CN112456665B - 一种连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续过滤‑清洗‑再生动态膜分离装置及其使用方法，装置包括箱体、三个滚动轴、支撑膜、隔板和冲洗装置；滚动轴均沿纵向设置在箱体内，可相对于箱体旋转滚动；支撑膜缠绕在三个滚动轴上，随滚动轴的滚动进行移动；支撑膜围成动态膜区；动态膜区的一侧与箱体的侧壁相接，将箱体内分隔成多个区；隔板竖直固定在动态膜区的下方，分隔清水区和膜冲洗区；箱体的顶部具有进水口，位于动态膜区的正上方，底部具有膜冲洗区出水口和清水区出水口，分别位于膜冲洗区和清水区内；冲洗装置设于动态膜区内，向其侧面的膜冲洗区冲水。本发明具有结构简单、占地面积小、成本低、效率高、资源消耗少等优点。

Description

一种连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置及其使用方法

技术领域

本发明属于污水处理设备领域，涉及一种污水处理装置，尤其涉及一种连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置其使用方法。

背景技术

由于社会经济的迅速发展，生态环境也遭到了破坏，生活污水、工业废水等在人为活动的影响之下，都混入了大量难降解污染物，导致水资源污染以及富营养化日趋严重。特别是对与一些污水难以集中处理的地区，其居民对待生活污水大多为不做任何处理或只经过化粪池简单处理便直接排放，使得自然环境状况更加恶化。所以应当建立合适的方法，满足难降解污染物的处理要求。

目前常见的污水处理工艺包括混凝、沉淀、过滤、消毒等阶段。而这些现有技术手段无法有效的清除水体中的难降解微颗粒物。对污水处理效果良好的微滤膜等膜分离工艺，其在运行过程中会不可避免得产生膜污染，使用时该工艺的投资和维护成本相对较高。除此之外，一些处理方法例如人工湿地方法，有着占地面积大、操作管理繁琐、运行不稳定等特点，用此类方法处理污水得到的总体效果并不良好。

当前污水处理厂常用的处理工艺包括沉砂池、初沉池、混凝、生物滤池等阶段，而现有的处理技术对难降解微颗粒物的去除效果较差。专利CN 209602326 U公开了一种动态膜生物反应器，该装置在工作过程中能进行边运行边清洗工作，实现了清水的循环利用，但装置略复杂。专利CN 106277592 B报道了一种双膜自循环污水处理系统，该装置能够有着自处理、自清洁清洗循环系统，工艺过程精细，但装置体型较大。

发明内容

本发明提供一种连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置其使用方法，能够充分利用污水含有的微颗粒物，应用和操作成本更低，同时利用膜区域内的冲洗装置，减少人工清洗动态膜的工作，是一种结构简单、占地面积小、成本低、效率高、资源消耗少的污水处理装置，以解决目前污水处理装置操作繁琐、结构复杂等技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置，具有这样的特征：包括箱体、三个滚动轴、支撑膜、隔板和冲洗装置；所述箱体为中空容器；滚动轴均沿纵向设置在箱体内，滚动轴的两端分别设置在箱体的前、后壁上，滚动轴可相对于箱体旋转滚动；支撑膜缠绕在三个滚动轴上，随滚动轴的滚动进行移动；支撑膜围成动态膜区；动态膜区的一侧与箱体的侧壁相接，将箱体内分隔成多个区，动态膜区的另一侧及其下方为膜冲洗区，动态膜区的上方为预处理及水流缓冲区，动态膜区的下方为清水区；隔板竖直固定在动态膜区的下方，分隔清水区和膜冲洗区；箱体的顶部具有进水口，位于动态膜区的正上方，底部具有膜冲洗区出水口和清水区出水口，分别位于膜冲洗区和清水区内；冲洗装置设于动态膜区内，向其侧面的膜冲洗区冲水。

进一步，本发明提供一种连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置，还可以具有这样的特征：其中，三个滚动轴呈直角三角形顶角分布，排布成两个直角边的滚动轴分别沿水平和竖直方向分布，沿水平排布的两个滚动轴位于另一滚动轴的下方，构成直角三角形状的动态膜区；动态膜区下方锐角的一端与箱体侧壁相接；动态膜区的倾斜面为过滤面，竖直面为冲洗面，水平面为过滤备用面。

进一步，本发明提供一种连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置，还可以具有这样的特征：还包括过滤自动阀门，设置在箱体内、位于动态膜区的上方；过滤自动阀门的固定端设置在过滤面正上方的中部区域，开闭端朝向远离膜冲洗区的方向倾斜向下设置；过滤自动阀门可绕其固定端转动，当转动至开闭端与箱体侧壁相接时，过滤自动阀门闭合，停止过滤；当转动至开闭端离开箱体侧壁时，过滤自动阀门打开，进行过滤。

进一步，本发明提供一种连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置，还可以具有这样的特征：还包括清理自动阀门，设置在箱体内；清理自动阀门的固定端设置在箱体上，位于膜冲洗区的上方，开闭端延伸至动态膜区的上方；清理自动阀门可绕其固定端转动，当转动至开闭端与过滤自动阀门的固定端相接时，清理自动阀门闭合；当转动至开闭端离开过滤自动阀门的固定端时，清理自动阀门打开。

进一步，本发明提供一种连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置，还可以具有这样的特征：还包括曝气装置，设于清水区内。

本发明还提供上述连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置的使用方法，具有这样的特征：在装置运行时，将污水从所述进水口进入预处理及水流缓冲区，污水通过过滤自动阀门落在支撑膜上，待含有微颗粒物的污水经过支撑膜层后，污水中的微颗粒物逐渐被截留，支撑膜上逐渐形成动态膜层；污水通过支撑膜后，进入清水区，随后从清水区出水口排出装置外，之后对进水以及出水进行污染物质分析，判断是否完全成膜；未完全成膜时，继续截留颗粒物进行成膜；完全成膜后持续的截留污水中的微颗粒物，对污水进行清洁处理；当需要清理支撑膜时，停止进水口的进水，待装置中污水全部从清水区出水口排出装置后，驱动滚动轴滚动，带动需要清洗的部分支撑膜移动至冲洗面位置，开启冲洗装置，通过水冲或气冲方式冲刷支撑膜上的膜层，冲洗而出的污水进入膜冲洗区，随后通过膜冲洗区出水口排出装置；冲洗后继续处理污染，若清水区出水口排出的水与进水口的进水的污染物含量差异小于阈值，则停止处理，打开清理自动阀门，人工进入下方对支撑膜进行清洁处理。

本发明的有益效果在于：本发明提供一种连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置，采用一定孔径的滤网作为支撑膜，将其缠绕在三个滚动轴上形成一个整体作为装置的动态膜区，置于装置内部。污水从预处理及水流缓冲区上的进水口11进入装置，通过有着倾斜位置的过滤自动阀门进入动态膜区，进入该区的污水逐渐从支撑膜上过滤，支撑膜逐渐截留污水中的微颗粒物，在支撑膜上形成新的膜层。新膜层形成过程中不断增大新膜层厚度，进而提高新膜层的过滤精度，实现对污水中微颗粒物的分离。当支撑膜层对污水中微颗粒物分离效果不显著时，通过动态膜区内的冲洗装置，将新形成的膜层通过冲洗去除，降低过滤压力后进入下一周期的操作；当冲洗装置对膜层冲洗作用不明显时，通过打开膜冲洗区一侧的自动阀门，进行人工操作，来达到对膜层的清洗。本装置具体包括以下优势：

一、操作流程大大简化，避免了繁杂的流程，充分利用污水中原有的微颗粒物形成新的动态膜层，进而提高分离效果，实现污水中微颗粒物的分离。

二、取消了混凝过程，通过重力流降低操作能耗。本方法取消了传统处理过程中投加混凝药剂的操作，降低了药剂耗费；同时污水过滤主要是通过重力流实现，除了新的膜层冲洗清除操作及曝气操作外，没有其他额外能耗过程，过程能耗较低。

三、提高了出水质量。本方法在原有滤网分离的基础上，形成的新的动态膜层，提高了过滤精度和过滤效果，出水水质显著改善。

四、减少了人工操作，利用动态膜区内的冲洗装置，在冲洗装置对膜层的冲洗作用明显的情况下，减少了人工干预膜层的工作；同时通过设置清理自动阀门，当冲洗装置对膜层的冲洗作用不明显时，亦可进行人工干预，为污水中微颗粒物分离提供保障。

附图说明

图1是连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置的主视图。

图2是连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置的立体图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明提供一种连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置，包括箱体1、三个滚动轴2、支撑膜3、隔板4、过滤自动阀门5、清理自动阀门6、冲洗装置7和曝气装置8。

箱体1为中空容器。

滚动轴2均沿纵向(即前后方向)设置在箱体1内，滚动轴2的两端分别设置在箱体1的前、后壁上，滚动轴2可相对于箱体1旋转滚动。支撑膜3缠绕在三个滚动轴2上，随滚动轴2的滚动进行移动。支撑膜3与箱体1前后壁围合成的空间为动态膜区A。

动态膜区A的一侧与箱体1的侧壁相接，将箱体1内分隔成多个区。动态膜区A的另一侧及其下方为膜冲洗区B，动态膜区A的上方为预处理及水流缓冲区C，动态膜区A的下方为清水区D。

其中，三个滚动轴2呈直角三角形顶角分布，排布成两个直角边的滚动轴2分别沿水平和竖直方向分布，沿水平排布的两个滚动轴2位于另一滚动轴2的下方，构成直角三角形状的动态膜区A。动态膜区A下方锐角的一端与箱体1侧壁相接。动态膜区A的倾斜面为过滤面，竖直面为冲洗面，水平面为过滤备用面。

隔板4竖直固定在动态膜区A的下方，分隔清水区D和膜冲洗区B，以免造成污染。

箱体1的顶部具有进水口11，位于动态膜区A的正上方，底部具有膜冲洗区出水口12和清水区D出水口13，分别位于膜冲洗区B和清水区D内。

过滤自动阀门5设置在箱体1内、位于动态膜区A的上方。过滤自动阀门5的固定端设置在过滤面正上方的中部区域，开闭端朝向远离膜冲洗区B的方向倾斜向下设置。过滤自动阀门5可绕其固定端转动。当转动至开闭端与箱体1侧壁相接时，过滤自动阀门5闭合，停止过滤；当转动至开闭端离开箱体1侧壁时，过滤自动阀门5打开，进行过滤。倾斜设置的过滤自动阀门5，可以将污水引至过滤面的下端，且接近过滤面，提高过滤效率的同时减轻污水对过滤面支撑膜3的冲击。

清理自动阀门6设置在箱体1内。清理自动阀门6的固定端设置在箱体1上，位于膜冲洗区B的上方，开闭端延伸至动态膜区A的上方。清理自动阀门6可绕其固定端转动，当转动至开闭端与过滤自动阀门5的固定端相接时，清理自动阀门6闭合。当转动至开闭端离开过滤自动阀门5的固定端时，清理自动阀门6打开，人工可进入下方区域，进行对支撑膜3的清理工作。

冲洗装置7设于动态膜区A内，向其侧面的膜冲洗区B冲水，对冲洗面的支撑膜进行清洗。

曝气装置8设于清水区D内。曝气装置用于控制支撑膜上的污泥厚度，避免污泥太厚影响过滤速率；此外，曝气装置位于清水区，还可以对清水区内处理后的清水进行均匀地混合，从而在检测清水区出水口排出的水使更加准确。

本发明还提供上述连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置的使用方法：

在装置运行时，将污水从进水口11进入预处理及水流缓冲区C，污水通过过滤自动阀门5落在支撑膜3上，待含有微颗粒物的污水经过支撑膜3层后，污水中的微颗粒物逐渐被截留，支撑膜3上逐渐形成动态膜层。

污水通过支撑膜3后，进入清水区D，随后从清水区D出水口13排出装置外，之后对进水以及出水进行污染物质分析，判断是否完全成膜。未完全成膜时，继续截留颗粒物进行成膜；完全成膜后持续的截留污水中的微颗粒物，对污水进行清洁处理。判断是否完全成膜可以区别不同阶段的出水。

新膜层形成过程中不断增大新膜层厚度，进而提高新膜层的过滤精度，实现对污水中微颗粒物的分离。

当支撑膜层对污水中微颗粒物分离效果不显著、需要清理过滤面的支撑膜3时，停止进水口11的进水，待装置中污水全部从清水区D出水口13排出装置后，驱动滚动轴2滚动，带动需要清洗的部分支撑膜3(原过滤面位置的支撑膜)移动至冲洗面位置，开启冲洗装置7，通过水冲或气冲方式冲刷支撑膜3上的膜层，冲洗而出的污水进入膜冲洗区B，随后通过膜冲洗区出水口12排出装置。即通过动态膜区内的冲洗装置将新形成的膜层通过冲洗去除，降低过滤压力后进入下一周期的操作。

冲洗后继续处理污染，若清水区D出水口13排出的水与进水口11的进水的污染物含量差异小于阈值，则说明冲洗处理无法完成对支撑膜的有效清理，因此停止处理，打开清理自动阀门6，人工进入下方对支撑膜3进行清洁处理；若清水区D出水口13排出的水与进水口11的进水的污染物含量差异大于阈值，则说明支撑膜被冲洗干净，可继续处理污水。

Claims (5)

1.一种连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置，其特征在于：

包括箱体、三个滚动轴、支撑膜、隔板和冲洗装置；

所述箱体为中空容器；

滚动轴均沿纵向设置在箱体内，滚动轴的两端分别设置在箱体的前、后壁上，滚动轴可相对于箱体旋转滚动；

支撑膜缠绕在三个滚动轴上，随滚动轴的滚动进行移动；

支撑膜围成动态膜区；

动态膜区的一侧与箱体的侧壁相接，将箱体内分隔成多个区，动态膜区的另一侧及其下方为膜冲洗区，动态膜区的上方为预处理及水流缓冲区，动态膜区的下方为清水区；

隔板竖直固定在动态膜区的下方，分隔清水区和膜冲洗区；

箱体的顶部具有进水口，位于动态膜区的正上方，底部具有膜冲洗区出水口和清水区出水口，分别位于膜冲洗区和清水区内；

冲洗装置设于动态膜区内，向其侧面的膜冲洗区冲水；

其中，三个滚动轴呈直角三角形顶角分布，排布成两个直角边的滚动轴分别沿水平和竖直方向分布，沿水平排布的两个滚动轴位于另一滚动轴的下方，构成直角三角形状的动态膜区；

动态膜区下方锐角的一端与箱体侧壁相接；

动态膜区的倾斜面为过滤面，竖直面为冲洗面，水平面为过滤备用面。

2.根据权利要求1所述的连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置，其特征在于：

还包括过滤自动阀门，设置在箱体内、位于动态膜区的上方；

过滤自动阀门的固定端设置在过滤面正上方的中部区域，开闭端朝向远离膜冲洗区的方向倾斜向下设置；

过滤自动阀门可绕其固定端转动，当转动至开闭端与箱体侧壁相接时，过滤自动阀门闭合，停止过滤；当转动至开闭端离开箱体侧壁时，过滤自动阀门打开，进行过滤。

3.根据权利要求2所述的连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置，其特征在于：

还包括清理自动阀门，设置在箱体内；

清理自动阀门的固定端设置在箱体上，位于膜冲洗区的上方，开闭端延伸至动态膜区的上方；

清理自动阀门可绕其固定端转动，当转动至开闭端与过滤自动阀门的固定端相接时，清理自动阀门闭合；当转动至开闭端离开过滤自动阀门的固定端时，清理自动阀门打开。

4.根据权利要求1所述的连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置，其特征在于：

还包括曝气装置，设于清水区内。

5.如权利要求3所述的连续过滤-清洗-再生动态膜分离装置的使用方法，其特征在于：

在装置运行时，将污水从所述进水口进入预处理及水流缓冲区，污水通过过滤自动阀门落在支撑膜上，待含有微颗粒物的污水经过支撑膜层后，污水中的微颗粒物逐渐被截留，支撑膜上逐渐形成动态膜层；

污水通过支撑膜后，进入清水区，随后从清水区出水口排出装置外，之后对进水以及出水进行污染物质分析，判断是否完全成膜；未完全成膜时，继续截留颗粒物进行成膜；完全成膜后持续的截留污水中的微颗粒物，对污水进行清洁处理；

当需要清理支撑膜时，停止进水口的进水，待装置中污水全部从清水区出水口排出装置后，驱动滚动轴滚动，带动需要清洗的部分支撑膜移动至冲洗面位置，开启冲洗装置，通过水冲或气冲方式冲刷支撑膜上的膜层，冲洗而出的污水进入膜冲洗区，随后通过膜冲洗区出水口排出装置；

冲洗后继续处理污水，若清水区出水口排出的水与进水口的进水的污染物含量差异小于阈值，则停止处理，打开清理自动阀门，人工进入下方对支撑膜进行清洁处理。

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