CN112897759A - 一种膜池、膜化学反应器、水处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种膜池、膜化学反应器、水处理系统及方法，包括：进水口、挡板、滑架、电机和若干个膜组器，进水口设置于膜池的池壁上；膜组器安装于滑架上并通过滑架与电机相连，膜组器悬浮地置于膜池中，并在电机的驱动作用下作机械往复运动；挡板与进水口平行且位于进水口与膜组器之间，挡板顶部与膜池顶部齐平且竖直伸入膜池中，挡板高度与膜池高度的比值范围为0.4:1‑0.8:1，膜池的长高比范围为2:1‑12:1，挡板到进水口侧壁的水平距离与膜池长度比值为0.05:1‑0.25:1；膜池底部设置有若干泥斗，泥斗斜面倾角范围为20‑80°，泥斗的出口处还设置有排泥口。本装置可缩小占地面积，实现控污染。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种膜池、膜化学反应器、水处理系统及方法。
背景技术
在水处理中，化学法，特别是化学沉淀法，可通过投加药剂进行化学反应来分离、去除细小悬浮物、胶体，而且能够去除部分色度、有机污染物，以及硬度、某些有害的溶解态离子等。现有工艺往往采用化学反应-沉淀-多介质过滤组合，然而这样的组合往往存在产水水质较差，占地面积大、药耗能耗高等问题，无法满足工程项目的提标扩容要求。
超滤/微滤膜是一种高精度的过滤技术，在水处理中可实现悬浮物、细菌、颗粒物与水的分离，达到净化水的效果。然而传统的超滤对进水浊度要求较高，不超过50NTU。膜生物反应器和管式微滤对进水浊度要求相对较宽，但能耗较高。
为了解决上述的问题，亟需一种占地面积小、抗污染能力强、药耗能耗低以及稳定高效的膜化学水处理系统。
发明内容
本发明提供了一种膜池、膜化学反应器、水处理系统及方法，以解决现有技术问题中存在的缺陷。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种膜池，包括：进水口6-1、挡板6-2、滑架6-3、电机6-4和若干个膜组器7，
所述进水口6-1设置于膜池的池壁上；所述若干个膜组器7安装于滑架6-3上并通过滑架6-3与电机6-4相连，所述膜组器7悬浮地置于膜池中，并在电机6-4的驱动作用下作机械往复运动；
挡板6-2与进水口6-1平行且位于进水口6-1与膜组器7之间，挡板6-2顶部与膜池顶部齐平且竖直伸入膜池中，挡板6-2两边固定于膜池的池壁上，挡板6-2的宽度与膜池侧边的宽度相等，膜池底部设置有若干个泥斗6-5，泥斗6-5出口处设置有排泥口6-6，泥斗底部的排泥口连接排泥管6-7，用于污泥的排放和回流。
优选地，挡板6-2高度与膜池高度的比值范围为0.4:1-0.8:1，膜池的长高比范围为2:1-12:1，挡板6-2到进水口6-1侧壁的水平距离与膜池长度比值为0.05:1-0.25:1。
优选地，泥斗6-5高度与膜池高度的比值范围为0.2:1-0.5:1，所述泥斗整体呈倒梯形结构，泥斗斜面倾角的范围为20-80°。
优选地，泥斗6-5下部设置排泥口6-6，排泥口的高度范围为0.2-0.5m，排泥管的当量直径0.2-0.8m。
本实施例的另一方面还提供一种膜化学反应器，包括初级反应池4、强化反应池5，还包括上述膜池6，所述初级反应池4、强化反应池5和膜池6顺序管路连接，初级反应池4、强化反应池5内均安装机械搅拌器，用于保证膜池6内液体混匀。
本实施例的另一方面还提供一种水处理系统，包括上述膜池6，还包括进水泵(1)、储药桶(2)、初级反应池(4)、强化反应池(5)、产水电动阀(8)、产水泵(9)、产水池(10)、反洗泵(11)、储药桶(12)、反洗电动阀(14)、污泥回流泵(16)；
储药桶2与进水泵1的出水管连通后，管路顺序连接初级反应池(4)、强化反应池(5)和膜池(6)，膜池(6)内的膜组器(7)的产水管顺序连接产水电动阀(8)、产水泵(9)和产水池(10)，产水池的底部管路连接反洗泵(11)，然后与储药桶(12)的出口管路共同通过反洗电动阀(14)连通至膜组器(7)的产水管；
所述膜池(6)的底部通过排泥管经污泥回流泵(16)与初级反应池(4)连通，所述排泥管上还设置有排泥阀(15)；
所述储药桶(2)和储药桶(12)的出口还分别连接有计量泵(3)和(13)。
本发明实施例的另一方面还提供了一种应用上述系统的水处理方法，包括如下步骤：
原水经进水泵(1)进入进水管，储存在储药桶(2)内的化学药剂经计量泵(3)与进水泵(1)的出水混合后进入初级反应池(4)，水力停留时间为1-2min；
在初级反应池(4)内混合后的水经管路进入强化反应池(5)，水力停留时间5-15min；
强化反应池内混合后经管路进入膜池(6)，水力停留时间20-60min，进入膜池(6)内的混合液，在膜池(6)中发生沉淀、过滤和浓缩作用，化学污泥在膜池(6)内沉淀后进入膜池(6)底部，污泥停留时间为1-5天；
停留后的化学污泥一部分经排泥阀(15)外排，另一部分经污泥回流泵(16)，流经回流管进入初级反应池(4)；
膜池(6)内的水经膜组器(7)的过滤，干净的水在产水泵(9)的抽吸作用下，依次经过产水电动阀(8)和产水泵(9)，进入产水池(10)。
优选地，该方法还包括反冲洗过程，具体步骤如下：
产水池(10)的水经反洗泵(11)驱动进入反洗管路，反打进入膜组器(7)的膜丝内部，每产水30-90min，进行1-3min反洗，反洗通量为1-2倍的运行通量。
优选地，该方法还包括在线化学清洗，具体如下：
关闭产水电动阀(8)，膜组器(7)在电机(6-4)驱动下往复运动15-30min，频率0.2-1.0Hz，振幅1-10cm，然后，关闭电机停止运动，储存在储药桶(12)中的次氯酸钠或柠檬酸经计量泵(13)驱动进入反洗管路中，与反洗泵驱动下的反洗水混合后，次氯酸钠浓度为200-1000mg/L，或与反洗水混合后，柠檬酸浓度为200-2000mg/L，将混合后次氯酸钠或柠檬酸按照4-16LMH反打入膜组器(7)的膜丝内部，浸泡清洗30min，清洗次数为15天-1个月/次。
优选地，该方法还包括恢复性清洗，具体包括：
将膜池排空并注入清水，储存在储药桶(12)中的次氯酸钠或柠檬酸经计量泵(13)驱动进入反洗管路中，与膜池内的清水混合后，次氯酸钠浓度为1000-8000mg/L，或与膜池内清水混合后，柠檬酸浓度为3000-10000mg/L，将混合后次氯酸钠或柠檬酸反打入膜组器(7)的膜丝内部进行浸泡清洗6-8h，清洗次数为3-6个月/次由上述本发明的一种膜池、膜化学反应器、水处理系统及方法提供的技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
1)缩短工艺流程，占地面积可缩减50％以上，有利于用地紧张项目的改扩建，相比于混凝-沉淀-砂滤-超滤的系统，水力停留时间由原来的2.5-3h缩减为26-77min；
2)通过利于沉降的膜池结构，结合机械式往复运动的方式，一方面膜池的设计，利于进入膜过滤区的化学污泥浓度大大降低；另一方面，机械运动可实现膜与水的相对运动，膜丝表面不易附着污染物，可实现较好的控污染效果，延长化学清洗时间，实现系统的稳定高效运行；
3)将沉淀在膜池底部的化学污泥，回流并与进水混合，实现药剂在系统中的循环多次使用，充分利用化学药剂的再反应能力。药剂投加量少，排泥量相应减少，进而降低膜产水药剂残留量。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1的膜池结构主视图；
图2为实施例1的膜池结构侧视图；
图3还提供的一种膜化学反应器结构示意图；
图4为采用实施例3的方法与传统污染控制方法膜污染速率对比示意图；
图5为实施例3提供的一种水处理系统示意图；
图6为膜池不同高度污泥浓度分布模拟示意图；
图7为实施例4的回流位置对膜池絮体粒径的影响示意图。
附图标记说明：
1-进水泵；2-储药桶；3-计量泵；4-初级反应池；5-强化反应池；6-膜池；6-1进水口；6-2挡板；6-3滑架；6-4电机；6-5泥斗；6-6排泥口；6-7排泥管；7-膜组器；8-产水电动阀；9-产水泵；10-清水池；11-反洗泵；12-储药桶；13-计量泵；14-反洗电动阀；15-排泥阀；16-污泥回流泵
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
实施例一
图1为本实施例的膜池结构示意图，参照图1，该膜池包括：进水口6-1、挡板6-2、滑架6-3、电机6-4和若干个膜组器7，进水口6-1设置于膜池的池壁上；若干个膜组器7安装于滑架6-3上并通过滑架6-3与电机6-4相连，膜组器7悬浮地置于膜池中，并在电机6-4的驱动作用下作机械往复运动。挡板6-2与进水口6-1平行且位于进水口6-1与膜组器7之间，挡板6-2顶部与膜池顶部齐平且竖直伸入膜池中，挡板6-2两边固定于膜池的池壁上，挡板6-2的宽度与膜池侧边的宽度相等。膜池底部设置有5个泥斗6-5，泥斗6-5出口处设置有排泥口6-6。5个泥斗底部排泥口由排泥管6-7连通，用于污泥的排放和回流；
挡板在膜池中起着重要的作用，挡板可减小进水口水流的速度，改变并延长水流在池内的流程，使水流的紊动混合均匀，从而减小水流短流现象的发生，延长水流在池内的实际停留时间，增强化学污泥在池内的沉降，从而减缓膜过滤区的污泥浓度，达到减缓膜污染的效果。
膜池的挡板6-2、膜组器7在水平方向将膜池分为三个区域，挡板6-2与进水口6-1的侧壁之间区域的水平距离为a，挡板6-2到近膜组器7一侧的水平距离为b，膜组器7至膜池水平末端的水平距离为c。其中，a:b范围为0.5-1，a:(a+b+c)范围为0.05-0.25。
在纵向上膜池也可分为三个区域。挡板6-2竖直高度为d，挡板6-2底部至泥斗顶部的区域竖直高度为e，泥斗高度为f。挡板的高度直接影响了挡板后的水流情况，随着挡板高度的增加，挡板后的水流更加稳定，污泥沉降效果也更好，但是当挡板高度过大时，经过挡板的水流会影响泥斗中的水流状态，从而影响污泥的沉降。优选地，挡板高度与膜池高度的比值d:(d+e+f)范围为0.4:1-0.8:1。当池体体积不变的情况下，随着沉淀池高度的减小，池表面积增大，化学污泥的沉淀效果变好。膜池长度与高度的比值(a+b+c):(d+e+f)范围为2:1-12:1。进水口6-1可以为方形、圆形或布水渠，当量直径为0.2-1m。
为了更有效的收集化学污泥，膜池底部设置若干泥斗6-5，泥斗6-5高度与膜池高度的比值范围为0.2:1-0.5:1，泥斗6-5整体呈倒梯形结构，泥斗斜面倾角α的范围为20-80°，侧视图斜面倾角β的范围为20-80°。
泥斗6-5下部设置排泥口6-6，排泥口的高度范围为0.2-0.5m，排泥管的当量直径0.2-0.8m。
图3为本实施例提供的一种膜化学反应器结构示意图，参照图3，该膜化学反应器包括初级反应池4、强化反应池5和膜池6，其中，膜池6为采用本实施例的膜池，初级反应池4、强化反应池5和膜池6顺序管路连接，初级反应池4、强化反应池5内均安装机械搅拌器，用于保证膜池6内液体混匀。膜池中化学污泥可回流至初级反应池，便于未反应的药剂充分反应。
优选地，本实施例中过滤膜为中空纤维帘式超滤膜，并且膜组件膜盒处设置为镂空结构，有利于污泥下落，不在膜组件中积累。
膜池通过采用电机6-4带动滑架6-4，使膜组器7在膜池6内进行往复式机械运动。一方面，膜组器的往复运动带来的剪切力可使化学污泥进一步发生化学反应等过程，生长成粒径较大、较为密实的颗粒；另一方面，机械运动可实现膜与水的相对运动，膜丝表面不易附着污染物。膜池池型采用在膜池进水口设置挡板6-2，底部设置泥斗6-5，使粒径大的悬浮物在膜池内沉降，从而减缓膜过滤区域的污泥浓度。膜组器往复式机械运动结合膜池利于污泥沉降的结构设计，可以减缓膜污染，实现系统的稳定运行。
以下为采用本实施例膜池结构的应用例：
应用例:
某自来水厂项目，水质指标见下表1。若采用混凝+传统浸没式超滤，膜污染速率较快，无法实现稳定运行。因此选用本实施例的膜化学反应器，膜池的高度为5m，挡板高度3m，泥斗高度为1m，挡板底部到泥斗上沿的竖直高度为1m。挡板与进水口的侧壁水平距离为1m，挡板到近膜组器侧的水平距离为1m，膜组器到膜池水平末端的水平距离为13m。泥斗斜面倾角为50°，排泥口高度0.2m,排泥管直径0.5m。机械控污染的频率为0.7Hz。进入膜池的悬浮颗粒(SS)含量为200mg/L，上端膜分离区污泥浓度为70-100mg/L，下端沉降区污泥浓度为2000-3000mg/L，膜系统的稳定运行通量为35-40LMH。图4为本应用例方法与气水反洗污染控制方法膜污染速率对比示意图，采用该种膜化学反应器后，相比于传统浸没式超滤，系统的污染清洗周期延长了一倍。
表1
| 检测项目 | 单位 | 原水 | 膜化学反应器产水 |
| 浊度 | NTU | 3.5-120 | <0.1 |
| TOC | mg/L | 1.76-3.126 | 1.2-2 |
| UV<sub>254</sub> | cm<sup>-1</sup> | 0.018-0.076 | 0.015-0.035 |
| Al | mg/L | <0.05 | <0.05 |
实施例二
图5为本实施例提供的一种水处理系统示意图，参照图5，该系统包括膜池6、进水泵1、储药桶2、初级反应池4、强化反应池5、产水电动阀8、产水泵9、产水池10、反洗泵11、储药桶12、反洗电动阀14、污泥回流泵16。
根据图5可以看出，储药桶2与进水泵1的出水管连通后，管路顺序连接初级反应池4、强化反应池5和膜池6，膜池6内的膜组器7的产水管顺序连接产水电动阀8、产水泵9和产水池10，产水池的底部管路连接反洗泵11，然后与储药桶12的出口管路共同通过反洗电动阀14连通至膜组器7的产水管；
膜池6的底部通过排泥管经污泥回流泵16与初级反应池4连通，排泥管上还设置有排泥阀15；
储药桶2和储药桶12的出口还分别连接有计量泵3和13。
其中，储药桶2用于存放药剂，通过计量泵3与出水管连通进水管连接，进水经进水泵1的抽吸，流经进水管，进入初级反应池4。初级反应池4与强化反应池5通过管路连接，强化反应池5出水经管路进入膜池6。膜池6中的膜组器7安装在膜池6内部，膜组器7上部连接产水管，产水管经产水电动阀8、产水泵9与清水池连通。反洗管经反洗泵11、反洗电动阀14，与产水管连接。化学清洗的储药桶12，经计量泵13与反洗管连接。膜池底部设置有排泥管，排泥管经污泥回流泵16与初级反应池连通。
此外，系统的回流管道布置在下层高污泥浓度区域，在到达同等回流效果的情况下，可以减小回流比，降低回流能耗。
其中，膜池6包括：进水口、挡板、滑架、电机和若干个膜组器7，进水口设置于膜池6的池壁上；若干个膜组器7安装于滑架上并通过滑架与电机相连，膜组器7悬浮地置于膜池6中，并在电机的驱动作用下作机械往复运动。
本实施例还提供了一种应用权利要求6的系统的水处理方法，包括如下步骤：
原水经进水泵1进入进水管，储存在储药桶2内的化学药剂经计量泵(3)与进水泵1的出水混合后进入初级反应池4，水力停留时间为1-2min；
在初级反应池4内混合后的水经管路进入强化反应池5，水力停留时间5-15min；
强化反应池内混合后经管路进入膜池6，水力停留时间20-60min，进入膜池6内的混合液，在膜池6中发生沉淀、过滤和浓缩作用，化学污泥在膜池6内沉淀后进入膜池6底部，污泥停留时间为1-5天；
停留后的污泥一部分经排泥阀15外排，另一部分经污泥回流泵16，流经回流管进入初级反应池4；
膜池6内的水经膜组器7的过滤，干净的水在产水泵9的抽吸作用下，依次经过产水电动阀8和产水泵9，进入产水池10。
还包括反冲洗过程，具体步骤如下：
产水池10的水经反洗泵11驱动进入反洗管路，反打进入膜组器7的膜丝内部，每产水30-90min，进行1-3min反洗，反洗通量为1-2倍的运行通量。
还包括在线化学清洗，具体如下：
关闭产水电动阀(8)，膜组器(7)在电机6-4驱动下往复运动15-30min，频率0.2-1.0Hz,振幅1-10cm。然后，关闭电机停止运动，储存在储药桶12中的次氯酸钠或柠檬酸经计量泵13驱动进入反洗管路中，与反洗泵驱动下的反洗水混合后，次氯酸钠浓度为200-1000mg/L，或与反洗水混合后，柠檬酸浓度为200-2000mg/L，将混合后次氯酸钠或柠檬酸按照4-16LMH反打入膜组器7的膜丝内部，浸泡清洗30min。清洗次数为15天-1个月/次。
还包括恢复性清洗，具体包括：
将膜池排空并注入清水，储存在储药桶12中的次氯酸钠或柠檬酸经计量泵13驱动进入反洗管路中，与膜池内的清水混合后，次氯酸钠浓度为1000-8000mg/L，或与膜池内清水混合后，柠檬酸浓度为3000-10000mg/L，将混合后次氯酸钠或柠檬酸反打入膜组器7的膜丝内部进行浸泡清洗6-8h，清洗次数为3-6个月/次。
以下为采用本实施例水处理系统及方法的应用例：
应用例：
某矿井水项目，矿井水主要为采矿过程中涌出水，浊度较高，水中悬浮物粒径较小，采用普通混凝沉淀很难沉淀，出水水质较差。因此选用本实施例的膜化学反应器水处理系统进行处理。对应的初级反应池、强化反应池、膜池水力停留时间分别为1min、15min和40min，膜池高度6m，挡板高度3m，，泥斗高度为1.5m，挡板底部到泥斗上沿的竖直高度为1.5m。挡板与进水口的侧壁水平距离为2m，挡板到近膜组器侧的水平距离为4m，膜组器到膜池水平末端的水平距离为18m。泥斗斜面倾角为60°，排泥口高度0.5m,排泥管直径0.8m。
对废水做如下处理：
1)投加PAC75mg/L，在管路上和原水混合后，进入初级反应池、强化反应池，膜池；
2)在膜池内进行进一步反应、过滤，产水浊度<0.1NTU，池底污泥沉淀以10％-15％固含量排出。
进产水水质见表2。
表2
实施例三
本实施例提供一种膜化学反应器包括初级反应池、强化反应池和膜池，其中膜池高度为4m，挡板高度2.5m，挡板距离进水口侧壁的水平距离为1m，泥斗的高度为1m。进水ss1000-1500mg/L，图6为膜池不同高度污泥浓度分布模拟示意图，如图所示，可以发现膜池纵向具有较好的污泥分层效果。
图7为回流位置对膜池絮体粒径(指混凝过程)的影响示意图，参照图7，污泥回流位置，对比了回流至初级反应池和强化反应池两种情况下絮体的粒径大小。通过马尔文粒径分布仪对混凝过程中絮体粒径监测可以发现，回流至初级反应池的絮体，当重新达到稳态时，其粒径更大。原因在于当絮体由膜池回流至初级反应池时，剪切力更大，则絮体打散得更加彻底。絮体表面未充分利用的化学药剂，其正电荷暴露出来，更好的发挥吸附电中和的作用，进而实现了网捕卷扫。因此重新达到稳态后，其絮体粒径会更大。这带来的优点是，絮体粒径越大，其比表面积越大，吸附能力越强，对水中的铝和有机物有更好的吸附作用，产水有机物和残留铝浓度更低。此外，絮体粒径越大，其沉降性越好，有利于降低膜过滤区的污泥浓度，因而更利于膜污染的控制。
综上所述，本发明实施例通过将化学反应与膜过滤直接结合，省去沉淀，节省占地>50％，有效地控制膜污染，并且实现了优质的产水水质。相比于普通的化学沉淀，产水浊度小于0.1NTU，可达到纳滤、反渗透的进水要求。在除浊、除硬、除硅、除氟等领域，均有较好的应用。利于沉降的膜池结构结合机械式往复运动的方式，有效减缓污染，延长清洗周期，保证系统的稳定高效运行。
本发明中膜组器中滤膜可为各种形式的过滤膜。本发明中过滤膜也不局限于一种形式，可为管式、陶瓷、柱式超微滤等形式。
本领域技术人员应能理解上述的应用类型仅为举例，其他现有的或今后可能出现的应用类型如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
在实际应用中，本发明实施例并不局限上述部件的具体放置位置，上述部件的任何放置方式都在本发明实施例的保护范围中。
本领域技术人员应能理解，图1仅为简明起见而示出的各类元素的数量可能小于一个系统中的数量，但这种省略无疑是以不会影响对发明实施例进行清楚、充分的公开为前提的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种膜池，其特征在于，包括：进水口(6-1)、挡板(6-2)、滑架(6-3)、电机(6-4)和若干个膜组器(7)，
所述进水口(6-1)设置于膜池的池壁上；所述若干个膜组器(7)安装于滑架(6-3)上并通过滑架(6-3)与电机(6-4)相连，所述膜组器(7)悬浮地置于膜池中，并在电机(6-4)的驱动作用下作机械往复运动；
挡板(6-2)与进水口(6-1)平行且位于进水口(6-1)与膜组器(7)之间，挡板(6-2)顶部与膜池顶部齐平且竖直伸入膜池中，挡板(6-2)两边固定于膜池的池壁上，挡板(6-2)的宽度与膜池侧边的宽度相等，膜池底部设置有若干个泥斗(6-5)，泥斗(6-5)出口处设置有排泥口(6-6)，泥斗底部的排泥口连接排泥管(6-7)，用于污泥的排放和回流。
2.根据权利要求1所述的膜池，其特征在于，所述挡板(6-2)高度与膜池高度的比值范围为0.4:1-0.8:1，膜池的长高比范围为2:1-12:1，挡板(6-2)到进水口(6-1)侧壁的水平距离与膜池长度比值为0.05:1-0.25:1。
3.根据权利要求1所述的膜池，其特征在于，泥斗(6-5)高度与膜池高度的比值范围为0.2:1-0.5:1，所述泥斗整体呈倒梯形结构，泥斗斜面倾角的范围为20-80°。
4.根据权利要求3所述的膜池，其特征在于，所述泥斗(6-5)下部设置排泥口(6-6)，排泥口的高度范围为0.2-0.5m，排泥管的当量直径0.2-0.8m。
5.一种膜化学反应器，包括初级反应池(4)、强化反应池(5)，其特征在于，还包括膜池(6)，所述膜池为权利要求1-4任一项权利要求所述的膜池，所述初级反应池(4)、强化反应池(5)和膜池(6)顺序管路连接，初级反应池(4)、强化反应池(5)内均安装机械搅拌器，用于保证膜池(6)内液体混匀。
6.一种水处理系统，包括权利要求1-4任一权项的膜池(6)其特征在于，还包括进水泵(1)、储药桶(2)、初级反应池(4)、强化反应池(5)、产水电动阀(8)、产水泵(9)、产水池(10)、反洗泵(11)、储药桶(12)、反洗电动阀(14)、污泥回流泵(16)；
储药桶2与进水泵1的出水管连通后，管路顺序连接初级反应池(4)、强化反应池(5)和膜池(6)，膜池(6)内的膜组器(7)的产水管顺序连接产水电动阀(8)、产水泵(9)和产水池(10)，产水池的底部管路连接反洗泵(11)，然后与储药桶(12)的出口管路共同通过反洗电动阀(14)连通至膜组器(7)的产水管；
所述膜池(6)的底部通过排泥管经污泥回流泵(16)与初级反应池(4)连通，所述排泥管上还设置有排泥阀(15)；
所述储药桶(2)和储药桶(12)的出口还分别连接有计量泵(3)和(13)。
7.一种应用权利要求6的系统的水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
原水经进水泵(1)进入进水管，储存在储药桶(2)内的化学药剂经计量泵(3)与进水泵(1)的出水混合后进入初级反应池(4)，水力停留时间为1-2min；
在初级反应池(4)内混合后的水经管路进入强化反应池(5)，水力停留时间5-15min；
强化反应池内混合后经管路进入膜池(6)，水力停留时间20-60min，进入膜池(6)内的混合液，在膜池(6)中发生沉淀、过滤和浓缩作用，化学污泥在膜池(6)内沉淀后进入膜池(6)底部，污泥停留时间为1-5天；
停留后的化学污泥一部分经排泥阀(15)外排，另一部分经污泥回流泵(16)，流经回流管进入初级反应池(4)；
膜池(6)内的水经膜组器(7)的过滤，干净的水在产水泵(9)的抽吸作用下，依次经过产水电动阀(8)和产水泵(9)，进入产水池(10)。
8.根据权利要求7所述的水处理方法，其特征在于，所述方法还包括反冲洗过程，具体步骤如下：
产水池(10)的水经反洗泵(11)驱动进入反洗管路，反打进入膜组器(7)的膜丝内部，每产水30-90min，进行1-3min反洗，反洗通量为1-2倍的运行通量。
9.根据权利要求8所述的水处理方法，其特征在于，所述方法还包括在线化学清洗，具体如下：
关闭产水电动阀(8)，膜组器(7)在电机(6-4)驱动下往复运动15-30min，频率0.2-1.0Hz，振幅1-10cm，然后，关闭电机停止运动，储存在储药桶(12)中的次氯酸钠或柠檬酸经计量泵(13)驱动进入反洗管路中，与反洗泵驱动下的反洗水混合后，次氯酸钠浓度为200-1000mg/L，或与反洗水混合后，柠檬酸浓度为200-2000mg/L，将混合后次氯酸钠或柠檬酸按照4-16LMH反打入膜组器(7)的膜丝内部，浸泡清洗30min，清洗次数为15天-1个月/次。
10.根据权利要求8所述的水处理方法，其特征在于，所述方法还包括恢复性清洗，具体包括：
将膜池排空并注入清水，储存在储药桶(12)中的次氯酸钠或柠檬酸经计量泵(13)驱动进入反洗管路中，与膜池内的清水混合后，次氯酸钠浓度为1000-8000mg/L，或与膜池内清水混合后，柠檬酸浓度为3000-10000mg/L，将混合后次氯酸钠或柠檬酸反打入膜组器(7)的膜丝内部进行浸泡清洗6-8h，清洗次数为3-6个月/次。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113943034A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-01-18 | 北控水务(中国)投资有限公司 | 一种膜化学反应器、水处理系统及水处理方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140097132A1 (en) * | 2012-10-08 | 2014-04-10 | Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. | Membrane Bioreactor System Using Reciprocating Membrane |
| CN105906040A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-08-31 | 北京碧水源膜科技有限公司 | 三维往复运动的mbr膜组器及含有所述膜组器的mbr系统 |
| CN208883595U (zh) * | 2018-08-21 | 2019-05-21 | 上海巴安水务股份有限公司 | 一种一体化海水淡化预处理装置 |
| CN110240261A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-17 | 北京碧水源膜科技有限公司 | Mbr膜池结构和使mbr膜组件往复运动的传动系统 |
| CN210915499U (zh) * | 2019-08-30 | 2020-07-03 | 成都泰之源环保科技有限公司 | 一种用于污水处理的活性污泥筛选装置 |
-
2021
- 2021-04-08 CN CN202110377694.0A patent/CN112897759A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140097132A1 (en) * | 2012-10-08 | 2014-04-10 | Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. | Membrane Bioreactor System Using Reciprocating Membrane |
| CN105906040A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-08-31 | 北京碧水源膜科技有限公司 | 三维往复运动的mbr膜组器及含有所述膜组器的mbr系统 |
| CN208883595U (zh) * | 2018-08-21 | 2019-05-21 | 上海巴安水务股份有限公司 | 一种一体化海水淡化预处理装置 |
| CN110240261A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-17 | 北京碧水源膜科技有限公司 | Mbr膜池结构和使mbr膜组件往复运动的传动系统 |
| CN210915499U (zh) * | 2019-08-30 | 2020-07-03 | 成都泰之源环保科技有限公司 | 一种用于污水处理的活性污泥筛选装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113943034A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-01-18 | 北控水务(中国)投资有限公司 | 一种膜化学反应器、水处理系统及水处理方法 |
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