CN209065509U - 透气膜袋及污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种透气膜袋，包括本体，本体设有不透水的透气部分(1)、与透气部分(1)连通的不透水的通气腔(2)、进出气结构，进出气结构与通气腔(2)连通，节能，提高氧气溶解在水体中的效率，还提出一种污水处理装置，透气膜袋为多个，进气管(6)和出气管(7)分别依序穿过各透气膜袋以将各透气膜袋串联形成整体，节能，同时实现高效地污水处理。

Description

透气膜袋及污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域，具体讲是一种透气膜袋及污水处理装置。

背景技术

好氧生化是处理废水的主要生化技术之一，好氧生化可以直接分解有机物，最终变为水和二氧化碳。对于低COD的废水，例如受污染的河水，好氧是最有效的消除黑臭，提高水质的处理技术。

好氧生化技术分为活性污泥技术和生物膜技术两大类，活性污泥技术通过悬浮的活性好氧菌团(活性污泥)分解处理废水，这些活性污泥需要在后面的二沉池中沉淀后回流到好氧池中的得到连续使用。好氧生物膜技术是在填料介质表面生长微生物，这些固定在填料上的微生物群称为生物膜，当待处理的污水经过这些生物膜时，污水中的污染物会被生物膜吸收和分解，从而得到处理。对于河道水治理，建立带二沉池的处理设施的活性污泥技术非常麻烦，投资也大。生物膜技术相对比较简单，生物膜可以直接放置在河道中处理河水，称之为人工水草。

好氧活性污泥技术和好氧生物膜技术都需要向水体中提供氧气，目前的主流做法为，采用高压鼓风机将将空气鼓入水中，并通过曝气头或曝气管形成比较小的气泡进入水体，气泡中的氧气溶解在水体里。该技术目前有两个不足，第一是由于水深的原因，鼓风机需要比较高的压力，运行能耗高。第二是气泡中的氧气溶解在水体中的效率低，从目前公开资料来看，效率超不过25％。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种透气膜袋，节能，提高氧气溶解在水体中的效率，本实用新型还提供一种污水处理装置，节能，同时实现高效地污水处理。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种透气膜袋，包括本体，本体设有不透水的透气部分、与透气部分连通的不透水的通气腔、进出气结构，进出气结构与通气腔连通。

采用上述结构后，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：具有不透水的通气腔，气体是从通气腔流过，不存在水体的阻力，气体比如空气，这样很低压力的鼓风机就可以实现供气，空气中的氧气是通过气体分压差扩散溶解在水体里的。由于氧气的自动扩散溶解，溶解效率理论接近100％。所以本实用新型在好氧生化过程中，可以节省大量的曝气能耗。

作为改进，本体包括三层夹心结构，中间夹心层为通气腔，其它两层中至少一层为用于形成生物膜的透气部分，这样，结构简单，易于实施。

作为改进，中间夹心层设有导流网，透气部分为透气膜，两片透气膜和中间一片导流网四周焊接在一起形成本体，这样，结构紧凑，透气部分面积最大化，另外，导流网起到引导气流的作用，同时导流网起到一定的骨架作用，较好的撑起透气部分，无需额外的支撑结构设置。

作为改进，导流网设有多个网孔，相邻网孔之间设有连通槽，这样，结构简单，易于实施。

作为改进，透气部分采用疏水微孔膜，这样，满足性能同时，成本低，容易获得。

作为改进，疏水微孔膜在4公斤水压下不透水，同时微孔膜的微孔的孔径等于或大于0.05微米，这样，透气效果好，是一种优选。

作为改进，进出气结构为设于本体的进气孔和出气孔，这样，结构简单，易于实施。

为解决上述技术问题，本实用新型还提出一种污水处理装置，包括透气膜袋，还包括气源、进气管和出气管，透气膜袋为多个，进气管和出气管分别依序穿过各透气膜袋以将各透气膜袋串联形成整体；进气管和出气管与各透气膜袋密封连接，进气管和出气管设有气体流通孔，气体流通孔与对应透气膜袋的通气腔连通。

采用上述结构后，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：以河道为例，在使用时将各透气膜袋串联形成的整体放置在水体中，通过气源将空气经进气管送入各通气腔内，并通过出气管排出，从而形成空气循环。在空气流过通气腔时，空气中的氧气扩散到透气部分的外侧水中，这样透气部分外侧水体中含氧量增加，适合好氧微生物的附着生长，这些微生物生长代谢掉废水或受污染河水中的污染物，从而净化了水质。本实用新型在使用过程中，不需要通过曝气以强行向水体中供氧，而是通过空气中的氧气向水体扩散溶解实现，所以处理受污染河水时运行能耗低。取消曝气后，附着在膜袋外侧的微生物也不容易因曝气损失，避免了微生物的流失，即避免生物膜的流失，能够保障微生物的保有量，从而加快微生物处理污水的速度和增加处理效率的目的。综合上述，节能，同时实现高效地污水处理。

作为改进，进气管在下，出气管在上，这样，更有利于气体流动，另外，进气管、出气管均为两根，下面的两根进气管与上面的两根出气管沿透气膜袋周向呈矩形分布，这样，结构合理，稳固性较好，同时也易于实施。

作为改进，相邻透气膜袋间设有密封套，密封套的一端与一侧的透气膜袋的外表面密封连接，密封套的另一端与另一侧的透气膜袋的外表面密封连接，进气管和出气管均穿过对应密封套，进气管和出气管与各自密封套之间形成通气间隔，该通气间隔与通气腔连通，进气管和出气管位于对应通气间隔的部分设有所述的气体流通孔，这样，结构合理，易于生产和装配，另外由于密封套的轴向长度远大于透气膜袋的厚度，因此气体流通孔的孔径、可设置区域大小均具有优势，气体流量容易做的大，同时便于加工，反之，可加工区域越短，则加工难度越高，所设置的气体流通孔的孔径也无法较大，气体流通孔的数量也无法多。

附图说明

图1为本实用新型透气膜袋的具有局部剖视的主视图。

图2为本实用新型透气膜袋的横截面局部放大示意图。

图3为本实用新型透气膜袋的导流网的放大示意图。

图4为本实用新型污水处理装置的结构示意图。

图5为本实用新型污水处理装置的进气管处的一个密封套的横向剖视示意图。

图中所示，1、透气部分，2、通气腔，3、进气孔，4、出气孔，5、气源，6、进气管，7、出气管，8、气体流通孔，9、第一连通槽，10、第二连通槽，11、网孔，12、第一层膜，13、第二层膜，14、锁紧螺母，15、挡块，16、间隔密封片，17、第一挡板，18、第二挡板，19、导流网，20、密封套，21、凸起，22、通气间隔。

具体实施方式

下面对本实用新型作进一步详细的说明：

本实用新型提供一种透气膜袋，包括本体，本体设有不透水的透气部分1、与透气部分1连通的不透水的通气腔2、进出气结构，进出气结构与通气腔2连通。

本体包括三层夹心结构，中间夹心层为通气腔2，其它两层中至少一层为用于形成生物膜的透气部分1。本例中，其它两层均为用于形成生物膜的透气部分1，分别记为第一层膜12、第二层膜13。

中间夹心层设有导流网19，透气部分1为透气膜，两片透气膜和中间一片导流网19四周焊接在一起形成本体，图1中的虚线框即表示焊接分界线。

导流网19设有多个网孔11，相邻网孔11之间设有连通槽，如图所示，网孔11可以是矩形孔，导流网19呈矩形网格状，连通槽分为第一连通槽9、第二连通槽10，第一连通槽9设于横向的相邻网孔11之间，第二连通槽10设于竖向的相邻网孔11之间。导流网可采用PP，PE，PET等任意一种塑料导流网即可。

导流网的厚度可以是0.2-5毫米，优选为0.5-1毫米，这样，厚薄事宜，既能够满足需要，又不至于太重。

透气部分1采用疏水微孔膜，疏水微孔膜可以为PTFE、聚有机硅、PP、PVC、PVDF等疏水微孔膜，这些疏水微孔膜在4公斤水压下不透水，同时微孔膜的微孔的孔径等于或大于0.05微米，以保证足够的透气速度。当然，也可以通过改造亲水微孔膜得到，比如采用亲水微孔膜通过涂覆疏水材料制作，比较常见的疏水材料包含聚硅类或聚氟类疏水涂料。

进出气结构为设于本体的进气孔3和出气孔4，即在本体上穿孔。

导流网19与其它两层的连接可以采用粘接或焊接，本例采用焊接，这样更利于实现自动化生产；本实用新型透气膜袋可以用一块疏水微孔膜将导流网19整个包覆从而形成三层结构，此时其它两层即为这块疏水微孔膜位于导流网19的两面的部分；也可以对导流网19的两面分别连接一块疏水微孔膜，从而形成三层结构。

本实用新型还提供一种包括透气膜袋的污水处理装置，包括进气管6和出气管7，透气膜袋为多个，进气管6和出气管7分别依序穿过各透气膜袋以将各透气膜袋串联形成整体；进气管6和出气管7与各透气膜袋密封连接，进气管6和出气管7设有气体流通孔8，气体流通孔8与对应透气膜袋的通气腔2连通。

透气膜袋为多个，且沿进出气管依序并列分布形成方阵，这样，形成方阵后，结构紧凑，能够获得更大地处理面积，更加高效地处理污水。

进气管6在下，出气管7在上。进气管6、出气管7均为两根，下面的两根进气管6与上面的两根出气管7沿透气膜袋周向呈矩形分布。

多个透气膜袋和间隔密封片16依次交替穿在进出气管上，两边用挡板挡住，分别为第一挡板17、第二挡板18，第二挡板18作为一端，由设置在进出气管上的挡块15限位，而另一端则用锁紧螺母14对第一挡板17锁紧限位，从而形成平板透气膜组件。这是一种构建平板透气膜组件的技术方案，当然，也可以利用本实用新型的透气膜袋来构建其它透气膜组件。

为了向通气腔2内供气，其中一个例子为，进气管6和出气管7位于各通气腔2内的部分设有气体流通孔8。导流网19采用的结构为：导流网19设有多个网孔11，相邻网孔11之间设有连通槽，如图所示，网孔11可以是矩形孔，导流网19呈矩形网格状，连通槽分为第一连通槽9、第二连通槽10，第一连通槽9设于横向的相邻网孔11之间，第二连通槽10设于竖向的相邻网孔11之间。导流网可采用PP，PE，PET等任意一种塑料导流网即可。

为了向通气腔2内供气，其中另一个例子为，间隔密封片16采用密封套20，即相邻透气膜袋间设有密封套20，密封套20的一端与一侧的透气膜袋的外表面密封连接，密封套20的另一端与另一侧的透气膜袋的外表面密封连接，比如胶水粘接密封，进气管6和出气管7均穿过对应密封套20，进气管6和出气管7与各自密封套20之间形成通气间隔22，该通气间隔22与通气腔2连通，进气管6和出气管7位于对应通气间隔22的部分设有所述的气体流通孔8。密封套20内表面设有周向分布的凸起21，凸起21有利于维持该通气间隔22，还起到对对应进气管6和出气管7的一定的支撑作用。该例中，导流网19就可以相对简单，比如没有第一连通槽9、第二连通槽10，也能够保障较大的流量和通气效率，导流网19可以有网孔11，也可以无需网孔11。以三层夹心结构为例，气体进出路径为，进气管6、进气管6的气体流通孔8、进气侧的通气间隔22、进气管6与膜层之间的间隔、导流网19与膜层之间的间隔、出气管7与膜层之间的间隔、出气侧的通气间隔22、出气管7的气体流通孔8、出气管7。

而挡板侧的密封，则也可以利用密封套20粘接密封，挡板与对应进气管6和出气管7之间的间隔则可用填充物密封，或者设置密封圈密封。

依据上述技术方案的创新构思，通过进一步细化，从而得到一种污水处理装置，即采用0.25米*0.5米，厚度1毫米的透气膜袋100片。在透气膜袋的上下部分别开一个直径4厘米的孔。用直径为4厘米的进出气管各一根，将100片膜袋穿在一起，每片膜袋之间的距离为9毫米，形成一台污水处理装置。该方阵的最终尺寸为0.25*0.5*1米，合计膜的面积约为50平方米。

将该方阵放置在一个受污染的断头河道中，河水水质为劣V类，河道的水面宽度是1.5米，长度为500米，深度1米，共放置20台污水处理装置，每台的间距为25米，并将各污水处理装置的进气管6连上气源5，出气管7的出气端与大气连通，20台污水处理装置的气源5可以共用一台鼓风机，也可以每台污水处理装置均设置一台鼓风机。本例为共用一台鼓风机，选择曝气量为1000立方米每小时的低压鼓风机，功率为250W，经过1天后，就可以观察到透气膜袋外侧表面上有明显的生物膜，河体水中溶解氧达到8mg/L,经过10天的运行，河道内的水质达到IV地表水质，透明度达到50厘米，透气膜袋外填料表面的生物膜达到0.5毫米厚。而采用传统的曝气头曝气器，曝气功率需要最少2KW，采用本污水处理装置的运行功率相对于传统技术，减少很大的运行成本。上述试验效果表明，本实用新型的透气膜袋以及以此为基础的污水处理装置，具有节能、处理效率高的优势，具有非常好的应用前景。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种透气膜袋，其特征在于，包括本体，本体设有不透水的透气部分(1)、与透气部分(1)连通的不透水的通气腔(2)、进出气结构，进出气结构与通气腔(2)连通。

2.根据权利要求1所述的透气膜袋，其特征在于，本体包括三层夹心结构，中间夹心层为通气腔(2)，其它两层中至少一层为用于形成生物膜的透气部分(1)。

3.根据权利要求2所述的透气膜袋，其特征在于，中间夹心层设有导流网(19)，透气部分(1)为透气膜，两片透气膜和中间一片导流网(19)四周焊接在一起形成本体。

4.根据权利要求3所述的透气膜袋，其特征在于，导流网(19)设有多个网孔(11)，相邻网孔(11)之间设有连通槽。

5.根据权利要求1至4任意一项权利要求所述的透气膜袋，其特征在于，透气部分(1)采用疏水微孔膜。

6.根据权利要求5所述的透气膜袋，其特征在于，疏水微孔膜在4公斤水压下不透水，同时微孔膜的微孔的孔径等于或大于0.05微米。

7.根据权利要求1至4任意一项权利要求所述的透气膜袋，其特征在于，进出气结构为设于本体的进气孔(3)和出气孔(4)。

8.一种污水处理装置，包括权利要求1至7中任意一个的透气膜袋，其特征在于，还包括进气管(6)和出气管(7)，透气膜袋为多个，进气管(6)和出气管(7)分别依序穿过各透气膜袋以将各透气膜袋串联形成整体；进气管(6)和出气管(7)与各透气膜袋密封连接，进气管(6)和出气管(7)设有气体流通孔(8)，气体流通孔(8)与对应透气膜袋的通气腔(2)连通。

9.根据权利要求8所述的污水处理装置，其特征在于，进气管(6)在下，出气管(7)在上；进气管(6)、出气管(7)均为两根，下面的两根进气管(6)与上面的两根出气管(7)沿透气膜袋周向呈矩形分布。

10.根据权利要求8所述的污水处理装置，其特征在于，相邻透气膜袋间设有密封套(20)，密封套(20)的一端与一侧的透气膜袋的外表面密封连接，密封套(20)的另一端与另一侧的透气膜袋的外表面密封连接，进气管(6)和出气管(7)均穿过对应密封套(20)，进气管(6)和出气管(7)与各自密封套(20)之间形成通气间隔(22)，该通气间隔(22)与通气腔(2)连通，进气管(6)和出气管(7)位于对应通气间隔(22)的部分设有所述的气体流通孔(8)。