CN110467255A - 一种膜生物反应器的试验设备及其实验方法 - Google Patents

一种膜生物反应器的试验设备及其实验方法 Download PDF

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陈�光
张敏
郑泽军
金辉乐
王舜
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    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

本发明公开了一种膜生物反应的试验设备及其实验方法，其技术方案要点是包括至少一个的膜池、自吸增压泵以及供氧系统，自吸增压泵和膜池之间设置有连管、接管以及负压管，所述连管和接管依次设置于膜池的相对两侧，所述负压管设置于连管和接管的任意一端，所述连管处设置有第一控制阀，所述接管处设置有第二控制阀，所述负压管处设置有第三控制阀，所述第一控制阀和第二控制阀以及第三控制阀分别用于控制连管、接管以及负压管，该实验设备能够检测不同等级膜孔径水处理平板膜的性能。

Description

一种膜生物反应器的试验设备及其实验方法
技术领域
本发明涉及一种膜生物反应的试验设备及其实验方法。
背景技术
膜生物反应器工艺是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术，他利用膜分离设备将生化反应池中的活性泥污和大分子有机物质截流住，省掉二沉池。活性泥污浓度因此大大提高，水里同流时间和泥污停留时间可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此膜生物反应器工艺通过膜分离膜分离技术大大强化了生物反应器的功能，与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高，抗负荷冲击能力强，出水水质稳定，占地面积小，排泥周期长，易实现自动控制等优点，是目前最有前途的废水处理新技术之一，但现有技术中的膜处理设备以大多只能检测膜孔较大的超滤膜，对于孔径小于超滤范围的水处理膜，由于水通量较低导致膜性能检测困难，从而造成设备检测对象有限。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种膜生物反应试验设备，该实验设备能够检测膜孔较小的水处理膜。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种膜生物反应试验设备，包括至少一个的膜池、自吸增压泵以及供氧系统，自吸增压泵和膜池之间设置有连管、接管以及负压管，所述连管和接管依次设置于膜池的相对两侧，所述负压管设置于连管和接管的任意一端，所述连管处设置有第一控制阀，所述接管处设置有第二控制阀，所述负压管处设置有第三控制阀，所述第一控制阀和第二控制阀以及第三控制阀分别用于控制连管、接管以及负压管。
作为本发明的进一步改进，所述供养系统包括风机、空气流量计以及曝气器，所述膜池设置有4个，所述膜池和膜片固定盒之间插接，所述膜池外侧设置有膜片固定盒，所述膜片固定盒与膜池数量一致，若干膜片固定盒外侧围设有观察箱，所述观察箱外侧设置有金属框架，所述金属框架上还设置有控制柜，所述控制柜上设置有空开。
作为本发明的进一步改进，所述自吸增压泵连接有管道滤芯以及原始储水箱，所述自吸增压泵上还连接有水体流量计。
作为本发明的进一步改进，所述所述膜池上方均与连管连接，所述膜池下方左侧均与接管连接，所述负压管设置于膜池下方右侧，所述连管上设置有回流管，所述连管均与回流管连通，所述接管上连接有总流管，若干接管均与总流管连通，所述总流管与自吸增压泵连接，所述负压管上连接有负压总管，若干负压管均与负压总管连接，所述负压总管与自吸增压泵连接，所述膜池内包括用于放置膜片的栅格网，所述膜池内部设置有橡胶密封圈，所述橡胶密封圈围设于栅格网外部。
作为本发明的进一步改进，所述负压总管和自吸增压泵之间设置有第一控阀和第二控阀，所述总流管与自吸增压泵设置有第三控阀，所述水体流量计和自吸增压泵之间设置有第四控阀，所述蓄水箱和管道滤芯之间设置有第五控阀。
作为本发明的进一步改进，设备采用2种运行方式，一种为负压吸收，另外一种为正充运行，其试验步骤如下：
1、连接好相应管道，关闭所有阀门；
2、接通电源，将控制柜的空开推上，时设备得电；
3、当运行方式为正冲状态是，依次打开第二控阀、第三控阀和第五控阀，关闭第一控阀和第四控阀，使水体依照原始储水箱-第五控阀-管道滤芯-自吸增压泵-第三控阀-总流管-各个接管-膜池-连管或负压管-负压管流出部分流向负压总管-负压总管-第二控阀流通顺序流过，当第二控阀打开时，负压管和负压总管内的水体为正常压，接管内的水压为高压，高压水体通过水处理膜孔流向正常压的一端。
4、当水处理膜孔过小，水体难以通过时，将运行方式改为抽吸状态，依次打开第一控阀和第四控阀，关闭第二控阀、第三控阀和第五控阀，自吸增压泵开启，第一控阀打开，水体依照原始储水箱-膜池-负压管-负压总管-第一控阀-自吸增压泵-第四控阀-流量计-观察水箱的流通顺序流过，自吸增压泵将负压管个负压总管内的水压为低压，原始水箱内的水为正常压，由于气压差，正常压端的水体流向低压端，如此有助于水体通过膜孔较小的水处理膜内，通过后的水体通过负压管。
本发明的有益效果：
1、通过负压管的设置，能够有效的改变水处理膜两端的水压，使膜池能够适应膜孔较小的水处理膜。
2、通过增加加压管的设置，在负压抽吸无法满足产水的情况下，通过加压提高膜两侧的压力差，能够满足不同孔径大小的各类水处理平板膜。
3、通过风机和曝气器的设置，能够为水处理膜提供生命活动所需的氧。
4、通过设置若干个膜池的设置，能够同时进行多个水处理膜的检测。
附图说明
图1为实验设备的立体结构示意图；
图2为实验设备运行的模块图；
图3为膜池的详细结构示意图。
附图标记：1、膜池；11、连管；111、第一控制阀；1111、回流管；12、接管；121、第二控制阀；1211、总流管；13、负压管；131、第三控制阀；1311、负压总管；2、自吸增压泵；21、管道滤芯；22、原始储水箱；23、水体流量计；3、供氧系统；31、风机；32、空气流量计；33、曝气器；4、膜片固定盒；5、观察箱；6、金属框架；61、控制柜；62、空开；71、第一控阀；72、第二控阀；73、第三控阀；74、第四控阀；75、第五控阀；8、栅格网；9、橡胶密封圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
参照图1至3所示，本实施例的一种膜生物反应试验设备，包括至少一个的膜池1、自吸增压泵2以及供氧系统3，自吸增压泵2和膜池1之间设置有连管11、接管12以及负压管13，所述连管11和接管12依次设置于膜池1的相对两侧，所述负压管13设置于连管11和接管12的任意一端，所述连管11处设置有第一控制阀111，所述接管12处设置有第二控制阀121，所述负压管13处设置有第三控制阀131，所述第一控制阀111和第二控制阀121以及第三控制阀131分别用于控制连管11、接管12以及负压管13。
膜池1内部用于放置水处理膜，在现有技术中，膜池1大多会采用胶水粘合的方式，但该种方式在多次使用之后，膜池1上容易残留胶水，从而容易造成水处理膜的损坏，本实施例中采用的是真空挤压的方式，此种方法相比于胶水粘接的方式的好处在于膜池1多次使用过后不会留下胶水痕迹，从而能够防止膜池1对水处理膜造成损伤，在膜池1相对两侧设置了连管11和接管12，连管11和接管12导通，并且连接自吸增压泵2，当自吸增压泵2开启后，对连管11和接管12内的水体进行增压，高压水流向低压水，因此连管11和接管12内的水体会通过水处理膜流入负压管13内，再通过管道流回水箱或者将其收集起来进行检测，若是被检测水处理膜的膜孔较小，将负压管13内的水压调低，以辅助水体能够能好的通过水处理膜孔，通过第一控制阀111、第二控制阀121和第三控制阀131的设置，能够有效的控制连管11接管12以及负压管13是否通水，如此便优于现有技术，能够检测水处理膜孔较小的水处理膜。
作为改进的一种具体实施方式，所述供养系统包括风机31、空气流量计32以及曝气器33，所述膜池1设置有4个，所述膜池1和膜片固定盒4之间插接，所述膜池1外侧设置有膜片固定盒4，所述膜片固定盒4与膜池1数量一致，若干膜片固定盒4外侧围设有观察箱5，所述观察箱5外侧设置有金属框架6，所述金属框架6上还设置有控制柜61，所述控制柜61上设置有空开62。
为了使膜丝不停的颤动以缓解因膜堵塞和滤饼层的形成而引起的膜污染，在膜区不停的曝气，曝气的目的在于：一者提供生物降解和 细胞合成生命所需的氧，二是保持 生物固体的悬浮状态，三是冲刷膜表面以抑制膜污染，曝气方式和强度对膜污染有直接的影响，曝气生产的错流流速能够有效出去或减少膜面的凝胶层污染，建议设置气水比为15∶1-30∶1，过量的曝气，会造成膜寿命下降和组件损伤，膜池1和膜片固定盒4设置有4个，如此设置，能够同时检测多个水处理膜，观察箱5采用透明材料制成，能够供人直接观察，通过金属框架6的设置，能够有效的将观察箱5撑起，供人直接观察，不需要弯下腰去，通过控制柜61和空开62的设置，能够接通设备的电源，使设备通电（自吸增压泵2、水体流量计23以及空气流量计32等设备都需要进行通电）。
作为改进的一种具体实施方式，所述自吸增压泵2连接有管道滤芯21以及原始储水箱22，所述自吸增压泵2上还连接有水体流量计23。
通过原始储水箱22的设置，能够为膜池1及观察箱5送水，通过水体流量计23的设置，能够有效的观察水体的流量，进行试验数据的记录。
作为改进的一种具体实施方式，所述所述膜池1上方均与连管11连接，所述膜池1下方左侧均与接管12连接，所述负压管13设置于膜池1下方右侧，所述连管11上设置有回流管1111，所述连管11均与回流管1111连通，所述接管12上连接有总流管1211，若干接管12均与总流管1211连通，所述总流管1211与自吸增压泵2连接，所述负压管13上连接有负压总管1311，若干负压管13均与负压总管1311连接，所述负压总管1311与自吸增压泵2连接。
通过回流管1111的设置，能够将连管11内的水体汇集在一起，通过负压总管1311的设置，能够将负压管13内的水体汇集在一起。
作为改进的一种具体实施方式，所述负压总管1311和自吸增压泵2之间设置有第一控阀71和第二控阀72，所述总流管1211与自吸增压泵2设置有第三控阀73，所述水体流量计23和自吸增压泵2之间设置有第四控阀74，所述蓄水箱和管道滤芯21之间设置有第五控阀75，所述膜池1内包括用于放置膜片的栅格网8，所述膜池1内部设置有橡胶密封圈9，所述橡胶密封圈9围设于栅格网8外部。
通过第一控阀71和第二控阀72的设置，能够控制负压总管1311内水流的开关，通过第三控阀73的设置，能够控制总流管1211水体内的开关，通过第四控阀74的设置，能够控制水体流量计23内的水体流通，通过第五控阀75的设置，能够控制原始储水箱22内水体的流入，通过栅格网8和橡胶密封圈9的设置，不需要采用胶水粘接的方式，也能够实现栅格网8内部处于密封状态。
一种膜生物反应的试验方法，设备采用2种运行方式，一种为负压吸收，另外一种为正充运行，其试验步骤如下：
1、连接好相应管道，关闭所有阀门；
2、接通电源，将控制柜61的空开62推上，时设备得电；
3、当运行方式为正冲状态是，依次打开第二控发、第三控阀73和第五控阀75，关闭第一控阀71和第四控阀74，使水体依照原始储水箱22-第五控阀75-管道滤芯21-自吸增压泵2-第三控阀73-总流管1211-各个接管12-膜池1-连管11或负压管13-负压管13流出部分流向负压总管1311-负压总管1311-第二控阀72流通顺序流过，当第二控阀72打开时，负压管13和负压总管1311内的水体为正常压，接管12内的水压为高压，高压水体通过水处理膜孔流向正常压的一端。
4、当水处理膜孔过小，水体难以通过时，将运行方式改为抽吸状态，依次打开第一控阀71和第四控阀74，关闭第二控阀72、第三控阀73和第五控阀75，自吸增压泵2开启，第一控阀71打开，水体依照原始储水箱22-膜池1-负压管13-负压总管1311-第一控阀71-自吸增压泵2-第四控阀74-流量计-观察水箱的流通顺序流过，自吸增压泵2将负压管13个负压总管1311内的水压为低压，原始水箱内的水为正常压，由于气压差，正常压端的水体流向低压端，如此有助于水体通过膜孔较小的水处理膜内，通过后的水体通过负压管13。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种膜生物反应试验设备，其特征在于：包括至少一个的膜池(1)、自吸增压泵(2)以及供氧系统(3)，自吸增压泵(2)和膜池(1)之间设置有连管(11)、接管(12)以及负压管(13)，所述连管(11)和接管(12)依次设置于膜池(1)的相对两侧，所述负压管(13)设置于连管(11)和接管(12)的任意一端，所述连管(11)处设置有第一控制阀(111)，所述接管(12)处设置有第二控制阀(121)，所述负压管(13)处设置有第三控制阀(131)，所述第一控制阀(111)和第二控制阀(121)以及第三控制阀(131)分别用于控制连管(11)、接管(12)以及负压管(13)。
2.根据权利要求1所述的一种膜生物反应器试验设备，其特征在于：所述供养系统包括风机(31)、空气流量计(32)以及曝气器(33)，所述膜池(1)设置有4个，所述膜池(1)和膜片固定盒(4)之间插接，所述膜池(1)外侧设置有膜片固定盒(4)，所述膜片固定盒(4)与膜池(1)数量一致，若干膜片固定盒(4)外侧围设有观察箱(5)，所述观察箱(5)外侧设置有金属框架(6)，所述金属框架(6)上还设置有控制柜(61)，所述控制柜(61)上设置有空开(62)。
3.根据权利要求2所述的一种膜生物反应的试验设备，其特征在于：所述自吸增压泵(2)连接有管道滤芯(21)以及原始储水箱(22)，所述自吸增压泵(2)上还连接有水体流量计(23)。
4.根据权利要求3所述的一种膜生物反应的试验设备，其特征在于：所述所述膜池(1)上方均与连管(11)连接，所述膜池(1)下方左侧均与接管(12)连接，所述负压管(13)设置于膜池(1)下方右侧，所述连管(11)上设置有回流管(1111)，所述连管(11)均与回流管(1111)连通，所述接管(12)上连接有总流管(1211)，若干接管(12)均与总流管(1211)连通，所述总流管(1211)与自吸增压泵(2)连接，所述负压管(13)上连接有负压总管(1311)，若干负压管(13)均与负压总管(1311)连接，所述负压总管(1311)与自吸增压泵(2)连接。
5.根据权利要求4所述的一种膜生物反应的试验设备，其特征在于：所述负压总管(1311)和自吸增压泵(2)之间设置有第一控阀(71)和第二控阀(72)，所述总流管(1211)与自吸增压泵(2)设置有第三控阀(73)，所述水体流量计(23)和自吸增压泵(2)之间设置有第四控阀(74)，所述蓄水箱和管道滤芯(21)之间设置有第五控阀(75)，所述膜池(1)内包括用于放置膜片的栅格网(8)，所述膜池(1)内部设置有橡胶密封圈(9)，所述橡胶密封圈(9)围设于栅格网(8)外部。
6.根据权利要求5所述的一种膜生物反应的试验方法，其特征在于：设备采用2种运行方式，一种为负压吸收，另外一种为正充运行，其试验步骤如下：
1、连接好相应管道，关闭所有阀门；
2、接通电源，将控制柜(61)的空开(62)推上，时设备得电；
3、当运行方式为正冲状态是，依次打开第二控阀(72)、第三控阀(73)和第五控阀(75)，关闭第一控阀(71)和第四控阀(74)，使水体依照原始储水箱(22)-第五控阀(75)-管道滤芯(21)-自吸增压泵(2)-第三控阀(73)-总流管(1211)-各个接管(12)-膜池(1)-连管(11)或负压管(13)-负压管(13)流出部分流向负压总管(1311)-负压总管(1311)-第二控阀(72)流通顺序流过，当第二控阀(72)打开时，负压管(13)和负压总管(1311)内的水体为正常压，接管(12)内的水压为高压，高压水体通过水处理膜孔流向正常压的一端；
4、当水处理膜孔过小，水体难以通过时，将运行方式改为抽吸状态，依次打开第一控阀(71)和第四控阀(74)，关闭第二控阀(72)、第三控阀(73)和第五控阀(75)，自吸增压泵(2)开启，第一控阀(71)打开，水体依照原始储水箱(22)-膜池(1)-负压管(13)-负压总管(1311)-第一控阀(71)-自吸增压泵(2)-第四控阀(74)-流量计-观察水箱的流通顺序流过，自吸增压泵(2)将负压管(13)个负压总管(1311)内的水压为低压，原始水箱内的水为正常压，由于气压差，正常压端的水体流向低压端，如此有助于水体通过膜孔较小的水处理膜内，通过后的水体通过负压管(13)。
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