CN214495846U - 一种mbr膜组件试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种MBR膜组件试验装置，用于MBR膜组件的通量测试，它包括主箱体以及安装于主箱体内的测试控制系统，它还包括形成于主箱体上的用以承接外部污水的污水池、清水池以及用以承接污水池内过量污水的污水溢流池，固定于污水池内的MBR膜组件本体，分别连通清水池以及MBR膜组件本体两端的产水系统和反洗系统，分别连通污水池和污水溢流池的补水系统，在产水作业时，通过补水系统将污水溢流池内的污水重新汇入污水池内，产水系统、反洗系统以及补水系统的产水、反洗以及补水作业均由测试控制系统控制。本技术方案可以在长时间运行的情况下准确的测量MBR膜组件通量的衰减率，并据此得到准确的有效工作时长，且能够防止MBR膜组件本体的有效工作时长缩减。

Description

一种MBR膜组件试验装置

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域，更具体讲的是一种MBR膜组件试验装置。

背景技术

MBR又称膜生物反应器，是一种将膜分离技术与传统的污水生物处理工艺有机结合的新型高效的污水处理备,MBR工艺主要是利用膜分离技术将污水中的活性菌种和大分子有机物质截留，能够有效实现固液分离，极大的提高出水水质，并且可以缩小反应器的容积，其中，MBR 膜组件是最为关键的部件，使用时其内部产生负压从而令水自其表面微孔通入内管中，而污水中的悬浮物则被阻挡在其外部，达到过滤的目的，它的主要作用就是截留活性菌种、提高反应器效率、缩短反应时间并提高优质的反应出水，且出水水质优质，应用前景十分广阔。

在研发过程中需要对多个MBR膜组件进行多次反复的试验，由于MBR膜组件针对不同污染物的过滤效果不一，而其过滤效果与MBR膜组件的通量有着密切关联，且MBR膜组件通量的衰减变化决定了其有效工作时长。

目前的MBR膜组件在持续一定的测试时间后，由于MBR膜组件的内管会产生负压，负压作用使得悬浮物会附着于MBR膜组件的外表面，造成用以通水的外表面微孔堵塞，严重缩短了MBR 膜组件的有效工作时长，且在试验过程中，由于MBR膜组件的封闭性，使用者无法知晓MBR膜组件的具体通量，即无法知晓MBR膜组件是否已达到有效工作时长，对此，拆卸整个MBR膜组件测量通量，但用于试验的MBR膜组件数量较大，逐个拆卸非常不方便；或是凭借试验者的直觉和经验预估，因此导致测试的结果极不准确，无法正确的了解所测试的MBR膜组件准确的有效工作时长。

实用新型内容

针对以上情况，为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种可以在长时间运行的情况下准确的测量MBR膜组件通量的衰减率，并据此得到准确的有效工作时长，且能够防止有效工作时长缩减的MBR膜组件试验装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

一种MBR膜组件试验装置，用于MBR膜组件的通量测试，它包括主箱体以及安装于主箱体内的测试控制系统，它还包括形成于主箱体上的用以承接外部污水的污水池、清水池以及用以承接污水池内过量污水的污水溢流池，固定于污水池内的MBR膜组件本体，分别连通清水池以及MBR膜组件本体两端的产水系统和反洗系统，分别连通污水池和污水溢流池的补水系统，在产水作业时，通过补水系统将污水溢流池内的污水重新汇入污水池内，产水系统、反洗系统以及补水系统的产水、反洗以及补水作业均由测试控制系统控制。

作为优选的是，产水系统包括两端分别与MBR膜组件本体背离反洗系统的一端和清水池连通的产水管路，产水管路上依次设有负压机构、产水常开阀、产水负压表、产水泵以及产水流量计，产水负压表和产水流量计均固定于主箱体的外表面上。

作为优选的是，产水常开阀与产水泵之间的产水管路上还依次设有负压传感器和产水电子流量计，负压传感器和产水电子流量计均与测试控制系统电连接。

作为优选的是，反洗系统包括两端分别与MBR膜组件本体背离产水系统的一端和清水池连通的反洗管路，且反洗管路上依次设有反洗泵、反洗正压表、反洗流量计以及反洗常闭阀，且反洗正压表和反洗流量计均固定于主箱体的外表面上。

作为优选的是，反洗泵与反洗常闭阀之间的反洗管路上还依次设有正压传感器和反洗电子流量计，正压传感器和反洗电子流量计均与测试控制系统电连接。

作为优选的是，补水系统包括两端分别与污水溢流池和污水池连通的补水管路，补水管路上依次连接有单向阀和回流泵。

作为优选的是，污水池靠近污水溢流池的侧壁上端开设有溢流槽，当污水池内的污水液面达到一定高度后通过溢流槽流入污水溢流池内。

作为优选的是，污水池上还连接有曝气系统，曝气系统由测试控制系统控制，曝气系统包括两端分别与污水池以及一曝气泵连通的曝气管路，曝气管路上还连接有空气流量计，空气流量计固定于主箱体的外表面上。

作为优选的是，污水池与空气流量计之间的曝气管路上还设有电子空气流量计，电子空气流量计与测试控制系统电连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本技术方案能够完美模拟现场工况，适用于对多个MBR膜组件本体的反复试验；

MBR膜组件本体配合产水系统进行产水作业，控制产水系统的测试控制系统能够获取实时MBR膜组件本体的通量，根据产水作业时的MBR膜组件本体通量变化趋势得到所测试MBR 膜组件本体通量的衰减率，并得出所测试MBR膜组件本体的有效工作时长，整个过程中无需人工反复参与拆卸监测和记录，大大节约了测试所需的人力资源，且保证了所监测的MBR膜组件本体通量和有效工作时长结果的准确性；

具备反洗功能，由测试控制系统所控制的反洗系统，使得在反洗作业时，清水从清水池内被泵入至MBR膜组件本体的内管中，随着清水流量的不断增加，使得MBR膜组件本体内管中的水压增加，从而使得内管中的清水自微孔中向外通出，在清水通出的同时使附着于MBR 膜组件本体表面的悬浮物脱落，保证MBR膜组件本体的流通性，使MBR膜组件本体能够维持接近正常产水作业时的通量，从而避免MBR膜组件本体的有效工作时长缩减；

由测试控制系统所控制的补水系统，可当清水自MBR膜组件本体的微孔中通出，而使污水池内的液面上升至一定高度时，由溢流槽流入污水溢流池内，并在产水作业时对污水池内的污水进行补充，使得污水能够得到更有效的利用。

由测试控制系统所控制的曝气系统能够在产水作业时进行曝气，具体曝气值可根据所测试MBR膜组件本体的平方数进行设置，保证曝气值与所测试MBR膜组件本体单位时间内的产水量成正比，从而保证产水作业时的水气比符合作业要求。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的另一角度的整体结构示意图；

图3是本实用新型的A部放大结构示意图；

图4是本实用新型的B部放大结构示意图；

图5是本实用新型的管路结构示意图。

如图所示：

1主箱体；2污水池；201溢流槽；3清水池；4污水溢流池；5MBR膜组件本体；6产水管路； 7产水常开阀；8产水负压表；9产水泵；10产水流量计；11负压传感器；12产水电子流量计；13反洗管路；14反洗泵；15反洗正压表；16反洗流量计；17反洗常闭阀；18正压传感器；19反洗电子流量计；20补水管路；21单向阀；22回流泵；23曝气管路；24曝气泵；25空气流量计；26电子空气流量计；27测试控制系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”，“下”，“内”，“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述，而不是指示或暗示该方位是必须具有的特定的方位以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

需要提及的是，以下所提及的测试控制系统27为可编程逻辑控制器(简称PLC)，PLC可在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产，其具有可靠性高、抗干扰能力强、系统设计、建造工作量小，维护方便等诸多优点。

如图1、图2和图4所示，一种MBR膜组件试验装置，主要可以模拟现场工况，用于MBR膜组件的通量测试，它包括主箱体1以及安装于主箱体1内的测试控制系统27，它还包括形成于主箱体1上的污水池2、清水池3以及污水溢流池4，其中，污水池2用以承接外部污水，即待处理污水，待处理污水经过处理后排入清水池3内，污水溢流池4则用以承接污水池2 内过量的待处理污水，污水池2内固定有MBR膜组件本体5；

MBR膜组件本体5两端分别连接产水系统和反洗系统，通过MBR膜组件本体5和产水系统对污水池2内的待处理污水进行处理，并将处理后得到的清水排入清水池3中，经过长时间的污水处理后，由反洗系统将清水池3内的清水注入MBR膜组件本体5中并自MBR膜组件本体5表面的微孔向外通出，从而使附着于MBR膜组件本体5表面的悬浮物脱落，极大增强MBR膜组件本体5的通量，防止其有效工作时长的缩减；

需要提及的是，MBR膜组件本体5的关键部位是由若干条纤维膜组成的，纤维膜呈管状结构，且表面密布有与其内管连通的微孔，在运行时水可自微孔通入至内管中，而污水中的悬浮物则被隔离于中空纤维膜外，MBR膜组件本体5在固定时通过设置于主箱体1污水池2 中的膜片定位板进行固定，且在设置时产水系统和反洗系统均通过膜片定位板与MBR膜组件本体5间接连接，膜片定位板上分布有与中空纤维膜内孔等数且对应的通孔，便于清水在产水或反洗时流通，上述内容并非本技术方案的保护对象；

污水池2和污水溢流池4之间连接有补水系统，在产水作业时，可通过补水系统将污水溢流池4内的污水重新汇入污水池2内，通过该设置可以对污水进行更有效的利用。

如图1所示，测试控制系统27中设置有分别控制产水系统、反洗系统以及补水系统的程序，从而进行产水、反洗以及补水作业的运行和运行时长进行控制，且控制系统可对产水作业、反洗作业时的压力、流量数据进行记录并分析，得到MBR膜组件本体5的实时通量数据和通量衰减变化，从而能够及时准确地确定MBR膜组件本体5的有效工作时长，避免了传统的仅凭借经验和直觉预估MBR膜组件本体5的有效工作时长造成的测试的结果极不准确，无法正确的了解所测试的MBR膜组件准确的有效工作时长的情况。

如图3和图5所示，进一步的，产水系统包括两端分别与MBR膜组件本体5背离反洗系统的一端和清水池3连通的产水管路6，产水作业得到的清水通过产水管路6排入清水池3中，且产水管路6上依次设有负压机构、产水常开阀7、产水负压表8、产水泵9以及产水流量计10，在以上设置中，测试控制系统27控制负压机构运行使产水管路6以及MBR膜组件本体5的内管中形成负压，此时，MBR膜组件本体5外部气压大于MBR膜组件本体5内管内的压力，水自膜片表面的微孔被压入膜片内管中得到清水，而悬浮物由于自身体积较大且受到负压作用而附着于MBR膜组件本体5的外表面，从而使污水得到过滤和净化，产水常开阀 7在产水作业时保持开启，使得清水能够顺利的通过产水管路6，并通过产水泵9的作用泵入清水池3中，产水负压表8和产水流量计10分别用于监测MBR膜组件本体5内管以及产水管路6中的负压大小和由产水泵9所泵出的清水流量，且产水负压表8和产水流量计10均固定于主箱体1的外表面上，便于测试者在测试作业时能够直观的了解到实时的产水水压和产水流量。

如图3和图5所示，进一步的，产水常开阀7与产水泵9之间的产水管路6上还依次设有负压传感器11和产水电子流量计12，负压传感器11和产水电子流量计12均与测试控制系统27电连接，在以上设置中，负压传感器11和产水电子流量计12同样用于产水管路6以及MBR膜组件本体5内管中的负压大小和清水流量的监测，并以电信号的方式传输至测试控制系统27进行记录，根据记录数据控制负压机构保证负压处于产水作业所需的正常值，且能根据清水流量数据自动测算出产水作业的实时MBR膜组件本体5通量，根据产水作业时的MBR 膜组件本体5通量变化趋势得到所测试MBR膜组件本体5通量的衰减率，并得出所测试MBR 膜组件本体5的有效工作时长，整个过程中无需人工反复参与拆卸、监测和记录，大大节约了测试所需的人力资源，且保证了监测结果的准确性。

如上述，由于产水作业时MBR膜组件本体5内管中形成负压，故当水自MBR膜组件本体 5外表面上的微孔进入内管中时，污水中的部分悬浮物因无法进入微孔而附着于MBR膜组件本体5的外表面上，在长时间产水作业的情况下，容易造成微孔堵塞，水无法进入MBR膜组件本体5的内管中，从而减少了MBR膜组件本体5的通量，影响了MBR膜组件本体5在其使用寿命期内的有效作业时长，反洗系统的设置可很好地应对该问题；

如图3和图5所示，具体的，反洗系统包括两端分别与MBR膜组件本体5背离产水系统的一端和清水池3连通的反洗管路13，且反洗管路13上依次设有反洗泵14、反洗正压表15、反洗流量计16以及反洗常闭阀17，通过以上设置，在反洗作业时，测试控制系统27使反洗常闭阀17通电呈开启状态，从而保证反洗管路13能够处于贯通状态，反洗泵14在工作时产生正压从而将清水池3中的清水沿反洗管路13泵回MBR膜组件本体5的内管中，反洗正压表 15、反洗流量计16分别用于监测反洗管路13中的清水水压以及清水流量，且反洗正压表15 和反洗流量计16均固定于主箱体1的外表面上，便于测试者在测试作业时能够直观的了解到实时的反洗水压和反洗流量；

在反洗作业时，由于清水被泵入至MBR膜组件本体5的内管中，随着清水流量的不断增加，使得MBR膜组件本体5内管中的水压增加，从而使得内管中的清水自微孔中向外通出，在清水通出的同时使附着于MBR膜组件本体5表面的悬浮物脱落，保证MBR膜组件本体5的流通性，使MBR膜组件本体5能够维持接近正常产水作业时的通量，从而避免缩短MBR膜组件的有效工作时长；

需要提及的是，在产水过程中，反洗常闭阀17维持关闭状态，避免污水池2中的污水进入反洗管路13中，且在反洗作业时，必须对产水常开阀7通电，使其处于关闭状态，防止通入MBR膜组件本体5内管中的清水流入产水管路6中形成回路，影响反洗作业的正常进行；

如图5所示，进一步的，反洗泵14与反洗常闭阀17之间的反洗管路13上还依次设有正压传感器18和反洗电子流量计19，正压传感器18和反洗电子流量计19均与测试控制系统27电连接，在以上设置中，正压传感器18和反洗电子流量计19同样用于反洗管路13以及MBR膜组件本体5内管中的清水水压大小和清水流量的监测，并以电信号的方式传输至测试控制系统27进行记录，根据记录数据控制反洗泵14的压力处于反洗作业所需的正常值，避免出现因泵入MBR膜组件本体5内管中的清水水压过大造成MBR膜组件本体5微孔变大，影响MBR膜组件本体5的通量。

进一步的，测试控制系统27控制产水系统以每运行8分钟停止2分钟为一周期，且测试控制系统27控制反洗系统以每间隔1-2小时运行一次。

实施例2：

本实施例在上述实施例1的基础上，作出其中一种优化设计，当污水溢流池4内贮有污水时，补水系统同时参与产水系统的产水过程；

如图5所示，具体的，补水系统包括两端分别与污水溢流池4和污水池2连通的补水管路20，补水管路20上依次连接有单向阀21和回流泵22，在以上设置中，污水依次通过单向阀21并由回流泵22沿补水管路20泵入至污水池2中，由于单向阀21的作用使得污水只能由污水只能沿补水管路20自污水溢流池4一侧向污水池2流通，从而避免污水池2内的污水通过补水管路20流入污水溢流池4中，造成污水池2内的污水大量减少使产水作业无法正常进行。

如图1和图2所示，进一步的，污水池2靠近污水溢流池4的侧壁上端开设有溢流槽201，在进行反洗作业时，由于清水自MBR膜组件本体5的微孔中通出，故使得污水池2内的液面上升，当液面上升到一定高度后而由溢流槽201流入污水溢流池4内，通过以上设置，可以防止污水池2内的水位过高溢出影响试验环境，其能够对污水进行更有效的利用。

实施例3：

如图3和图5所示，本实施例在上述实施例1的基础上，作出其中一种优化设计，污水池2上还连接有曝气系统，曝气系统由测试控制系统27控制，曝气系统包括两端分别与污水池2以及一曝气泵24连通的曝气管路23，曝气管路23上还连接有空气流量计25，同样的，空气流量计25固定于主箱体1的外表面上，便于测试者在测试作业时能够直观的了解到实时的曝气值；

如图5所示，曝气系统同时参与产水作业，曝气泵24由测试控制系统27控制，曝气泵 24可将外部空气沿曝气管路23泵入至污水池2内，使得在待处理的污水中不断产生气泡，气泡在上升过程中可带动部分因负压而附着于MBR膜组件本体5外表面上的悬浮物脱落，防止附着于MBR膜组件本体5外表面上的悬浮物因长时间受到负压而凝结，进一步防止微孔堵塞降低产水性能；

需要提及的是，曝气泵24的具体曝气值是根据所测试MBR膜组件本体5的平方数进行设置的，具体的，曝气泵24的曝气值与所测试MBR膜组件本体5单位时间内的产水量成正比，从而保证产水作业时的水气比符合作业要求；

如图5所示，进一步的，污水池2与空气流量计25之间的曝气管路23上还设有电子空气流量计26，电子空气流量计26与测试控制系统27电连接，在以上设置中，电子空气流量计26用于曝气管路23中的曝气值监测，并以电信号的方式传输至测试控制系统27进行记录，根据记录数据控制曝气头的曝气值处于产水作业所需的正常值，避免影响MBR膜组件本体5 的产水效果。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (9)

1.一种MBR膜组件试验装置，用于MBR膜组件的通量测试，它包括主箱体(1)以及安装于所述主箱体(1)内的测试控制系统(27)，其特征在于，它还包括形成于所述主箱体(1)上的用以承接外部污水的污水池(2)、清水池(3)以及用以承接所述污水池(2)内过量污水的污水溢流池(4)，固定于所述污水池(2)内的MBR膜组件本体(5)，分别连通所述清水池(3)以及所述MBR膜组件本体(5)两端的产水系统和反洗系统，分别连通所述污水池(2)和所述污水溢流池(4)的补水系统，在产水作业时，通过所述补水系统将所述污水溢流池(4)内的污水重新汇入所述污水池(2)内，所述产水系统、反洗系统以及所述补水系统的产水、反洗以及补水作业均由所述测试控制系统(27)控制。

2.根据权利要求1所述的一种MBR膜组件试验装置，其特征在于，所述产水系统包括两端分别与所述MBR膜组件本体(5)背离所述反洗系统的一端和所述清水池(3)连通的产水管路(6)，所述产水管路(6)上依次设有负压机构、产水常开阀(7)、产水负压表(8)、产水泵(9)以及产水流量计(10)，所述产水负压表(8)和所述产水流量计(10)均固定于所述主箱体(1)的外表面上。

3.根据权利要求2所述的一种MBR膜组件试验装置，其特征在于，所述产水常开阀(7)与所述产水泵(9)之间的所述产水管路(6)上还依次设有负压传感器(11)和产水电子流量计(12)，所述负压传感器(11)和所述产水电子流量计(12)均与测试控制系统(27)电连接。

4.根据权利要求1所述的一种MBR膜组件试验装置，其特征在于，所述反洗系统包括两端分别与所述MBR膜组件本体(5)背离产水系统的一端和所述清水池(3)连通的反洗管路(13)，且所述反洗管路(13)上依次设有反洗泵(14)、反洗正压表(15)、反洗流量计(16)以及反洗常闭阀(17)，且所述反洗正压表(15)和所述反洗流量计(16)均固定于所述主箱体(1)的外表面上。

5.根据权利要求4所述的一种MBR膜组件试验装置，其特征在于，所述反洗泵(14)与所述反洗常闭阀(17)之间的所述反洗管路(13)上还依次设有正压传感器(18)和反洗电子流量计(19)，所述正压传感器(18)和所述反洗电子流量计(19)均与测试控制系统(27)电连接。

6.根据权利要求1所述的一种MBR膜组件试验装置，其特征在于，所述补水系统包括两端分别与所述污水溢流池(4)和所述污水池(2)连通的补水管路(20)，所述补水管路(20)上依次连接有单向阀(21)和回流泵(22)。

7.根据权利要求1所述的一种MBR膜组件试验装置，其特征在于，所述污水池(2)靠近所述污水溢流池(4)的侧壁上端开设有溢流槽(201)，当所述污水池(2)内的污水液面达到一定高度后通过所述溢流槽(201)流入所述污水溢流池(4)内。

8.根据权利要求1所述的一种MBR膜组件试验装置，其特征在于，所述污水池(2)上还连接有曝气系统，所述曝气系统由所述测试控制系统(27)控制，所述曝气系统包括两端分别与所述污水池(2)以及一曝气泵(24)连通的曝气管路(23)，所述曝气管路(23)上还连接有空气流量计(25)，所述空气流量计(25)固定于所述主箱体(1)的外表面上。

9.根据权利要求8所述的一种MBR膜组件试验装置，其特征在于，所述污水池(2)与所述空气流量计(25)之间的所述曝气管路(23)上还设有电子空气流量计(26)，所述电子空气流量计(26)与所述测试控制系统(27)电连接。

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