层、吸附污染和阻塞污染。广义的膜污染不仅包括由于不可逆的吸附、堵塞引起的污染(不可逆污染)，而且包括由于可逆的浓差极化导致凝胶层的形成(可逆污染)，二者共同造成运行过程中膜通量的衰减。

然而序批式膜生物反应器在工作时，分为好氧时段和缺氧时段。在好氧时段由于曝气的存在，气泡能够对膜表面产生剪切作用，能够减少膜的污染；但是在缺氧时段工作时，膜组件几乎处于静止不动的状态，此时最为容易产生微生物对膜表面的附着，而产生膜污染。如何减小膜污染，延长膜的有效操作时间，减少清洗频率，提高生产能力和效率，是研究的重点方向。

专利CN101259378B，废油的震动膜微过滤，公开了一种从废油转化为再生油的方法，过滤时不仅需要给微滤膜提供额外的震动动力系统，而且需要额外的过滤压力，动力消耗很大。同时，该专利没有公开具体的装置结构。

专利CN 200988799Y，一种吸附再生与分体式震动膜生物反应器，虽然能够减少以无纺布为膜材质的膜生物反应器的膜污染问题，但是存在三方面的不足，一是改变了一体式膜生物反应的运行为分体式膜生物反应器运行方式，增加了设备投资及占地面积，二是需要为膜生物反应器提供额外的震动动力系统，消耗较高的动力费用，三是此装置结构复杂，不易操作，运行管理和维护的工作量较大。

专利CN 1476924A，振动床膜分离器，为原有的不同形式的膜分离系统额外增设了一套振动系统，使得原有膜分离系统处于振动状态。虽然能够用于高浓度物质的分离，但是增加了额外的传动装置和动力消耗，投资成本较大。

专利CN 201276438Y，智能型超声波震动膜生物反应污水处理及中水回用装置，采用高频超声波来降低膜生物反应器的膜污染问题，虽然能够起到减缓膜污染的作用，但是需要增设超声发生器和超声振版等装置，工艺的投资和运行成本较高。

专利CN201411390Y，振动式膜生物反应器，为原有的膜生物反应器装置提供了一套振动装置，当膜出水压差大于设定值时，启动振动装置，通过振动减少膜污染，以此延长反洗间隔。虽然节省了膜化学清洗的药剂费用，但是增加了设备投资费用和运行费用。

专利CN 101805043A，振动式膜过滤装置及运用该装置的工业废水处理方法，该专利采用振动式膜过滤处理工业废水，取得了一定效果，但是存在两方面的不足，一是需要为膜生物反应器提供额外的震动动力系统，消耗较高的动力费用，二是此装置结构复杂，不易操作，运行管理和维护的工作量较大。

专利CN202415243U，采用机械振动除垢的MBR膜组器，是采用机械振动的方式来给膜生物反应器除垢的装置，但是该装置的连接方式较为复杂，不易于设备的维护和保养，同时需要提供额外的振动配套系统，增加了运行成本。

专利CN103007759A，超声震动型卷式超滤膜组器及其超滤装置，在超滤膜壳的端头及外部水平和垂直的方向安装超声波振子，强化对膜通量的提高和膜污染的减缓。但是需要配套超声波系统，增加了设备投资和运行管理成本。

专利CN 201632138U，振动式膜过滤装置，需要为膜过滤系统提供额外的振动动力系统，增设底板、配重、弹性主轴和偏心块等设备，操作程序繁琐，工艺投资和运行成本较高。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种简洁、高效延长序批式膜生物反应器膜使用寿命的方法及装置，可减缓序批式膜生物反应器在缺氧时段所产生的膜污染，延长膜的有效操作时间，减少清洗频率，提高生产能力和效率。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种延长序批式膜生物反应器膜使用寿命的方法，将原反应器搅拌系统的转动能量直接传递给膜组件，利用原有电机使膜组件产生间歇式旋转，从而减缓微生物对膜表面产生的污染，同时保持反应器内泥水混合均匀，具体步骤为：

1)膜组件通过密封固定旋转套确保抽水时膜组件内部真空，同时在固定旋转套的配合下满足膜组件的自由旋转；由电机带动膜组件旋转，当电机工作时，带动膜组件的旋转，转数为20-100r/min，旋转方向为顺时针和逆时针交替间歇进行，交替间歇时间为5-25s，每次旋转时间为2-4min；

2)当真空表读数达到21kPa时，对膜组件进行清洗。

一种延长序批式膜生物反应器膜使用寿命的装置，包括膜组件、抽水管、电机，膜组件上连接有抽水管，还包括密封固定旋转套、真空表、固定旋转套、传动盘、传动条带，膜组件上部的抽水管上设有密封固定旋转套，保持抽水管的密封性，使密封固定旋转套下方的抽水管随膜组件转动，而密封固定旋转套上方的抽水管不发生转动；密封固定旋转套下方的抽水管上固定有传动盘，传动盘与电机通过传动条带连接，密封固定旋转套上方的抽水管上设有真空表，膜组件底部通过固定旋转套与反应器底部连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

不需要增添额外的传动系统，充分利用原有系统中的能量，操作简单，节省投资和运行成本。通过电机带动膜组件顺时针和逆时针交替间歇运行，消除微生物在膜组件表面的附着，减小了膜污染，进而延长了膜的有效操作时间，减少了清洗频率，提高了生产能力和效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-反应器 2-膜组件 3-传动盘 4-密封固定旋转套 5-真空表 6-抽水出口7-传动条带 8-电机 9-固定旋转套。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

见图1，一种延长序批式膜生物反应器1膜使用寿命的方法，将反应器1搅拌系统的转动能量直接传递给膜组件2，使膜组件2产生间歇式旋转，从而减缓微生物对膜表面产生的污染，同时保持反应器1内泥水混合均匀，具体步骤为：

1)膜组件2通过密封固定旋转套4确保抽水时膜组件2内部真空，同时在固定旋转套9的配合下满足膜组件2的自由旋转；由电机8带动膜组件2旋转，当电机8工作时，带动膜组件2的旋转，转数为20-100r/min，旋转方向为顺时针和逆时针交替间歇进行，交替间歇时间为5-25s，每次旋转时间为2-4min；

2)当真空表5读数达到21kPa时，对膜组件2进行清洗。

一种延长序批式膜生物反应器1膜使用寿命的装置，包括膜组件2、抽水管，膜组件2上连接有抽水管，还包括密封固定旋转套4、真空表5、固定旋转套9、传动盘3、电机8、传动条带7，膜组件2上部的抽水管上设有密封固定旋转套4，使密封固定旋转套4下方的抽水管随膜组件2转动，密封固定旋转套4下方的抽水管上固定有传动盘3，传动盘3与电机8通过传动条带7连接，密封固定旋转套4上方的抽水管上设有真空表5，膜组件2底部通过固定旋转套9与反应器1连接。密封固定旋转套4和固定旋转套9的主要部件为密封轴承。

实施例1：

膜组件2的上端安装密封固定旋转套4、下端安装固定旋转套9，利用密封固定旋转套4实现下半部的抽水管随膜组件2旋转，上半部的抽水管固定。该结构使膜组件2在抽水时，保持内部真空状态，同时膜组件2可自由旋转；固定旋转套9在反应器底部固定，能够满足膜组件2的自由旋转；其传动盘3通过传动条带7与电机8连接，电机8带动膜组件2旋转，膜组件2的转数与电机8的转数相同。

当电机8工作时，传动条带7带动膜组件2产生旋转，转数为20r/min，顺时针和逆时针旋转交替间歇进行，间歇时间为5s，旋转时间为2min，从而实现减缓膜污染、增加使用寿命的目的。当真空表5读数达到21kPa时，膜组件2需要进行清洗。

实施例2：

其装置结构与实施例1相同。当电机8工作时，传动条带7带动膜组件2产生旋转，转数为40r/min，顺时针和逆时针旋转交替间歇进行，间歇时间为10s，旋转时间为2.5min，从而实现减缓膜污染、增加使用寿命的目的。当真空表5读数达到21kPa时，膜组件2需要进行清洗。

实施例3：

其装置结构与实施例1相同。当电机8工作时，传动条带7带动膜组件2产生旋转，转数为60r/min，顺时针和逆时针旋转交替间歇进行，间歇时间为15s，旋转时间为3min，从而实现减缓膜污染、增加使用寿命的目的。当真空表5读数达到21kPa时，膜组件2需要进行清洗。

实施例4

其装置结构与实施例1相同。当电机8工作时，传动条带7带动膜组件2产生旋转，转数为80r/min，顺时针和逆时针旋转交替间歇进行，间歇时间为20s，旋转时间为3.5min，从而实现减缓膜污染、增加使用寿命的目的。当真空表5读数达到21kPa时，膜组件2需要进行清洗。

实施例5

其装置结构与实施例1相同。当电机8工作时，传动条带7带动膜组件2产生旋转，转数为100r/min，顺时针和逆时针旋转交替间歇进行，间歇时间为25s，旋转时间为4min，从而实现减缓膜污染、增加使用寿命的目的。当真空表5读数达到21kPa时，膜组件2需要进行清洗。

上述实施例的结果及对比情况如表1所示，结果表明当序批式膜组件在缺氧过程处于旋转时，能够有效减缓膜表面的微生物污染，延长使用周期。

表1各实施例的实验结果及对比

Claims (2)

1.一种延长序批式膜生物反应器膜使用寿命的方法，其特征在于，将原反应器搅拌系统的转动能量直接传递给膜组件，利用原有电机使膜组件产生间歇式旋转，从而减缓微生物对膜表面产生的污染，同时保持反应器内泥水混合均匀，具体步骤为：

1)膜组件通过密封固定旋转套确保抽水时膜组件内部真空，同时在固定旋转套的配合下满足膜组件的自由旋转；由电机带动膜组件旋转，当电机工作时，带动膜组件的旋转，转数为20-100r/min，旋转方向为顺时针和逆时针交替间歇进行，交替间歇时间为5-25s，每次旋转时间为2-4min；

2)当真空表读数达到21kPa时，对膜组件进行清洗。

2.实现权利要求1所述方法的一种延长序批式膜生物反应器膜使用寿命的装置，包括膜组件、抽水管、电机，膜组件上连接有抽水管，其特征在于，还包括密封固定旋转套、真空表、固定旋转套、传动盘、传动条带，膜组件上部的抽水管上设有密封固定旋转套，保持抽水管的密封性，使密封固定旋转套下方的抽水管随膜组件转动，而密封固定旋转套上方的抽水管不发生转动；密封固定旋转套下方的抽水管上固定有传动盘，传动盘与电机通过传动条带连接，密封固定旋转套上方的抽水管上设有真空表，膜组件底部通过固定旋转套与反应器底部连接。