CN110606555A - 一种mbr膜组件以及mbr膜生物反应器 - Google Patents

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Abstract

一种MBR膜组件，包括：外管，其具有从上向下的流道；滤膜，其设置于所述外管中心位置；填料颗粒，其位于所述滤膜与所述外管内壁之间的流道内；第一过滤网，其位于所述外管上端；第二过滤网，其位于所述外管下端；出水管，其与所述外管下端相连，抽吸泵，其与所述出水管相连，所述外管内壁具有从上向下逐渐缩小的管径，形成从上向下逐渐缩小的流道；管内壁设置有周期性凸起，使所述流道内形成湍流。一种MBR膜生物反应器，其包括反应池，所述反应池内设置一个或者多个上述MBR膜组件。

Description

一种MBR膜组件以及MBR膜生物反应器
技术领域
本发明涉及污水处理的技术领域，尤其是涉及一种MBR膜组件以及MBR膜生物反应器。
背景技术
污水处理中的膜生物反应器(MBR)是将膜分离技术中的超微滤技术和活性污泥法有机结合的污水处理高新技术，它主要有膜组件，生物反应器，物料输送三部分组成，其运行原理是利用反应器内大量的微生物有效地降解污水中各种有机物，使水质得到净化，并通过膜分离装置代替传统工艺中的二沉池，提高固液分离的效率，从而得到优质的出水，基本解决了传统的活性污泥法存在的污泥膨胀污泥浓度低等因素造成的出水水质达不到回用要求的问题。
膜生物反应器（MBR）具有处理效率高，分离效果好，占地少，操作简便且容易实现自动化控制等优点，现已被广泛应用于污水处理和回用领域。目前，MBR中的膜污染问题及其高运行能耗是限制其推广应用的主要瓶颈。膜污染的形成会导致膜通量下降，跨膜压力増大，从而降低了膜的处理效果与使用寿命，并最终阻碍MBR技术在实际生产中的推广应用。
膜污染是指与膜接触的料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜的物理、化学或生物作用而引起物质在膜面或膜孔内吸附、沉积, 造成膜孔径变小或堵塞, 使膜通量变小与分离特性变差的现象。造成MBR 膜污染的主要因素有膜材料本身、膜孔径、污泥质量浓度、污泥黏度、污泥粒径分布、污泥负荷, 膜通量、曝气强度以及原水成分等。
大量实验研究表明增大曝气量能够有效地控制MBR中膜污染的形成。曝气强度的増加可増大膜表面水流的扰动程度,进而减少污染物在膜面上的堆积，提高膜的通透性。而曝气一般所需气、水体积比需要在20：1以上时，导致MBR污水处理系统能耗增大。
为了控制MBR膜污染，提出了在MBR膜生物反应器中设置填料，通过填料与滤膜的相互作用擦洗滤膜，从而降低曝气所需的能耗，如清华大学在CN104003512A的发明专利，南京大学在CN102642920A发明专利，以及CN102553450A发明专利中所提出的。然而，为了使填料与滤膜相互作用而进行擦洗，需要通过传动装置驱动滤膜运动或者通过曝气驱动填料的流化而进行作用。
发明内容
本发明的密度在于提供一种MBR膜组件，其能够加强流道管道内填料的运动，从而增加填料对于滤膜的清洗作用。
作为本发明的一个方面，提供一种MBR膜组件，包括：外管，其具有从上向下的流道；滤膜，其设置于所述外管中心位置；填料颗粒，其位于所述滤膜与所述外管内壁之间的流道内；第一过滤网，其位于所述外管上端；第二过滤网，其位于所述外管下端；出水管，其与所述外管下端相连，抽吸泵，其与所述出水管相连，其特征在于：所述外管具有从上向下逐渐缩小的管径，形成从上向下逐渐缩小的流道；管内壁设置有周期性凸起，使所述流道内形成湍流。
优选的，所述第一过滤网以及第二过滤网的网眼直径小于所述调料颗粒直径。
优选的，所述滤膜为管式膜或者中空纤维膜。
进一步的，本发明提供一种MBR膜生物反应器，其包括反应池，所述反应池内设置一个或者多个上述的MBR膜组件。
优选的，所述反应池底部设置曝气管。
优选的，所述填料颗粒包括磁性颗粒和非磁性颗粒，所述外管管壁设置旁通管路，所述旁通管路的入口以及出口分别设置于所述外管上半部以及下半部，所述旁通管路内设置软磁结构，所述软磁结构能够周期性吸附所述磁性颗粒。
优选的，所述磁性颗粒的总体积与所述非磁性颗粒的总体积比大于3:1。
优选的，所述反应池采用间歇出水，其具有间歇曝气时间；所述旁通管路设置电磁阀以及旁通泵，控制器控制所述电磁阀以及旁通泵使所述盘通管路开启或者关闭。在进行间歇曝气之前，所述旁通管路开启，所述软磁材料断电释放所述磁性颗粒后，关闭旁通管路；在间歇曝气结束后，所述旁通管路开启，所述软磁材料通电吸附所述磁性颗粒后，关闭旁通管路。
附图说明
图1是本发明实施例的MBR膜组件以及MBR膜生物反应器的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获取其他的技术方案，也属于本发明的公开范围。
本发明实施例的MBR膜组件以及MBR膜生物反应器，参见图1，MBR膜生物反应器包括反应池10以及位于反应池内的MBR膜组件20。反应池10底部设置曝气管30，用于向反应内进行曝气。反应池10内可以设置1个或者多个MBR膜组件20。反应池10具有污水入口11，进入反应池10的污水在反应池内处理后，通过MBR膜组件20后净化排出。
MBR膜组件20包括外管21，滤膜22，填料颗粒（未示出），第一过滤网23，第二过滤网24，出水管25以及抽吸泵26。外管21具有从上向下的流道27，进入外管21的污水，经过滤膜22分离过滤后，在抽吸泵26作用下，通过出水管25排出。
填料颗粒位于滤膜22与外管21内壁之间的流道27内。第一过滤网23位于外管21上端；第二过滤网24位于外管21下端。设置填料颗粒的直径大于第一过滤网23以及第二过滤网24的网眼直径，使保持填料颗粒位于流道27内。
外管21内壁具有从上向下逐渐缩小的管径，使流道27形成从上向下逐渐缩小的流道，在管内壁设置有周期性凸起，使流道27内的流体形成湍流；使进入流道27内的污水流速增加，并且扰动增加，从而增加膜组件内填料颗粒对于滤膜的擦洗作用，降低膜污染。
优选的，所述填料颗粒包括磁性颗粒和非磁性颗粒，磁性颗粒可以是空心磁珠，非磁性颗粒可以是塑料颗粒。磁性颗粒的总体积与非磁性颗粒的总体积比大于3:1。可以在外管21管壁设置旁通管路，旁通管路的入口以及出口分别设置于所述外管上半部以及下半部，旁通管路内设置软磁结构，软磁结构能够周期性吸附填料颗粒中的磁性颗粒。反应池10采用间歇出水，其具有间歇曝气时间；旁通管路设置电磁阀以及旁通泵，控制器能够控制电磁阀以及旁通泵使盘通管路开启或者关闭。在进行间歇曝气之前，控制器控制旁通管路开启，软磁材料断电释放磁性颗粒后，关闭旁通管路，此时流道27内存在磁性颗粒和非磁性颗粒；在间歇曝气进行时，填料颗粒中的磁性颗粒和非磁性颗粒在曝气作用下擦洗滤膜，减小膜污染；在间歇曝气结束后，控制器控制旁通管路开启，软磁材料通电吸附磁性颗粒后，关闭旁通管路，此时流道27中仅存在非磁性颗粒；在产水过程中，非磁性颗粒在流道27内湍流作用下对于滤膜进行擦洗，降低膜污染。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。本发明中描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种MBR膜组件，包括：外管，其具有从上向下的流道；滤膜，其设置于所述外管中心位置；填料颗粒，其位于所述滤膜与所述外管内壁之间的流道内；第一过滤网，其位于所述外管上端；第二过滤网，其位于所述外管下端；出水管，其与所述外管下端相连，抽吸泵，其与所述出水管相连，其特征在于：所述外管内壁具有从上向下逐渐缩小的管径，形成从上向下逐渐缩小的流道；管内壁设置有周期性凸起，使所述流道内形成湍流。
2.根据权利要求1所述的MBR膜组件，其特征在于：所述第一过滤网以及第二过滤网的网眼直径小于所述调料颗粒直径。
3.根据权利要求1所述的MBR膜组件，其特征在于：所述滤膜为管式膜或者中空纤维膜。
4.一种MBR膜生物反应器，其包括反应池，所述反应池内设置一个或者多个所述的MBR膜组件。
5.根据权利要求4所述的MBR膜生物反应器，其特征在于：所述反应池底部设置曝气管。
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