CN202671258U - 重力膜过滤装置 - Google Patents
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Abstract
一种重力膜过滤装置，包括至少一个曝气内压膜过滤器，一原水箱和一产水箱。运行时由原水箱水位重力驱动液体的膜过滤，由产水箱水位重力驱动膜反冲，膜管中的液体错流流量由原水箱与曝气内压管式膜过滤器间气提循环流提供，同时气体对膜表面实现气擦洗。本重力膜过滤装置实现了无水泵膜过滤过程、无水泵膜反洗过程、无水泵错流过程，达到节能目的。本重力膜过滤装置适用于任何水质的膜过滤，包括生物反应器(MBR)生物反应混合液的膜过滤。
Description
技术领域
本发明属于环境保护水处理技术和膜分离技术领域，特别涉及一种利用液体重力实现膜过滤的装置。该种膜过滤方法适用于高悬浮物浓度的液体过滤和膜生物反应器(MBR)。
背景技术
已知技术中中空纤维膜、毛细管膜或管式膜通常组成压力式或浸没式膜过滤器。如美国专利(7517421B2)所述，中空纤维膜、毛细管膜和管式膜外径分别为0.03-0.1mm；0.2-3mm和4-50mm。本实用新型涉内压毛细管膜或管式膜(内径0.2-50mm)，统称内压膜；本实用新型涉及微滤膜和超滤膜，并统称为微孔膜(过滤精度为0.01-1微米)。
已知技术中浸没式膜过滤器特别是膜生物反应器(MBR)就是将膜浸没在被过滤液体中，然后通过抽提泵在中空纤维或毛细管内部形成负压，从而使被过滤液体从外向内透过中空纤维或毛细管壁实现过滤过程。为了避免污染物在浸没式膜过滤器膜表面的沉积，通常需要在膜过滤器的底端附近设置爆气装置，以便利用气体在膜表面带来的气体和液体的流动减低膜表面污染物的浓度。由于膜产水侧负压的作用，膜外表面附着的污泥颗粒趋于干化，而干化污泥又将吸附其它污泥颗粒，产生膜表面污泥化现象。另外气体对浸没式膜表面的擦洗通常是不均匀的。
为了解决膜表面污染问题，中国专利(200510126217.8)揭示了利用气提循环流提高外压浸没式膜表面液体流速的方法。该专利利用重力实现浸没式膜过滤，因而避免了负压泵的使用。然而该方法仅限于外压浸没式的膜过滤方式。当浸没式膜过滤器清洗时需要将膜过滤器从池体中提吊出来，然后再浸没到清洗液中清洗，这一过程显然是困难和繁琐的。该专利描述的设计中吊出膜组件比常规浸没式膜过滤这种更为困难，气体对浸没式膜表面的擦洗更不均匀。
已知技术中有内压(液体由内向外经过膜过滤)管式膜过滤器和分置式MBR，这种技术是利用给水泵压力实现膜过滤。为了减低管式膜过滤器膜表面的污染，这种技术使用浓水循环泵将处理量十几或几十倍的浓水循环以获得膜表面液体的流速。这一技术最大问题是 耗能高。
已知技术用有用供水泵为内压管式膜供水，再在供水管道中加气以提高气水混合物在膜表面流速的方法，但是这一方法中液体流量受给水泵限制，液体错流流量小，给水泵耗能高。
中国专利爆气内压膜过滤器(专利号ZL 200820132831.4)揭示了一种利用膜过滤器内部设置曝气装置对膜表面气擦洗以减缓膜表面污染的技术方案。
由此可见，已知技术中缺乏气提循环的分置式膜生物反应器或重力过滤的内压膜过滤装置。
发明内容
本发明要解决现有技术中分置式膜生物反应器耗能高的技术问题，揭示一种重力驱动的内压膜过滤装置。
本实用新型重力膜过滤装置包括至少一个曝气内压膜过滤器、一入水母管、一回水母管、一产水母管、一供气母管，一原水箱和一产水箱；所述至少一个曝气内压膜过滤器的入水管、浓水管、产水管和供气管分别与所述入水母管、回水母管、产水母管和供气母管连接，所述的入水母管和回水母管分别与原水箱的上部和中部相接，所述入水母管上安装有一个入水截止阀、一个旁路和旁路上的反洗排放阀，所述回水母管上安装有一个回水截止阀，所述供气母管上安装有一个供气截止阀；所述入水母管、回水母管和供气母管上分别安装有一个截止阀；所述产水母管与产水箱下部连接，所述产水母管上有至少一个排气阀；所述原水箱和产水箱的最高水位均高于所述曝气内压膜过滤器顶部0.2-10米，原水箱中下部设有原水阀，产水箱下部设有产水阀。
运行时由原水箱水位重力驱动液体的膜过滤，由产水箱水位重力驱动膜反冲，膜管中的液体错流流量由原水箱与内压管式膜组件间气提循环流提供，同时气体对膜表面实现气擦洗。
本实用新型的有益效果就是实现了无水泵膜过滤过程、无水泵膜反洗过程和无水泵错流过程，达到节能目的。本重力膜过滤装置适用于任何水质的膜过滤，包括生物反应器(MBR)生物反应混合液的膜过滤。
附图说明
图1是本实用新型重力膜过滤装置运行示意图。
图2是本实用新型重力膜过滤装置反洗示意图。
图1、图2中100.重力膜过滤装置，110.曝气内压膜过滤器，111.内压膜，112.入水管，113.浓水管，114.产水管，115.供气管，120.入水母管，130.回水母管，140.产水母管，150.供气母管，121.入水截止阀，122.反洗排放阀，131.回水截止阀，141.排气阀，151.供气截止阀，200.原水箱，220.原水阀，210.原水箱最高水位，300.产水箱，310.产水箱最高水位，320.产水阀
具体实施方式
图1、图2所示本实用新型重力膜过滤装置(100)包括至少一个曝气内压膜过滤器(110)、一入水母管(120)、一回水母管(130)、一产水母管(140)、一供气母管(150)，一原水箱(200)和一产水箱(300)；所述至少一个曝气内压膜过滤器(110)的入水管(112)、浓水管(113)、产水管(114)和供气管(115)分别与所述入水母管(120)、回水母管(130)、产水母管(140)和供气母管(150)连接，所述入水母管(120)和回水母管(130)分别与原水箱(200)的上部和中部相接，所述入水母管(120)上安装有一个入水截止阀(121)、一个旁路和旁路上的反洗排放阀(122)，所述回水母管(130)上安装有一个回水截止阀(131)；所述供气母管(150)上安装有一个供气截止阀(151)；所述产水母管(120)与产水箱(300)下部连接，所述产水母管(120)上有至少一个排气阀(141)；所述原水箱(200)和产水箱(300)的最高水位(210和310)均高于所述曝气内压膜过滤器(110)顶部0.2-10米，原水箱(200)中下部设有原水阀(220)，产水箱(300)下部设有产水阀(320)。
参见图1，该重力膜过滤装置(100)运行时，通过原水阀(220)向原水箱(200)供水，通过供气阀(151)向曝气内压膜过滤器供气，打开入水截止阀(121)、回水截止阀和排气阀(141)、关闭反洗排放阀(122)，待产水母管(140)中气体排放完成后关闭排气阀(141)，系统通过原水箱水位(210)与产水箱水位(311)形成的压力差ΔP驱动过滤，调节产水阀(320)流量以控制膜通量在合适范围内；曝气装置(112)向曝气内压膜过滤器(110)及浓水管(113)曝气，实现曝气内压膜过滤器(110)与原水箱之间的气 提循环流，由于重力膜过滤器(110)中的内压膜(111)内表面同时获得气擦洗和气提循环流冲洗，而大大减低了膜表面的污染。
参见图2，该重力膜过滤装置(100)反冲时，关闭产水阀(151)，待产水箱水为上升达到或接近产水箱最高水位(310)时，关闭曝气阀(151)、入水截止阀(131)、回水截止阀(131)和原水阀(220)、打开反洗排放阀(122)，利用产水箱水位(311)与反洗排放阀(122)之间水位差形成的压差ΔP’实现对曝气内压膜过滤器(110)的反洗，然后打开曝气阀(151)，快速将曝气内压膜过滤器(110)内水排空，然后开始运行过程。其中反洗水排放或回流到前级处理(如MBR工艺中的生物反应器)。必要时打开排泥阀(230)排除原水箱中沉降的污泥，或将该污泥回流到前级水处理系统(如MBR工艺中的生物反应器)中。当然反洗过程也可以通过在产水母管(140)上安装反洗水泵实现反洗。
在一定通量下，微滤或超滤膜过滤跨膜压差通常为2-10米水柱，特殊工艺制造的微滤膜跨膜压差可以低至0.2米水柱。所述原水箱(200)和产水箱(300)的最高水位(210和310)均高于所述曝气内压膜过滤器(110)顶部0.2-10米，以获得膜过滤和膜反冲的压力要求。
所述入水母管(120)与原水箱(200)的中部相接，所述原水阀(220)设在原水箱(200)中下部。这样有利于原水中的悬浮物的沉淀和排放。
所述产水阀(320)设在产水箱(300)下部以利于产水箱水位和过滤通量的控制。
所述回水母管(130)分别与原水箱(200)的上部相接，以利于气提循环流的形成和高效。
Claims (5)
1.一种重力膜过滤装置(100)其特征在于包括至少一个曝气内压膜过滤器(110)、一入水母管(120)、一回水母管(130)、一产水母管(140)、一供气母管(150)，一原水箱(200)和一产水箱(300)；所述至少一个曝气内压膜过滤器(110)的入水管(112)、浓水管(113)、产水管(114)和供气管(115)分别与所述入水母管(120)、回水母管(130)、产水母管(140)和供气母管(150)连接，所述入水母管(120)和回水母管(130)分别与原水箱(200)的上部和中部相接，所述入水母管(120)上安装有一个入水截止阀(121)、一个旁路和旁路上的反洗排放阀(122)，所述回水母管(130)上安装有一个回水截止阀(131)；所述供气母管(150)上安装有一个供气截止阀(151)；所述产水母管(120)与产水箱(300)下部连接，所述产水母管(120)上有至少一个排气阀(141)；所述原水箱(200)和产水箱(300)的最高水位(210和310)均高于所述曝气内压膜过滤器(110)顶部0.2-10米，原水箱(200)中下部设有原水阀(220)，产水箱(300)下部设有产水阀(320)。
2.根据权利要求1所述一种重力膜过滤装置(100)，其特征还在于所述原水箱(200)和产水箱(300)的最高水位(210和310)均高于所述曝气内压膜过滤器(110)顶部0.2-10米。
3.根据权利要求1所述一种重力膜过滤装置(100)，其特征还在于所述入水母管(120)与原水箱(200)的中部相接，所述原水阀(220)设在原水箱(200)中下部。
4.根据权利要求1所述一种重力膜过滤装置(100)，其特征还在于所述产水阀(320)设在产水箱(300)下部。
5.根据权利要求1所述一种重力膜过滤装置(100)，其特征还在于所述回水母管(130)分别与原水箱(200)的上部相接。
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