CN206359317U - 用于mbr膜组件的往复运动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及污水处理技术，具体涉及一种用于MBR膜组件的往复运动装置。包括驱动电机、曲柄滑块机构、行走装置和轨道；所述曲柄滑块机构的一端连接驱动电机的输出端，另一端连接行走装置；驱动电机驱动曲柄滑块机构带动行走装置往复运动；所述行走装置包括顶部框架和行走轮；所述顶部框架包括与往复运动方向平行的前梁和后梁，以及与往复运动方向垂直的左侧梁和右侧梁；所述曲柄滑块机构与左侧梁或右侧梁连接；所述前梁和后梁的底部分别安装有至少两个行走轮；所述行走装置用于吊装MBR膜组件；所述轨道设置在前梁和后梁的底部正下方，使行走轮可在轨道上滚动从而带动膜组件在水平方向上往复运动。

Description

用于MBR膜组件的往复运动装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术，具体涉及一种用于MBR膜组件的往复运动装置。

背景技术

膜-生物反应器(Membrane Bio-Reactor，MBR)为膜分离技术与生物处理技术有机结合的废水处理系统，是一门新兴技术，也称作膜分离活性污泥法。最早出现在20世纪70年代，目前在世界范围内得到广泛应用。该技术以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物，不仅有效达到了泥水分离的目的，而且在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。与传统的生化水处理技术相比，MBR工艺运行管理方便，占地面积少，处理水质稳定，具有优良的脱氮效果，但所需曝气产生的能耗较高。

目前，用于污水处理的MBR装置的膜组件多采用传质阻力很小的中空纤维膜进行固液分离，水分子能够穿过中空纤维膜进入中空纤维膜构成的管腔内而被回收利用，污泥及细菌则被截留在中空纤维膜的外表面。在污水处理过程中，由于膜组件处于静止状态，容易造成中空纤维膜的外表面污染或堵塞，因此，常规做法是通过鼓风机在膜的底部通入空气，一方面气流上升产生的湍流对中空纤维膜的外表面产生擦洗作用，从而可连续清除掉膜表面上粘附的固体物质，防止或降低膜的污染或堵塞；另一方面这种气流同时也具有曝气作用，可提供生物降解所需要的大部分耗氧量。然而，常规MBR装置的汽水比为15:1～20:1，耗能较大，用于大批量处理生活污水和工业废水时，成本太高。因此，有必要研发一种新型MBR膜系统，既能有效防止滤膜表面被污染和堵塞，又能显著降低能耗，从而广泛用于污水处理。

实用新型内容

为解决MBR滤膜外表面易污染和堵塞而曝气方法能耗高的问题，本实用新型提供一种用于MBR膜组件的往复运动装置，该装置利用曲柄滑块机构带动膜组件在水平方向上进行往复运动，使膜管与污水产生冲击、碰撞、摩擦，从而实现膜表面的自清洗。

一方面，本实用新型提供一种用于MBR膜组件的往复运动装置，其特征在于，包括驱动电机、曲柄滑块机构、行走装置和轨道；

所述曲柄滑块机构的一端连接驱动电机的输出端，另一端连接行走装置；所述驱动电机驱动所述曲柄滑块机构带动所述行走装置往复运动；

所述行走装置包括顶部框架和行走轮；所述顶部框架包括与所述往复运动方向平行的前梁和后梁，以及与所述往复运动方向垂直的左侧梁和右侧梁；所述曲柄滑块机构与所述左侧梁或右侧梁连接；所述前梁和后梁的底部分别安装有至少两个行走轮；所述行走装置用于吊装所述MBR膜组件；

所述轨道设置在所述前梁和后梁的底部正下方，使所述行走轮可在所述轨道上滚动从而带动所述MBR膜组件在水平方向上往复运动。

本实用新型的往复运动装置，可用于浸没式膜生物反应器，包括板式和中空纤维式的浸没式膜生物反应器。利用曲柄滑块机构实现转动和移动的转换，通过驱动电机驱动曲柄滑块机构中曲柄的转动，从而带动行走装置在轨道上进行水平方向的往复运动。通过机械连接机构连接所述行走装置和膜组件，将膜组件吊装在行走装置上，随行走装置往复运动。由于曲柄滑块机构具有急回的特性，瞬间加速度大，使膜组件在往复运动过程中与污水产生冲击、碰撞和摩擦，从而实现膜表面的擦洗，防止膜表面的污染和堵塞。因此，可以不使用曝气装置，大幅降低运行成本，市场前景巨大。

所采用的曲柄滑块机构为低副机构，制造十分方便，承载能力较大，不易磨损，两构件之间一般为几何封闭，保证了工作的可靠性。可以采用同心曲柄滑块机构或偏置曲柄滑块机构。所述曲柄滑块机构与行走装置之间可以是可拆卸连接，例如螺栓连接；也可以是固定连接，例如焊接。所述前梁和后梁的底部分别安装有行走轮，综合考虑顶部框架的尺寸和承载力等因素，选择合适数量的行走轮。优选地，所述驱动电机通过电机支架固定在建筑物上，所述轨道通过轨道支架水平地固定在建筑物上，行走轮卡在轨道上，使行走装置能够平稳地进行往复运动，不易脱轨。

优选地，所述左侧梁或右侧梁的中部设有用于连接所述曲柄滑块机构的框架连接部件。

优选地，所述曲柄滑块机构包括曲柄、曲柄连杆、滑动连杆和滑动连杆固定座；所述曲柄的一端连接所述驱动电机的输出端，另一端与所述曲柄连杆通过销子连接；所述滑动连杆的一端与所述曲柄连杆通过销子连接，另一端连接所述行走装置；所述滑动连杆固定座安装在所述滑动连杆上并固定在建筑物上，用于消除曲柄转动时产生的上下振动。

驱动电机驱动曲柄转动，通过曲柄连杆将转动转换为移动，带动滑动连杆并进一步带动行走装置在水平方向上做往复运动。所述滑动连杆固定座通过刚性固定来消除曲柄绕着电机输出端转动时产生的上下振动。

另一方面，本实用新型提供一种具有往复运动装置的MBR膜系统，包括膜组件，所述膜组件包括膜组件支架和与之相连的膜管，其特征在于，还包括设置在所述膜组件顶部的任一上述的往复运动装置，所述膜组件吊装在所述往复运动装置上。

优选地，还包括搅泥装置，所述搅泥装置安装在所述膜组件支架的底部，可被往复运动的所述膜组件带动从而对膜池底部沉积的污泥进行搅动。

在污水处理过程中，污泥很容易沉积在膜池底部，不利于生物降解。采用搅泥装置，借助膜组件的往复运动，将膜池底部沉积的污泥掀起来，使活性污泥呈悬浮状态，增加污泥中的氧气含量，加快好氧微生物的代谢，从而提高污泥中有机物的降解速率。

优选地，所述搅泥装置包括泥刷以及用于安装在所述膜组件支架底部的泥刷安装部件；所述泥刷与泥刷安装部件之间可拆卸连接。

所述泥刷安装部件与膜组件支架底部为可拆卸连接或固定连接。泥刷和泥刷安装部件优选采用耐腐蚀、耐磨材料制作，以延长使用寿命。泥刷磨损严重时，可以十分方便地拆卸和更换。

优选地，包括至少两个相互独立的膜组件；所述左侧梁和右侧梁之间设有至少一根连接左侧梁和右侧梁且平行于前梁和后梁的横梁，用于将所述至少两个相互独立的膜组件吊装在所述行走装置上；所述横梁的底部安装有至少两个行走轮；每根横梁底部正下方设有一条轨道，使所述行走轮可在所述轨道上滚动从而带动所述膜组件在水平方向上往复运动。

每增加一个膜组件，则增加一根横梁。由于膜组件相互独立，因此，当其中一个膜组件发生故障时，只需将其单独吊出来，进行安装或者维修，不影响其它膜组件的正常作业，保证污水的连续处理。

优选地，还包括滤水管，所述滤水管与膜管之间通过抽吸支管密封连通，用于收集所述膜管内的过滤水。

优选地，还包括曝气装置，所述曝气装置包括曝气管和曝气鼓风机，所述曝气管的一端开口设置于所述膜管底部，另一端连接所述曝气鼓风机。

在一些实施例中，为了提高活性污泥的生物降解效率，可以在膜系统中设置曝气装置，必要时向膜池中鼓入空气。

优选地，所述膜管为中空纤维膜。

综上，本实用新型提供的具有往复运动装置的MBR膜系统，与传统的MBR工艺相比，具有以下优点：

1、安装、维修方便：每套MBR膜系统可以包括一个或多个膜组件，每个膜组件可以单独安装或者维修。

2、能耗低：采用低功率的驱动电机，能耗约为传统MBR工艺所需曝气鼓风机的30～40％。

3、运行平稳：采用低副的曲柄滑块机构，使MBR膜组件在轨道上进行具有急回特性的往复运动，平稳可靠。

附图说明

图1.本实用新型典型实施例中MBR膜系统的主视图；

图2.本实用新型典型实施例中MBR膜系统的侧视图；

图3.本实用新型典型实施例中MBR膜系统的俯视图；

其中，1-膜组件，2-膜组件支架，3-膜管，4-驱动电机，5-前梁，6-后梁，7-左侧梁，8-右侧梁，9-框架连接部件，10-行走轮，11-轨道，12-曲柄，13-曲柄连杆，14-滑动连杆，15-滑动连杆固定座，16-搅泥装置，17-滤水管，18-曝气管，19-电机支架，20-轨道支架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步详细说明，需要理解的是，下述实施例仅作为解释和说明，不以任何方式限制本实用新型的范围。

本实用新型提供一种用于MBR膜组件的往复运动装置，其特征在于，包括驱动电机4、曲柄滑块机构、行走装置和轨道11；所述曲柄滑块机构的一端连接驱动电机的输出端，另一端连接行走装置；所述驱动电机驱动所述曲柄滑块机构带动所述行走装置往复运动；所述行走装置包括顶部框架和行走轮10；所述顶部框架包括与所述往复运动方向平行的前梁5和后梁6，以及与所述往复运动方向垂直的左侧梁7和右侧梁8；所述曲柄滑块机构与所述左侧梁或右侧梁连接；所述前梁和后梁的底部分别安装有至少两个行走轮；所述行走装置用于吊装所述MBR膜组件；所述轨道设置在所述前梁和后梁的底部正下方，使所述行走轮可在所述轨道上滚动从而带动所述MBR膜组件在水平方向上往复运动。

本实用新型的往复运动装置，可以选用低功率电机，能耗约为现有曝气鼓风机的30～40％，大大降低了成本。所述曲柄滑块机构可以采用同心曲柄滑块机构或偏置曲柄滑块机构。所述曲柄滑块机构与行走装置之间可以是可拆卸连接，例如螺栓连接；也可以是固定连接，例如焊接。所述前梁的底部和后梁的底部分别安装有至少两个行走轮，综合考虑顶部框架的尺寸和承载力等因素，选择合适数量的行走轮。

其工作原理是：利用曲柄滑块机构实现转动和移动的转换，通过驱动电机驱动曲柄滑块机构中曲柄的转动，从而带动行走装置在轨道上进行水平方向的往复运动。通过机械连接机构连接所述行走装置和膜组件，将膜组件平衡地吊装在行走装置上，随行走装置进行往复运动。由于曲柄滑块机构具有急回的特性，瞬间加速度大，使膜组件在往复运动过程中与污水产生冲击、碰撞和摩擦，从而实现膜表面的自清洗，防止膜表面的污染和堵塞。

本实用新型的往复运动装置，可用于浸没式膜生物反应器，包括板式和中空纤维式的浸没式膜生物反应器。

在一些实施例中，所述顶部框架上设有多个框架吊点，用于将MBR膜组件吊装在行走装置上。

在优选实施例中，所述顶部框架为矩形框架，所述前梁的底部和后梁的底部分别对称地安装有至少两个行走轮。

在一些实施例中，所述左侧梁或右侧梁的中部设有用于连接所述曲柄滑块机构的框架连接部件9。

在一些实施例中，所述曲柄滑块机构包括曲柄12、曲柄连杆13、滑动连杆14和滑动连杆固定座15；所述曲柄的一端连接所述驱动电机的输出端，另一端与所述曲柄连杆通过销子连接；所述滑动连杆的一端与所述曲柄连杆通过销子连接，另一端连接所述行走装置；所述滑动连杆固定座安装在所述滑动连杆上并固定在建筑物上，用于消除曲柄转动时产生的上下振动。驱动电机驱动曲柄转动，通过曲柄连杆将转动转换为移动，带动滑动连杆并进一步带动行走装置在水平方向上做往复运动。所述滑动连杆固定座能够消除往复运动过程中产生的振动。

在一些实施例中，所述滑动连杆固定座包括底座和上盖，所述底座与上盖相连接的一侧具有凹槽，所述凹槽与滑动连杆相匹配。在一些实施例中，在膜池的池壁上打化学锚栓固定一根横梁，将底座焊接在横梁上，然后将滑动连杆放入底座的凹槽内，盖上上盖，用螺栓拧紧上盖和底座。

在一些实施例中，所述驱动电机通过电机支架19固定在建筑物上，所述轨道通过轨道支架20水平地固定在建筑物上，行走轮卡在轨道上，使行走装置能够平稳地进行往复运动，不会产生脱轨。

在一些实施例中，所述电机支架采用Q235钢制成，所述行走装置采用ZG310-570钢制成，受冲击性能好，耐磨损；所述轨道采用55Q钢制成，轨道支撑部件采用Q235钢板焊接制成，承压性能好。

在一些实施例中，所述行走轮的轴承与前梁或后梁之间为可拆卸连接，例如螺栓连接。

本实用新型还提供一种具有往复运动装置的MBR膜系统，包括膜组件1，所述膜组件包括膜组件支架2和与之相连的膜管3，其特征在于，还包括设置在所述膜组件顶部的任一上述的往复运动装置，所述膜组件吊装在所述往复运动装置上。

在一些实施例中，所述膜组件支架的顶部设有多个支架吊装点，所述往复运动装置的顶部框架上设有多个框架吊点，通过机械连接机构连接所述支架吊装点和所述框架吊点，从而将所述膜组件吊装在所述往复运动装置上。

在优选实施例中，所述膜组件支架的顶部对称地设有多个支架吊装点；所述框架吊点的设置位置与支架吊装点的设置位置相对应，以利于将膜组件平衡地吊装在所述往复运动装置上。

在一些实施例中，还包括搅泥装置16，所述搅泥装置安装在所述膜组件支架的底部，可被往复运动的所述膜组件带动从而对膜池底部沉积的污泥进行搅动。在污水处理过程中，污泥很容易沉积在膜池底部，不利于生物降解。采用搅泥装置，借助膜组件的往复运动，将膜池底部沉积的污泥掀起来，使活性污泥呈悬浮状态，增加污泥中的氧气含量，加快好氧微生物的代谢，从而提高污泥中有机物的降解速率。

在一些实施例中，所述搅泥装置包括泥刷以及用于安装在所述膜组件支架底部的泥刷安装部件；所述泥刷与泥刷安装部件之间可拆卸连接。所述泥刷安装部件与膜组件支架底部可以是可拆卸连接，例如螺栓连接；也可以是固定连接，例如焊接。泥刷和泥刷安装部件优选采用耐腐蚀、耐磨材料制作，以延长使用寿命。泥刷磨损严重时，可以十分方便地拆卸和更换。

在一些实施例中，所述泥刷为排刷，长度与膜组件支架底部的侧边边长相当，优选地，每个膜组件支架底部包括2个排刷，分别设置在所述膜组件支架底部与往复运动方向垂直的两个侧边。

在一些实施例中，所述泥刷采用PVC板和尼龙66制成，所述泥刷安装部件采用304不锈钢制成，耐腐蚀性能好。

在一些实施例中，包括至少两个相互独立的膜组件；所述左侧梁和右侧梁之间设有至少一根连接左侧梁和右侧梁且平行于前梁和后梁的横梁，用于将所述至少两个相互独立的膜组件吊装在所述行走装置上；所述横梁的底部安装有至少两个行走轮；每根横梁底部正下方设有一条轨道，使所述行走轮可在所述轨道上滚动从而带动所述膜组件在水平方向上往复运动。

每增加一个膜组件，则在左侧梁和右侧梁之间增设一根横梁，即2个膜组件，设1根横梁；3个膜组件，设2根横梁；4个膜组件，设3根横梁；依此类推。位于中间的膜组件吊装在其上方相邻的两根横梁上，位于两侧的膜组件，其一侧吊装在前梁或后梁上，另一侧吊装在与前梁或后梁相邻的横梁上。由此将多个膜组件连接为一体，共用一套行走装置，同时进行往复运动，实现膜系统的自清洗。由于膜组件相互独立，因此，当其中一个膜组件发生故障时，只需将其单独吊出来，进行安装或者维修，不影响其它膜组件的正常作业，保证污水的连续处理。

在一些实施例中，所述横梁上设有多个横梁吊点，所述膜组件支架的顶部设有多个支架吊装点，所述横梁吊点的设置位置与所述支架吊装点的设置位置相匹配，以利于将所述膜组件平衡地吊装在所述行走装置上。

在一些实施例中，还包括滤水管17，所述滤水管与膜管之间通过抽吸支管密封连通，用于收集所述膜管内的过滤水。将膜组件放于膜池中，污水进入膜池，通过水泵的负压抽吸方式，将膜池中的污泥混合液中的清水，通过膜组件的中空纤维膜上的微孔过滤而抽出，并送至排放管，排放或者回用干净的水过滤后抽出，浓缩的污泥混合液送到生物反应器中。

在一些实施例中，还包括曝气装置，所述曝气装置包括曝气管18和曝气鼓风机，所述曝气管的一端开口设置于所述膜管底部，另一端连接所述曝气鼓风机。必要时向膜池中鼓入空气，从而提高活性污泥的生物降解效率。

在一些实施例中，所述膜管优选为中空纤维膜。优选地，所述膜管采用加强型中空纤维制成，抗拉强度大，耐腐蚀性能好。

Claims (10)

1.用于MBR膜组件的往复运动装置，其特征在于，包括驱动电机、曲柄滑块机构、行走装置和轨道；

所述曲柄滑块机构的一端连接驱动电机的输出端，另一端连接行走装置；所述驱动电机驱动所述曲柄滑块机构带动所述行走装置往复运动；

所述行走装置包括顶部框架和行走轮；所述顶部框架包括与所述往复运动方向平行的前梁和后梁，以及与所述往复运动方向垂直的左侧梁和右侧梁；所述曲柄滑块机构与所述左侧梁或右侧梁连接；所述前梁和后梁的底部分别安装有至少两个行走轮；所述行走装置用于吊装所述MBR膜组件；

所述轨道设置在所述前梁和后梁的底部正下方，使所述行走轮可在所述轨道上滚动从而带动所述MBR膜组件在水平方向上往复运动。

2.根据权利要求1所述的往复运动装置，其特征在于，所述左侧梁或右侧梁的中部设有用于连接所述曲柄滑块机构的框架连接部件。

3.根据权利要求1所述的往复运动装置，其特征在于，所述曲柄滑块机构包括曲柄、曲柄连杆、滑动连杆和滑动连杆固定座；所述曲柄的一端连接所述驱动电机的输出端，另一端与所述曲柄连杆通过销子连接；所述滑动连杆的一端与所述曲柄连杆通过销子连接，另一端连接所述行走装置；所述滑动连杆固定座安装在所述滑动连杆上并固定在建筑物上，用于消除曲柄转动时产生的上下振动。

4.具有往复运动装置的MBR膜系统，包括膜组件，所述膜组件包括膜组件支架和与之相连的膜管，其特征在于，还包括设置在所述膜组件顶部的权利要求1-3任一所述的往复运动装置，所述膜组件吊装在所述往复运动装置上。

5.根据权利要求4所述的MBR膜系统，其特征在于，还包括搅泥装置，所述搅泥装置安装在所述膜组件支架的底部，可被往复运动的所述膜组件带动从而对膜池底部沉积的污泥进行搅动。

6.根据权利要求5所述的MBR膜系统，其特征在于，所述搅泥装置包括泥刷以及用于安装在所述膜组件支架底部的泥刷安装部件；所述泥刷与泥刷安装部件之间可拆卸连接。

7.根据权利要求4所述的MBR膜系统，其特征在于，包括至少两个相互独立的膜组件；

所述左侧梁和右侧梁之间设有至少一根连接左侧梁和右侧梁且平行于前梁和后梁的横梁，用于将所述至少两个相互独立的膜组件吊装在所述行走装置上；

所述横梁的底部安装有至少两个行走轮；每根横梁底部正下方设有一条轨道，使所述行走轮可在所述轨道上滚动从而带动所述膜组件在水平方向上往复运动。

8.根据权利要求4所述的MBR膜系统，其特征在于，还包括滤水管，所述滤水管与膜管之间通过抽吸支管密封连通，用于收集所述膜管内的过滤水。

9.根据权利要求4所述的MBR膜系统，其特征在于，还包括曝气装置，所述曝气装置包括曝气管和曝气鼓风机，所述曝气管的一端开口设置于所述膜管底部，另一端连接所述曝气鼓风机。

10.根据权利要求4-9任一所述的MBR膜系统，其特征在于，所述膜管为中空纤维膜。