CN1280873A - 恒流超滤的方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于膜分离技术和水处理领域,特别是涉及恒流超滤的方法及其设备。通过调节循环泵7－2或脉冲泵7－4流量,或调节阀8－3的开关大小,使流量计9－2与9－3的读数相同,进行活性污泥的恒流超滤;一段时间后关闭阀8－3,打开阀8－6和反清洗泵7－3,进行膜的反清洗,反清洗一段时间后开始下一周期恒流超滤。本发明减少了膜的过滤阻力,延长了反清洗周期,简化操作程序,提高膜产水量。

Description

恒流超滤的方法及其设备
本发明属于膜分离技术和水处理领域，特别是涉及恒流超滤的方法及其设备。
目前最普遍的超滤方法是恒压超滤，即在整个超滤过程中膜透过液一侧直通大气，且在运行过程中，组件的平均操作压力一般不变，恒压超滤时，膜透水率随时间呈对数关系变化，开始时膜透水率降低得很快，后变化缓慢。如KazuoYamamoto等在用膜生物反应器处理生活污水时发现，膜透水率在前半小时内就降低了18％，而后2小时内仅降低19％(参见《水科学与技术》1989年21卷43-54页)。又如天津纺织工学院的李淑莉等在用聚砜膜超滤黄连药液时，药液的膜通量在前30秒内降低35％，后40秒内仅降低8％(参见《膜分离技术在中药和保健品生产中应用研讨会论文集》1998年)。
膜透水率的这种变化可能主要是因为超滤开始时料液中的污染物在压力作用下随透过液向膜面迁移，从而被膜吸附或沉积在膜表面，最终增大了膜的过滤阻力。污染物向膜面迁移的推动力是膜的操作压力，压力越大，污染物向膜面迁移的推动力越大，即加速度越大，污染物到达膜面越快、越多，膜的过滤阻力降低得也越快、越多，所以超滤开始后膜透水率降低得也越快、越多。
本发明的目的在于提供一种恒流超滤的方法及其设备，通过降低膜操作压力，对超滤实行恒流控制，即在一个运行周期内保持膜透水率不变来减小膜的过滤阻力，提高膜产水量。
恒压超滤时由于膜透过液一侧直通大气，膜透过液一侧所受的反向相对压力为零，所以膜的平均压力为组件进出口压力的平均值。恒压超滤开始时，污染物在压力的作用下迅速向膜面迁移，而被膜吸附或堵塞住膜孔或沉积在膜表面，使得膜的过滤阻力很快增大，膜透水率急剧降低；恒流超滤开始时，膜所受的平均压力小于恒压超滤时膜所受的平均压力，因而污染物向膜面迁移的加速度较小，膜的过滤阻力增加比较平缓，膜透水率变化较小，所以恒流超滤能提高膜透水量。
恒流超滤就是超滤过程中一直保证膜生物反应器进、出水水量相等，本发明就是通过保证设备里的流量计9-2和9-3读数相同来实现恒流超滤的。
实现恒流超滤的方法有以下三种：
1、如图1所示，通过调节循环泵7-2的流量来改变膜的操作压力，以保证流量计9-2和9-3读数相同。超滤开始时，泵7-2流量较小，所以膜所受的压力较小。随着膜过滤阻力的增加，膜透水率越来越低，这时要不断增大循环泵7-2的流量和调节阀8-2开关的大小，以增大操作压力，并定期打开反清洗泵7-3，对膜15进行清洗，以此来降低膜的过滤阻力，保证膜透水率不变，从而保证流量计9-2和9-3读数相同。
2、如图1所示，通过调节透过液阀8-3开关的大小来控制膜的操作压力，来保证流量计9-2与9-3读数相同。超滤开始时，阀8-3开得很小，膜所受的反向压力较大，所以膜的操作压力较小。随着膜过滤阻力的增加，膜透水率越来越低，这时要不断调大阀8-3开关，通过减小膜的反向压力来增大操作压力，同时打开反清洗泵7-3，对膜15进行清洗，以此来减小膜的过滤阻力，保证膜透水率不变，从而保证流量计9-2与9-3读数相同。
3、如图2所示，通过脉冲泵7-4来控制膜的操作压力，以保证流量计9-2和9-3读数相同。超滤开始时，由于稳定的浓差极化层和凝胶层还未形成，膜透水率较脉冲泵7-4的流量高，脉冲泵7-4起到了第二种恒流超滤方法中阀8-3的截流作用，给膜施加了一个反向压力，从而降低了膜的操作压力。随着膜过滤阻力的增加，膜透水率越来越低，为了保证流量计9-2和9-3读数相同，脉冲泵7-4施加给膜的反向压力越来越小，甚至起到抽吸作用，此时相当于给膜施加了一个正向压力，从而增大膜的操作压力，同时打开反清洗泵7-3，对膜15进行清洗，以此来减小膜的过滤阻力，膜透水率不变，从而保证流量计9-2与9-3读数相同。在整个恒流超滤过程中，脉冲泵输出的信号是一个脉冲波，相当于从透过液侧给膜一个持续不断的振动，有利于膜面污染物的脱落，起到了减小膜的过滤阻力的作用。
本发明的三种恒流超滤的方法如下：
一、调节循环泵7-2流量的恒流超滤
(1)．恒流超滤
关闭膜生物反应器的阀8-4、阀8-5和阀8-6，开动进水泵7-1向装有活性污泥的生物反应器2中注入废水后，完全打开阀8-1、阀8-2、阀8-3和阀8-5，并开动循环泵7-2，开始对活性污泥混合液的超滤，活性污泥混合液经过预处理器14、阀8-5、泵7-2和阀8-1进入膜组件3中，透过膜15的透过液，经膜组件3的透过液出口，通过打开的阀8-3和流量计9-2进入出水槽4中，浓缩的活性污泥经膜组件3的另一出口，通过阀8-2回流到生物反应器2中；然后调节泵7-2流量和阀8-2开关的大小，在压力表10-1和10-2读数平均值不大于0．1MPa的情况下保持流量计9-2与9-3的读数相同，在此过程中，一直通过风机5和曝气头6给生物反应器2中的活性污泥加氧；
(2)．膜的反清洗
在对活性污泥进行恒流超滤一段时间后开始膜的反清洗，先完全打开阀8-2，再调循环泵7-2，使压力表10-1读数在0．05-0．1MPa之间，同时关闭阀8-3，打开阀8-6并开动反清洗泵7-3，调反清洗泵7-3使压力表10-3读数为0．1MPa，开始膜的反清洗，使出水槽4中的一小部分透过液经泵7-3和阀8-6进入膜组件3中，透过液透过膜15经膜组件3的一出口，通过阀8-2进入生物反应器2中，反清洗一段时间后关闭反清洗泵7-3和阀8-6，打开阀8-3，调节循环泵7-2流量和阀8-2开关的大小同恒流超滤状态时一样，开始下一个周期的恒流超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头6给生物反应器中的活性污泥加氧。
二、调节透过液阀8-3开关大小的恒流超滤
(1)．恒流超滤
关闭膜生物反应器的阀8-3、阀8-4、阀8-5和阀8-6，开动进水泵7-1向装有活性污泥的生物反应器2中注入废水后，完全打开阀8-1、阀8-2和阀8-5，并开动循环泵7-2，开始对活性污泥混合液的超滤，活性污泥混合液经过预处理器14、阀8-5、泵7-2和阀8-1进入膜组件3中，透过膜15的透过液，经膜组件3的透过液出口，通过打开的阀8-3和流量计9-2进入出水槽4中，浓缩的活性污泥经膜组件3的另一出口，通过阀8-2回流到生物反应器2中；然后调节泵7-2的流量和阀8-2开关的大小，在压力表10-1和10-2读数平均值不大于0．1MPa的情况下保持膜面流速达到实际需要的预定值，随后一直调节阀8-3开关的大小，使流量计9-2与9-3的读数相同，进行活性污泥的恒流超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头6给生物反应器2中的活性污泥加氧；
(2)．膜的反清洗
在对活性污泥进行恒流超滤一段时间后开始膜的反清洗，先完全打开阀8-2，再调循环泵7-2，使压力表10-1读数在0．05-0．1MPa之间，同时关闭阀8-3，打开阀8-6并开动反清洗泵7-3，调节反清洗泵7-3使压力表10-3读数为0．1MPa，开始膜的反清洗，使出水槽4中的一小部分透过液经泵7-3和阀8-6进入膜组件3中，透过液透过膜15经膜组件3的一出口，通过阀8-2进入生物反应器2中，反清洗一段时间后关闭反清洗泵7-3和阀8-6，打开阀8-3，调循环泵7-2流量和阀8-2开关的大小同恒流超滤状态时一样，开始下一个周期的恒流超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头6给生物反应器中的活性污泥加氧。
三、用脉冲泵7-4的恒流超滤
(1)．恒流超滤
关闭膜生物反应器的阀8-4、阀8-5和阀8-6，开动进水泵7-1向装有活性污泥的生物反应器2中注入废水后，完全打开阀8-1、阀8-2、阀8-3和阀8-5，并开动循环泵7-2，开始对活性污泥混合液的超滤，活性污泥混合液经过预处理器14、阀8-5、泵7-2和阀8-1进入膜组件3中，透过膜15的透过液，经膜组件3的透过液出口，通过打开的阀8-3和流量计9-2进入出水槽4中，浓缩的活性污泥经膜组件3的另一出口，通过阀8-2回流到生物反应器2中；然后调节泵7-2的流量和阀8-2开关的大小，在压力表10-1和10-2读数平均值不大于0．1MPa的情况下保持膜面流速达到实际需要的预定值，随后开动脉冲泵7-4并调节泵7-4流量，使流量计9-2与9-3的读数相同，进行活性污泥的恒流超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头6给生物反应器2中的活性污泥加氧；
(2)．膜的反清洗
在对活性污泥进行恒流超滤一段时间后开始膜的反清洗，先完全打开阀8-2，再调循环泵7-2，使压力表10-1读数在0．05-0．1MPa之间，同时关闭泵7-4和阀8-3，打开阀8-6并开动反清洗泵7-3，调节反清洗泵7-3使压力表10-3读数为0．1MPa，开始膜的反清洗，使出水槽4中的一小部分透过液经泵7-3和阀8-6进入膜组件3中，透过液透过膜15经膜组件3的一出口，通过阀8-2进入生物反应器2中，反清洗一段时间后关闭反清洗泵7-3和阀8-6，打开阀8-3和泵7-4，调节泵7-2流量和阀8-2开关的大小同恒流超滤状态时一样，开始下一个周期的恒流超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头6给生物反应器2中的活性污泥加氧。
本发明中的三种恒流超滤方法可以组合使用。
本发明中的膜材料为聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜、磺化聚砜、氯甲基聚砜、醋酸纤维素、聚丙烯、聚乙烯和无机膜。
本发明的分置式分离膜生物反应器包括：进水槽1、生物反应器2、超滤膜组件3、出水槽4等，其特征在于调节循环泵(7-2)流量的恒流超滤和调节阀(8-3)开关大小的恒流超滤用的设备为：
在生物反应器2的一进口与流量计9-3连接，流量计9-3的另一端与进水泵7-1的另一端连接，泵7-1的另一端与进水槽1连接；在生物反应器2的出口通过管线与预滤器14连接，预滤器14的另一端与阀8-5连接，阀8-5的另一端连接一泵7-2，泵7-2的另一端连接一三通阀16，三通阀16的两边分别连接阀8-4和阀8-1，阀8-1通过管线与膜组件3的进口相接，在其管线上安装一压力表10-1，在阀8-1的两端管线上分别通过管线与流量计9-1的两端连接；在膜组件3的透过液出口，通过管线与一阀8-3连接，在其管线上安装有一压力表10-3，阀8-3的另一端连接一流量计9-2，流量计9-2的另一端接出的管线进入出水槽4中，出水槽4的一出口与一反清洗泵7-3连接，泵7-3的另一端连接阀8-6，阀8-6的另一端通过管线与膜组件3与阀8-3之间的管线相接；膜组件3的另一出口，通过管线与阀8-2连接，阀8-2的另一端连接一通入生物反应器2中的管线，在阀8-2与膜组件3之间的连接管线上有一压力表10-2。
或
用脉冲泵(7-4)恒流超滤时，再在阀(8-3)和流量计(9-2)之间加一脉冲泵(7-4)。如图2。
本发明的生物反应器2中还有一给活性污泥充氧的充氧装置和温度控制装置，充氧装置由曝气器5和与之相连的曝气头6组成；温度控制装置包括温度控制器11、加热管12和冷凝管13，温度控制器的探头插入加热管12内，冷凝管13接自来水。动力系统包括进水泵7-1和循环泵7-2。进水泵7-1进口与进水槽1连接，出口与流量计9-3相连，而流量计9-3出口接生物反应器2进口。循环泵7-2进口接阀8-5，出口接三通，与放空阀8-4和膜单元的进口阀8-1相连。反清洗系统主要由反清洗泵7-3和与之相连的阀8-6组成，阀8-6通过四通与阀8-3、压力表10-3和膜组件出口相连，反清洗泵7-3进口接出水槽4。
在本发明中，生物反应器单元2中可安装搅拌装置，在循环泵7-2所造成的混合液循环足以让膜生物反应器中的活性污泥混合液混合均匀时，可不安装搅拌装置。另外，阀8-4是一个放空阀，其作用是在膜生物反应器停止运行时放掉膜生物反应器中的活性污泥。生物反应器中活性污泥浓度取决于废水的处理效果。
本发明对膜生物反应器2(MBR)中采用恒流控制，不仅能实现MBR的进、出水水量平衡，保持生物反应器2中的活性污泥浓度和水力停留时间不变，减小了进水水量对生物反应器中微生物的冲击，而且因为超滤开始时膜的平均压力降低而减慢了膜过滤阻力增加的速度，大大延长了膜的反清洗周期，简化操作程序，节省反清洗水，提高膜产水量。
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。
图1是本发明第一和第二两种恒流超滤方法的工艺流程图；
图2是本发明第三种恒流超滤方法的工艺流程图；
图3是实施例1、2、3、4结果的膜透水量随时间的变化曲线图；
图4是实施例1、2、3、4结果的膜平均操作压力随时间的变化曲线图。
1．进水槽  2．生物反应器  3．膜组件   4．出水槽  5．曝气器
6．曝气头  7-1．进水泵    7-2．循环泵            7-3．反清洗泵
7-4．脉冲泵               8-1、8-2、8-3、8-4、8-5、8-6．阀
9-1、9-2、9-3．流量计    10-1、10-2、10-3．压力表
11．温度控制器           12．加热管            13．冷凝管
14．预滤器               15．膜                16．三通阀
◇．恒压控制    △．恒流控制1    □．恒流控制2    ×．恒流控制3
实施例1．
参见图1。通过调节进水泵7-2流量来实现恒流超滤。
(1)．恒流超滤
关闭膜生物反应器的阀8-4、阀8-5和阀8-6，开动进水泵7-1向装有30g活性污泥、有效容积为7升的生物反应器2中注入废水，当活性污泥浓度达到5g／l时完全打开阀8-1、阀8-2、阀8-3和阀8-5，并开动循环泵7-2，开始对活性污泥混合液的超滤，活性污泥混合液经过预处理器14、阀8-5、泵7-2和阀8-1进入膜组件3中，透过膜15的透过液，经膜组件3的透过液出口，通过打开的阀8-3和流量计9-2进入出水槽4中，浓缩的活性污泥经膜组件3的另一出口，通过阀8-2回流到生物反应器2中；然后调节泵7-2流量和阀8-2开关的大小，在压力表10-1和10-2读数平均值不大于0．1MPa的情况下保持流量计9-2与9-3的读数相同，均为4．2升／小时，进行活性污泥的恒流超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头6给生物反应器2中的活性污泥加氧；
(2)．膜的反清洗
在对活性污泥进行恒流超滤一段时间后开始膜的反清洗，先完全打开阀8-2，再调循环泵7-2，使压力表10-1读数在0．05MPa之间，同时关闭阀8-3，打开阀8-6并开动反清洗泵7-3，调节反清洗泵7-3使压力表10-3读数为0．1MPa，开始膜的反清洗，使出水槽4中的一小部分透过液经泵7-3和阀8-6进入膜组件3中，透过液透过膜15经膜组件3的一出口，通过阀8-2进入生物反应器2中，反清洗一段时间后关闭反清洗泵7-3和阀8-6，打开阀8-3，调循环泵7-2流量和阀8-2开关的大小同恒流超滤状态时一样，开始下一个周期的恒流超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头6给生物反应器中的活性污泥加氧。
实施例1的控制参数见表1。膜透水量和平均压力随时间的变化曲线分别见图3和图4中的恒流控制1曲线。
                    表1
    膜材料     聚丙烯腈
生物反应器中污泥浓度(g／l)     5
    透过液中污泥浓度(mg／l)     5
    温度(℃)     26
    膜面积(cm2)     608
    反清洗前膜面流速(m／s)     3．05
    膜透水量(l／h)     4．2
    膜反清洗周期(h)     5
    膜反清洗时间(s)     25
    膜反清洗流量(ml／s)     3．95
从表1数据可计算出，通过调节进水泵7-2流量实现恒流控制时，5小时内膜的透水量共4．2×5=21升，1次反清洗共用水3．95×25×1／1000=0．1升，则5个小时内膜净产水量21-0．1=20．90升。
实施例2．
请参见图1，通过调节透过液阀8-3开关的大小实现恒流超滤。
(1)．恒流超滤
关闭膜生物反应器的阀8-3、阀8-4、阀8-5和阀8-6，开动进水泵7-1向装有30克活性污泥且有效容积为7升的生物反应器2中注入废水，当活性污泥浓度达到5g／l时完全打开阀8-1、阀8-2和阀8-5，并开动循环泵7-2，开始对活性污泥混合液的超滤，活性污泥混合液经过预处理器14、阀8-5、泵7-2和阀8-1进入膜组件3中，透过膜15的透过液，经膜组件3的透过液出口，通过打开的阀8-3和流量计9-2进入出水槽4中，浓缩的活性污泥经膜组件3的另一出口，通过阀8-2回流到生物反应器2中；然后调节泵7-2的流量和阀8-2开关的大小，在压力表10-1和10-2读数平均值等于0．1MPa的情况下，保持膜面流速3．05m／s，随后一直调节阀8-3开关的大小，使流量计9-2与9-3的读数相同，均为4．2升／小时，进行活性污泥的恒流超滤，在此过程中，一直通过风机5和曝气头6给生物反应器2中的活性污泥加氧；
(2)．膜的反清洗
在对活性污泥进行恒流超滤5小时后开始膜的反清洗，先完全打开阀8-2，再调循环泵7-2，使压力表10-1读数在0．1MPa，同时关闭阀8-3，打开阀8-6并开动反清洗泵7-3，调节反清洗泵7-3使压力表10-3读数为0．1MPa，开始膜的反清洗，使出水槽4中的一小部分透过液经泵7-3和阀8-6进入膜组件3中，透过液透过膜15经膜组件3的一出口，通过阀8-2进入生物反应器2中，反清洗25秒后关闭反清洗泵7-3和阀8-6，打开阀8-3，调节循环泵7-2的流量和阀8-2开关的大小同恒流超滤状态时一样，开始下一个周期的恒流超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头6给生物反应器中的活性污泥加氧。
实施例2的控制参数见表2。膜透水量和平均压力随时间的变化曲线分别见图3和图4中的恒流控制2曲线。
                           表2
    膜材料     聚丙烯腈
    生物反应器中污泥浓度(g／l)     5
    透过液中污泥浓度(mg／l)     5
    温度(℃)     26
    膜面积(cm2)     608
    膜面流速(m／s)     3．05
    膜透水量(l／h)     4．2
    膜反清洗周期(h)     5
    膜反清洗时间(s)     25
    膜反清洗流量(ml／s)     3．95
从表2数据可计算出，通过调透过液阀8-3开关的大小来实现恒流控制时，5小时内膜的透水量共4．2×5=21升，1次反清洗共用水3．95×25×1／1000=0．1升，则5个小时内膜净产水量21-0．1=20．90升。
实施例3．
参见图2，用脉冲泵7-4来实现恒流超滤。
1、恒流超滤
关闭膜生物反应器的阀8-4、阀8-5和阀8-6，开动进水泵7-1向装有30克活性污泥、有效容积为7升的生物反应器2中注入废水，当活性污泥浓度达到5g／l时完全打开阀8-1、阀8-2、阀8-3和阀8-5，并开动循环泵7-2，开始对活性污泥混合液的超滤，活性污泥混合液经过预处理器14、阀8-5、泵7-2和阀8-1进入膜组件3中，透过膜15的透过液，经膜组件3的透过液出口，通过打开的阀8-3和流量计9-2进入出水槽4中，浓缩的活性污泥经膜组件3的另一出口，通过阀8-2回流到生物反应器2中；调节泵7-2的流量和阀8-2开关的大小，在膜操作压力即压力表10-1和10-2读数平均值等于0．1MPa的情况下使膜面流速达到3．05米／秒，随后开动脉冲泵7-4并调节泵7-4流量，使流量计9-2与9-3的读数相同，均为4．3升／小时，进行活性污泥的恒流超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头6给生物反应器中的活性污泥加氧；
2、膜的反清洗
在对活性污泥进行恒流超滤5小时后开始膜的反清洗，先完全打开阀8-2，再调循环泵7-2，使压力表10-1读数在0．08MPa，同时关闭泵7-4和阀8-3，打开阀8-6并开动反清洗泵7-3，调节反清洗泵7-3使压力表10-3读数为0．1MPa，开始膜的反清洗，使出水槽4中的一小部分透过液经泵7-3和阀8-6进入膜组件3中，透过液透过膜15经膜组件3的一出口，通过阀8-2进入生物反应器2中，反清洗25秒钟后关闭反清洗泵7-3和阀8-6，打开阀8-3和泵7-4，调泵7-2流量和阀8-2开关的大小同恒流超滤开始时一样，开始下一个周期的恒流超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头6给生物反应器中的活性污泥加氧。
实施例3的控制参数见表3。膜透水量和平均压力随时间的变化曲线分别见图3和图4中的恒流控制曲线。
                               表3
    膜材料     聚丙烯腈
    生物反应器中污泥浓度(g／l)     5
    透过液中污泥浓度(mg／l)     5
    温度(℃)     26
    膜面积(cm2)     608
    膜面流速(m／s)     3．05
    膜透水量(l／h)     4．3
    膜反清洗周期(h)     5
    膜反清洗时间(s)     25
    膜反清洗流量(ml／s)     3．95
从表3数据可计算出，用脉冲泵7-4来实现恒流控制时，5小时内膜的透水量共4．3×5=21．5升，1次反清洗共用水3．95×25×1／1000=0．1升，则5个小时内膜净产水量21．5-0．1=21．4升。
实施例4．
本实施例在分离式膜生物反应器中采用恒压操作，作为比较例。参见图l。
(1)．恒压超滤
关闭膜生物反应器中阀8-4、阀8-5和阀8-6，开动进水泵7-1向装有30克活性污泥、有效容积为7升的生物反应器2中注入废水后，当活性污泥浓度达到5g／l时完全打开阀8-1、阀8-2、阀8-3和阀8-5，开动循环泵7-2，开始对活性污泥混合液的超滤。活性污泥混合液经过预处理器14、阀8-5、泵7-2和阀8-1进入膜组件3中，透过膜15的透过液，经膜组件3的透过液出口，通过打开的阀8-3和流量计9-2进入出水槽4中，浓缩的活性污泥经膜组件3的另一出口，通过阀8-2回流到生物反应器2中；调节泵7-2流量和阀8-2开关的大小，使膜面流速为3．05m／s，膜平均操作压力即压力表10-1和10-2读数的平均值0．1MPa，至此恒压超滤正式开始；恒压超滤过程中不断调整进水泵7-1的流量使生物反应器2的液面保持在6升左右，即保持生物反应器2中活性污泥浓度5g／l不变，在此过程中一直通过风机5和曝气头6给生物反应器中的活性污泥加氧；
(2)．膜的反清洗
在对活性污泥进行恒压超滤1小时后开始膜的反清洗。先完全打开阀8-2，再调泵7-2，使压力表10-1读数大约在0．1MPa，关闭阀8-3，打开阀8-6，并开动反清洗泵7-3，同时调反清洗泵7-3使压力表10-3读数为0．1MPa，开始膜的反清洗，使出水槽4中的一小部分透过液经泵7-3和阀8-6进入膜组件3中，透过液透过膜15经膜组件3的一出口，通过阀8-2进入生物反应器2中，反清洗25秒后关闭反清洗泵7-3和阀8-6，并完全打开阀8-3，调泵7-2流量和阀8-2开关的大小，使膜面流速为3．05m／s，膜平均操作压力0．1MPa，开始下一个周期的恒压超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头6给生物反应器中的活性污泥加氧。
实施例4的控制参数见表4。膜透水量和平均压力随时间的变化曲线分别见图3和图4中的恒压控制曲线。
                           表4
    膜材料     聚丙烯腈
生物反应器中污泥浓度(g／l)     5
    透过液中污泥浓度(mg／l)     5
    膜面积(cm2)     608
    膜面流速(m／s)     3．05
    P平均(MPa)     0．1
    膜反清洗周期(h)     1
    膜反清洗时间(s)     25
    膜反清洗流量(ml／s)     3．95
从图3的膜透水量与时间的关系曲线可以计算出，恒压控制时5个小时内膜的透水量共19．05升，从表4数据又可计算出5次反清洗共用水3．95×25×5／1000=0．49升，则5个小时内膜净产水量19．05-0．49=18．56升。
比较实施例1和实施例4的恒流超滤和恒压超滤，可以发现在相同条件下通过调节循环泵7-2流量来实现恒流超滤时，膜的产水量较恒压超滤时的高12．6％。
比较实施例2和实施例4的恒流超滤和恒压超滤，可以发现在相同条件下通过调节透过液阀8-3开关的大小来实现恒流超滤时，膜的产水量较恒压超滤时的高12．6％。
比较实施例3和实施例4的恒流超滤和恒压超滤，可以发现在相同条件下用脉冲泵7-4来实现恒流超滤时，膜的产水量较恒压超滤时的高15．3％。

Claims (6)

1．一种恒流超滤的方法，其特征在于：
一、调节循环泵(7-2)流量的恒流超滤：
(1)．恒流超滤
关闭膜生物反应器的阀(8-4)、阀(8-5)和阀(8-6)，开动进水泵(7-1)向装有活性污泥的生物反应器(2)中注入废水后，完全打开阀(8-1)、阀(8-2)、阀(8-3)和阀(8-5)，并开动循环泵(7-2)，开始对活性污泥混合液的超滤，活性污泥混合液经过预处理器(14)、阀(8-5)、泵(7-2)和阀(8-1)进入膜组件(3)中，透过膜(15)的透过液，经膜组件(3)的透过液出口，通过打开的阀(8-3)和流量计(9-2)进入出水槽(4)中，浓缩的活性污泥经膜组件(3)的另一出口，通过阀(8-2)回流到生物反应器(2)中；然后调节泵(7-2)流量和阀(8-2)开关的大小，在压力表(10-1)和(10-2)读数平均值不大于0．1MPa的情况下保持流量计(9-2)与(9-3)的读数相同，在此过程中，一直通过风机5和曝气头(6)给生物反应器(2)中的活性污泥加氧；
(2)．膜的反清洗
在对活性污泥进行恒流超滤一段时间后开始膜的反清洗，先完全打开阀(8-2)，再调循环泵(7-2)，使压力表(10-1)读数在0．05-0．1MPa之间，同时关闭阀(8-3)，打开阀(8-6)并开动反清洗泵(7-3)，调反清洗泵(7-3)使压力表(10-3)读数为0．1MPa，开始膜的反清洗，使出水槽(4)中的一小部分透过液经泵(7-3)和阀(8-6)进入膜组件(3)中，透过液透过膜(15)经膜组件(3)的一出口，通过阀(8-2)进入生物反应器(2)中，反清洗一段时间后关闭反清洗泵(7-3)和阀(8-6)，打开阀(8-3)，调节循环泵(7-2)流量和阀(8-2)开关的大小同恒流超滤状态时一样，开始下一个周期的恒流超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头(6)给生物反应器中的活性污泥加氧；
或
二、调节阀(8-3)开关大小的恒流超滤：
(1)．恒流超滤
关闭膜生物反应器的阀(8-3)、阀(8-4)、阀(8-5)和阀(8-6)，开动进水泵(7-1)向装有活性污泥的生物反应器(2)中注入废水后，完全打开阀(8-1)、阀(8-2)和阀(8-5)，并开动循环泵(7-2)，开始对活性污泥混合液的超滤，活性污泥混合液经过预处理器(14)、阀(8-5)、泵(7-2)和阀(8-1)进入膜组件(3)中，透过膜(15)的透过液，经膜组件(3)的透过液出口，通过打开的阀(8-3)和流量计(9-2)进入出水槽(4)中，浓缩的活性污泥经膜组件(3)的另一出口，通过阀(8-2)回流到生物反应器(2)中；然后调节泵(7-2)流量和阀(8-2)开关的大小，在压力表(10-1)和(10-2)读数平均值不大于0．1MPa的情况下保持膜面流速达到实际需要的预定值，随后一直调节阀(8-3)开关的大小，使流量计(9-2)与(9-3)的读数相同，进行活性污泥的恒流超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头(6)给生物反应器(2)中的活性污泥加氧；
(2)．膜的反清洗
在对活性污泥进行恒流超滤一段时间后开始膜的反清洗，先完全打开阀(8-2)，再调循环泵(7-2)，使压力表(10-1)读数在0．05-0．1MPa之间，同时关闭阀(8-3)，打开阀(8-6)并开动反清洗泵(7-3)，调节反清洗泵(7-3)使压力表(10-3)读数为0．1MPa，开始膜的反清洗，使出水槽(4)中的一小部分透过液经泵(7-3)和阀(8-6)进入膜组件(3)中，透过液透过膜(15)经膜组件(3)的一出口，通过阀(8-2)进入生物反应器(2)中，反清洗一段时间后关闭反清洗泵(7-3)和阀(8-6)，打开阀(8-3)，调循环泵(7-2)的流量和阀(8-2)开关的大小同恒流超滤状态时一样，开始下一个周期的恒流超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头(6)给生物反应器中的活性污泥加氧；
或
三、用脉冲泵(7-4)的恒流超滤：
(1)．恒流超滤
关闭膜生物反应器的阀(8-4)、阀(8-5)和阀(8-6)，开动进水泵(7-1)向装有活性污泥的生物反应器(2)中注入废水后，完全打开阀(8-1)、阀(8-2)、阀(8-3)和阀(8-5)，并开动循环泵(7-2)，开始对活性污泥混合液的超滤，活性污泥混合液经过预处理器(14)、阀(8-5)、泵(7-2)和阀(8-1)进入膜组件(3)中，透过膜(15)的透过液，经膜组件(3)的透过液出口，通过打开的阀(8-3)和流量计(9-2)进入出水槽(4)中，浓缩的活性污泥经膜组件(3)的另一出口，通过阀(8-2)回流到生物反应器(2)中；然后调节泵(7-2)流量和阀(8-2)开关的大小，在压力表(10-1)和(10-2)读数平均值不大于0．1MPa的情况下保持膜面流速达到实际需要的预定值，随后开动脉冲泵(7-4)并调节泵(7-4)流量，使流量计(9-2)与(9-3)的读数相同，进行活性污泥的恒流超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头(6)给生物反应器(2)中的活性污泥加氧；
(2)．膜的反清洗
在对活性污泥进行恒流超滤一段时间后开始膜的反清洗，先完全打开阀(8-2)，再调循环泵(7-2)，使压力表(10-1)读数在0．05-0．1MPa之间，同时关闭泵(7-4)和阀(8-3)，打开阀(8-6)并开动反清洗泵(7-3)，调节反清洗泵(7-3)使压力表(10-3)读数为0．1MPa，开始膜的反清洗，使出水槽(4)中的一小部分透过液经泵(7-3)和阀(8-6)进入膜组件(3)中，透过液透过膜(15)经膜组件(3)的一出口，通过阀(8-2)进入生物反应器(2)中，反清洗一段时间后关闭反清洗泵(7-3)和阀(8-6)，打开阀(8-3)和泵(7-4)，调节泵(7-2)流量和阀(8-2)开关的大小同恒流超滤状态时一样，开始下一个周期的恒流超滤，在此过程中一直通过风机5和曝气头(6)给生物反应器(2)中的活性污泥加氧。
2．如权利要求1所述的恒流超滤的方法，其特征在于所述的膜为聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜、磺化聚砜、氯甲基聚砜、醋酸纤维素、聚丙烯、聚乙烯或无机膜。
3．如权利要求1所述的一种恒流超滤的方法专用设备，其分置式分离膜生物反应器包括：进水槽(1)、生物反应器(2)、超滤膜组件(3)、出水槽(4)，其特征在于调节循环泵(7-2)流量的恒流超滤和调节阀(8-3)开关大小的恒流超滤用的设备为：
在生物反应器(2)的一进口与流量计(9-3)连接，流量计(9-3)的另一端与进水泵(7-1)的另一端连接，泵(7-1)的另一端与进水槽(1)连接；在生物反应器(2)的出口通过管线与预滤器(14)连接，预滤器(14)的另一端与阀(8-5)连接，阀(8-5)的另一端连接一泵(7-2)，泵(7-2)的另一端连接一三通阀(16)，三通阀(16)的两边分别连接阀(8-4)和阀(8-1)，阀(8-1)通过管线与膜组件(3)的进口相接，在其管线上安装一压力表(10-1)，在阀(8-1)的两端管线上分别通过管线与流量计(9-1)的两端连接；在膜组件(3)的透过液出口，通过管线与一阀(8-3)连接，在其管线上安装有一压力表(10-3)，阀(8-3)的另一端连接一流量计(9-2)，流量计(9-2)的另一端接出的管线进入出水槽(4)中，出水槽(4)的一出口与一反清洗泵(7-3)连接，泵(7-3)的另一端连接阀(8-6)，阀(8-6)的另一端通过管线与膜组件(3)与阀(8-3)之间的管线相接；膜组件(3)的另一出口，通过管线与阀(8-2)连接，阀(8-2)的另一端连接一通入生物反应器(2)中的管线，在阀(8-2)与膜组件(3)之间的连接管线上有一压力表(10-2)；
或
用脉冲泵(7-4)恒流超滤时，再在阀(8-3)和流量计(9-2)之间加一脉冲泵(7-4)。
4．如权利要求3所述的恒流超滤的方法专用设备，其特征在于所述的生物反应器(2)中还有一给活性污泥充氧的充氧装置和温度控制装置。
5．如权利要求3所述的恒流超滤的方法专用设备，其特征在于所述的充氧装置由曝气器(5)和与之相连的曝气头(6)组成。
6．如权利要求4所述的恒流超滤的方法专用设备，其特征在于所述的温度控制装置为温度控制器(11)、加热管(12)和冷凝管(13)。
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