CN110194525B - 一种具有提高通水量的mbr膜内衬管 - Google Patents

一种具有提高通水量的mbr膜内衬管 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有提高通水量的MBR膜内衬管，包括底座，所述底座的上端固定连接有两个支撑板，两个所述支撑板均使用轴承转动连接有外接管，位于左端的所述外接管的一侧设有驱动机构，两个所述外接管相互靠近的一端外壁共同固定套接有内衬管，所述内衬管的外侧设有外管，所述内衬管与外管相互靠近的一侧且两端边沿处共同密封固定连接有封闭环板，所述内衬管、外管和封闭环板之间共同形成处理空间，所述处理空间的左侧上端连通有进料管。本发明内衬管内废水的流通速度加快，相较传统技术中的内衬管单位通水量大大提高，而且在圆周转动产生的离心力作用下以及搅拌叶的搅拌作用，大大加快有机废物处理效率。

Description

一种具有提高通水量的MBR膜内衬管
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种具有提高通水量的MBR膜内衬管。
背景技术
在污水处理，水资源再利用领域，MBR又称膜生物反应器，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。按照膜的结构可分为平板膜、管状膜和中空纤维膜等，按膜孔径可划分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。
膜--生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。通常提到的膜--生物反应器实际上是三类反应器的总称：①曝气膜--生物反应器(AMBR)；②萃取膜--生物反应器(EMBR)；③固液分离型膜--生物反应器(MBR)。
其中萃取膜--生物反应器，又称为EMBR。因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在，某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理；当废水中含挥发性有毒物质时，若采用传统的好氧生物处理过程，污染物容易随曝气气流挥发，发生气提现象，不仅处理效果很不稳定，还会造成大气污染。
为了解决这些技术难题，英国学者Livingston研究开发了EMBR。废水与活性污泥被膜隔开来，废水在膜内流动，而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动，废水与微生物不直接接触，有机污染物可以通过选择性透过膜被另一侧的微生物降解。由于萃取膜两侧的生物反应器单元和废水循环单元是各自独立，各单元水流相互影响不大，生物反应器中营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响，使水处理效果稳定。系统的运行条件如HRT和SRT可分别控制在最优的范围，维持最大的污染物降解速率。
但此种方式又存在以下缺点：在处理过程中，通常采用加压方式将废水持续经内衬管流通，有机污染物通过MBR膜外侧被微生物处理，但内衬管单位截面积流通的废水较少，有机污染物的通过MBR膜的效率较低，处理效率较低。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中提出的问题，而提出的一种具有提高通水量的MBR膜内衬管。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种具有提高通水量的MBR膜内衬管，包括底座，所述底座的上端固定连接有两个支撑板，两个所述支撑板均使用轴承转动连接有外接管，位于左端的所述外接管的一侧设有驱动机构，两个所述外接管相互靠近的一端外壁共同固定套接有内衬管，所述内衬管的外侧设有外管，所述内衬管与外管相互靠近的一侧且两端边沿处共同密封固定连接有封闭环板，所述内衬管、外管和封闭环板之间共同形成处理空间，所述处理空间的左侧上端连通有进料管，所述处理空间的右侧下端连通有出料管，所述处理空间内对称设有两个连接混合搅拌机构，所述内衬管的内壁从左至右连通有一级稳速段、一级加速段、二级稳速段、二级加速段和三级稳速段，所述内衬管的外周壁均匀开设有多个锥形通孔，所述内衬管的外周壁且在非锥形通孔的位置上通过粘接层粘接有MBR膜。
优选的，所述驱动机构包括与外接管过盈配合的从动齿轮，所述从动齿轮啮合有主动齿轮，所述主动齿轮靠近支撑板的一侧固定连接有伺服电机一，且伺服电机一贯穿固定安装在支撑板上。
优选的，所述连接混合搅拌机构包括多个与内衬管转动连接的转轴，所述转轴的中部外壁对称固定连接有搅拌叶，所述转轴远离内衬管的一端贯穿外管并延伸至外部，且转轴与内衬管的连接处作密封处理，所述外管的其中一端固定连接有伺服电机二，所述伺服电机二与多个转轴通过同步带传动。
优选的，所述锥形通孔的宽面位于内衬管的内侧，窄面位于内衬管的外侧。
优选的，所述一级加速段与二级加速段均采用圆台结构，所述一级加速段与二级加速段的宽面在左、窄面在右。
优选的，所述进料管与出料管内均安装有电磁阀。
与现有的技术相比，本具有提高通水量的MBR膜内衬管的优点在于：
1、在驱动机构的作用下，将力矩传递给一体成型的多个组件，使其进行圆周转动，圆周转动产生的离心力以及锥形通孔的设计都大大增加了有机废物通过MBR膜进入处理空间处理的效率，提高废水的处理效率；
2、根据流体力学，管道内的流体速度与管径大小成正比，上述一级稳速段、一级加速段、二级稳速段、二级加速段和三级稳速段在管径不断减小的趋势下，废物的流速也不断增大，提高废水在内衬管的流通速度，提高单位截面积废水的流通速度，提高废水处理量；
3、在连接混合搅拌机构的作用下，使得多个转轴以及与转轴固定连接的搅拌叶进行转动，对活性污泥进行搅拌操作，增加微生物与有机废物接触几率，混合均匀且处理效果高；
4、由于伺服电机一与伺服电机具有参数可调的特性，因此可以改变废水在内衬管离心力的大小，避免对MBR膜产生过大压力，因其破损的情况。
综上所述，本发明内衬管内废水的流通速度加快，相较传统技术中的内衬管单位通水量大大提高，而且在圆周转动产生的离心力作用下以及搅拌叶的搅拌作用，大大加快有机废物处理效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种具有提高通水量的MBR膜内衬管的结构示意图；
图2为本发明提出的一种具有提高通水量的MBR膜内衬管部分的结构透视图；
图3为本发明图2中A-A向的剖视图；
图4为本发明图2中A部分放大的结构示意图。
图中：1底座、2支撑板、3外管、4外接管、5从动齿轮、6主动齿轮、7内衬管、8锥形通孔、9粘接层、10MBR膜、11处理空间、12转轴、13搅拌叶、14封闭环板、15伺服电机二、16同步带、17一级稳速段、18一级加速段、19二级稳速段、20二级加速段、21三级稳速段、22进料管、23出料管、24伺服电机一。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-4，一种具有提高通水量的MBR膜内衬管，包括底座1，底座1的上端固定连接有两个支撑板2，两个支撑板2均使用轴承转动连接有外接管4，位于左端的外接管4的一侧设有驱动机构，两个外接管4相互靠近的一端外壁共同固定套接有内衬管7，内衬管7的外侧设有外管3，内衬管7与外管3相互靠近的一侧且两端边沿处共同密封固定连接有封闭环板14，内衬管7、外管3和封闭环板14之间共同形成处理空间11，处理空间11的左侧上端连通有进料管22，处理空间11的右侧下端连通有出料管23，处理空间11内对称设有两个连接混合搅拌机构，内衬管7的内壁从左至右连通有一级稳速段17、一级加速段18、二级稳速段19、二级加速段20和三级稳速段21，内衬管7的外周壁均匀开设有多个锥形通孔8，内衬管7的外周壁且在非锥形通孔8的位置上通过粘接层9粘接有MBR膜10，此处的MBR膜10即为背景技术中提出的萃取膜。
本发明中，驱动机构包括与外接管4过盈配合的从动齿轮5，从动齿轮5啮合有主动齿轮6，主动齿轮6靠近支撑板2的一侧固定连接有伺服电机一24，且伺服电机一24贯穿固定安装在支撑板2上，伺服电机一24通过相互啮合的主动齿轮6与从动齿轮5将转矩传递给外接管4。
本发明中，连接混合搅拌机构包括多个与内衬管7转动连接的转轴12，转轴12的中部外壁对称固定连接有搅拌叶13，转轴12远离内衬管7的一端贯穿外管3并延伸至外部，且转轴12与内衬管7的连接处作密封处理，外管3的其中一端固定连接有伺服电机二15，伺服电机二15与多个转轴12通过同步带16传动，伺服电机二15通过同步带16带动多个转轴12快速转动，当然还可以采用其他类型的传动方式，例如，链传动，齿轮传动。
本发明中，上述伺服电机一24与伺服电机二15均采用VM7-M13G-1R520-A3型号伺服电机，上述伺服电机一24与伺服电机二15均与220V市电电连接。
本发明中，锥形通孔8的宽面位于内衬管7的内侧，窄面位于内衬管7的外侧，提高有机废物的流通速度。
本发明中，一级加速段18与二级加速段20均采用圆台结构，一级加速段18与二级加速段20的宽面在左、窄面在右。
本发明中，进料管22与出料管23内均安装有电磁阀。
本发明中，在对污水进行处理之前，两个外接管4分别与进水装置和后续处理装置进行密封性转动连接，打开进料管22上的电磁阀，并将适量活性污泥导入处理空间，导入完成后关闭电磁阀，废水依次通过左侧的外接管4、内衬管7和右侧的外接管4流出；
在此过程中，分别通过伺服电机一24、伺服电机二15适配的伺服驱动器分别设定伺服电机一24、伺服电机二15的转速、功率等等基本参数，由于伺服电机一24与伺服电机二15具有参数可调的特性，因此可以改变废水在内衬管7离心力的大小，避免对MBR膜10产生过大压力，因其破损的情况，伺服电机一24带动主动齿轮6转动，而后主动齿轮6啮合带动从动齿轮5转动，从动齿轮5通过外接管4、内衬管7、封闭环板14和外管3同步转动，在转动过程中，废水在离心力的作用下使得有机废物通过锥形通孔8，渗透MBR膜10进入处理空间11内被微生物降解处理，与此同时，伺服电机二15通过多个同步带16带动多个转轴12进行转动，多个转轴12带动搅拌叶13快速转动，从而对活性淤泥进行搅拌混合，增加有机废物与位置不同的微生物接触几率，提高混合程度与处理效率，并且在圆周转动的作用下，也进一步提高了混合效率。
需要说明的是：根据流体力学，管道内的流体速度与管径大小成正比，上述锥形通孔8的设置可提高有机废物流通速度，而上述一级稳速段17、一级加速段18、二级稳速段19、二级加速段20和三级稳速段21在管径不断减小的趋势下，废物的流速也不断增大，提高废水在内衬管7的流通速度，提高单位截面积废水的流通速度，提高废水处理量。
本发明具有以下优点：
1、在驱动机构的作用下，将力矩传递给一体成型的多个组件，使其进行圆周转动，圆周转动产生的离心力以及锥形通孔7的设计都大大增加了有机废物通过MBR膜10进入处理空间11处理的效率，提高废水的处理效率；
2、根据流体力学，管道内的流体速度与管径大小成正比，上述一级稳速段17、一级加速段18、二级稳速段19、二级加速段20和三级稳速段21在管径不断减小的趋势下，废物的流速也不断增大，提高废水在内衬管7的流通速度，提高单位截面积废水的流通速度，提高废水处理量；
3、在连接混合搅拌机构的作用下，使得多个转轴12以及与转轴12固定连接的搅拌叶13进行转动，对活性污泥进行搅拌操作，增加微生物与有机废物接触几率，混合均匀且处理效果高；
4、由于伺服电机一24与伺服电机二15具有参数可调的特性，因此可以改变废水在内衬管7离心力的大小，避免对MBR膜10产生过大压力，因其破损的情况。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“罩盖”、“嵌装”、“连接”、“固定”、“分布”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有提高通水量的MBR膜内衬管，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的上端固定连接有两个支撑板(2)，两个所述支撑板(2)均使用轴承转动连接有外接管(4)，位于左端的所述外接管(4)的一侧设有驱动机构，两个所述外接管(4)相互靠近的一端外壁共同固定套接有内衬管(7)，所述内衬管(7)的外侧设有外管(3)，所述内衬管(7)与外管(3)相互靠近的一侧且两端边沿处共同密封固定连接有封闭环板(14)，所述内衬管(7)、外管(3)和封闭环板(14)之间共同形成处理空间(11)，所述处理空间(11)的左侧上端连通有进料管(22)，所述处理空间(11)的右侧下端连通有出料管(23)，所述处理空间(11)内对称设有两个连接混合搅拌机构，所述内衬管(7)的内壁从左至右连通有一级稳速段(17)、一级加速段(18)、二级稳速段(19)、二级加速段(20)和三级稳速段(21)，所述内衬管(7)的外周壁均匀开设有多个锥形通孔(8)，所述内衬管(7)的外周壁且在锥形通孔(8)的位置上通过粘接层(9)粘接有MBR膜(10)。
2.根据权利要求1所述的一种具有提高通水量的MBR膜内衬管，其特征在于，所述驱动机构包括与外接管(4)过盈配合的从动齿轮(5)，所述从动齿轮(5)啮合有主动齿轮(6)，所述主动齿轮(6)靠近支撑板(2)的一侧固定连接有伺服电机一(24)，且伺服电机一(24)贯穿固定安装在支撑板(2)上。
3.根据权利要求1所述的一种具有提高通水量的MBR膜内衬管，其特征在于，所述连接混合搅拌机构包括多个与内衬管(7)转动连接的转轴(12)，所述转轴(12)的中部外壁对称固定连接有搅拌叶(13)，所述转轴(12)远离内衬管(7)的一端贯穿外管(3)并延伸至外部，且转轴(12)与内衬管(7)的连接处作密封处理，所述外管(3)的其中一端固定连接有伺服电机二(15)，所述伺服电机二(15)与多个转轴(12)通过同步带(16)传动。
4.根据权利要求1所述的一种具有提高通水量的MBR膜内衬管，其特征在于，所述锥形通孔(8)的宽面位于内衬管(7)的内侧，窄面位于内衬管(7)的外侧。
5.根据权利要求1所述的一种具有提高通水量的MBR膜内衬管，其特征在于，所述一级加速段(18)与二级加速段(20)均采用圆台结构，所述一级加速段(18)与二级加速段(20)的宽面在左、窄面在右。
6.根据权利要求1所述的一种具有提高通水量的MBR膜内衬管，其特征在于，所述进料管(22)与出料管(23)内均安装有电磁阀。
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