CN216191366U - 一种有机膜和平板陶瓷膜组合的膜过滤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有机膜和平板陶瓷膜组合的膜过滤系统，它包括框体，框体内间隔设置有平板陶瓷膜，平板陶瓷膜上端与上堵头密封相通连接、下端与下堵头密封相连，上堵头中具有贮水腔，上堵头之间设置有能与贮水腔相通的集水管，集水管通过引水管与出水管一端相连通，出水管另一端分别连接有产水自吸泵和反洗泵，平板陶瓷膜之间固定设置有有机膜，平板陶瓷膜中间侧面上设置有中间曝气管，平板陶瓷膜底部设置有底部曝气管。本实用新型既能有效地解决了平板陶瓷膜容易污堵的问题，保证整个膜组件的膜通量，同时还能降低整个膜组件成本，应用价值高，本发明具有能全自动运行，清洗方便，经济高效等优点。

Description

一种有机膜和平板陶瓷膜组合的膜过滤系统

技术领域

本实用新型属于环境保护中的废水处理领域，特别是涉及浸没式MBR膜过滤装置。

背景技术

目前，低能耗的浸没式MBR（膜生物反应器）在废水处理行业得到了非常广泛的应用。MBR 膜按材料性质可分为有机膜和无机膜两大类。陶瓷膜是无机膜中最具发展的一种，一般以三氧化二铝为主，辅助氧化锆等材料作为支撑体，经表面涂膜、高温烧制而成，具有化学稳定性好、抗污染能力强、过滤效果好等显著特点。但是，众多工程实例表明，平板陶瓷膜在浸没式MBR体系中使用一段时间后，膜孔容易发生堵塞，造成膜通量下降明显，平板陶瓷膜传统的防堵塞方式是在膜组件底部安装穿孔曝气管，通过曝气形成大量水和空气的气泡流体，这些气泡流体以高速度穿越膜组件，不断冲刷膜表面，使膜表面处于剧烈紊动状态，避免了膜表面凝胶层的增厚和堵塞物质的积累。但是由于平板陶瓷膜机械强度大，这种在底部安装穿孔曝气管曝气吹扫的方式对有机膜效果明显，但是对平板陶瓷膜却只能在膜板底部产生轻微的紊流状态，只能达到局部防止污染物堆积的目的。因此平板陶瓷膜在整体清洗上，目前只能依靠增加反洗和化学清洗频率来维持膜通量，这样增大膜面积的要求和药剂费用。而专利（CN209771850U）采用在膜片之间增加运动的毛刷来防治堵塞的方法，虽然具有较好的清洗效果，但会使过滤系统结构变得复杂，增加过滤系统的制造成本和动力消耗。

实用新型内容

针对上述平板陶瓷膜在浸没式MBR体系里使用中存在的问题，本实用新型提供一种新型组合膜的膜过滤系统，将有机膜和平板陶瓷膜高效结合在一起，即能解决平板陶瓷膜在浸没式MBR体系使用中容易堵塞的问题，同时保证膜通量，又能降低整个膜组件的成本。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：一种有机膜和平板陶瓷膜组合的膜过滤系统，它包括框体，所述框体内间隔设置有平板陶瓷膜，所述平板陶瓷膜上端与上堵头密封相通连接、下端与下封头密封相连，所述上堵头中具有贮水腔，所述上堵头之间设置有能与贮水腔相通的集水管，集水管通过引水管与出水管一端相连通，出水管上设置有加药罐，出水管另一端分别连接有产水自吸泵和反洗泵，所述平板陶瓷膜之间固定设置有有机膜，所述平板陶瓷膜外侧表面上设置有不锈钢丝网，所述平板陶瓷膜中间侧面上设置有呈口字形的中间曝气管，所述平板陶瓷膜底部设置有呈目字形的底部周边曝气管和底部中间曝气管。

本实用新型膜组件中每两片平板陶瓷膜间距为6 cm，中间嵌合一片有机膜，当曝气时，有机膜会产生强烈的摆动，引起四周强烈的紊流，一方面减缓了自身的污堵，另一方面也起到了不断清扫平板陶瓷膜膜表面的作用。为了增加有机膜的抖动强度，提高膜抗污堵的能力，采用增加曝气量的方法，除底部安装穿孔曝气管之外，还在膜组件中间四周安装了呈口形的穿孔曝气管，从而形成三维曝气，曝气开孔对着膜组件。整个膜组件外周边安装5目的不锈钢丝网，来拦截大的悬浮物。为了不影响曝气，穿孔曝气管安装在不锈钢钢网内。整个系统运行时，由PLC自动控制膜组件的进水时间和反洗频率，当压力传感器显示跨膜压差达到0.05MPa时候，在整个系统运行时，启动次氯酸钠加药罐和柠檬酸加药罐，在反冲洗水中加入次氯酸钠和柠檬酸进行反冲清洗。

本实用新型一是改变传统单一采用平板陶瓷膜作为浸没式MBR体系废水处理中的过滤元件，在平板陶瓷膜之间设置有机膜，利用在曝气时有机膜会产生强烈的摆动，引起四周强烈的紊流的作用，不仅能减缓自身的污堵，而且能不断清扫平板陶瓷膜表面污积物；二是除在框体底部安装穿孔曝气管外，还在在膜组件中间周边安装穿孔曝气管，使膜组件形成三维曝气，从而能增加有机膜的抖动强度，通过有机膜和三维曝气的结合，提高膜平板陶瓷膜组件抗污堵的能力。

本实用新型所述膜过滤系统高效结合了有机膜和无机膜的特点，既能有效地解决了平板陶瓷膜容易污堵的问题，保证整个膜组件的膜通量，同时还能降低整个膜组件成本，应用价值高，整个系统具有能全自动运行，清洗方便，经济高效等优点。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图，

图2是图1的A-A剖视结构示意图，

图3是图2的B-B局部剖视结构示意图，

图4是图3的C-C剖视结构示意图，

图5是曝气管的剖视结构示意图，

图6是位于膜组件中部的中间曝气管分布示意图，

图7是位于膜组件底部的底部曝气管分布示意图。

在图中，1、风机 2、集水管 3、引水管 4、上堵头 5、加药罐A 6、加药罐B 7、出水管 8、产水自吸泵 9、反洗泵 10、中间曝气管 11、不锈钢丝网 12、下堵头 13、底部周边曝气管 14、有机膜 15、平板陶瓷膜 16、横向曝气管 17、纵向通气管 18、底部中间曝气管 19、贮水腔 20、框体 21、中束孔 22、曝气孔。

具体实施方式

在图中，一种有机膜和平板陶瓷膜组合的膜过滤系统，它包括长方形的框体20，所述框体内间隔设置有平板陶瓷膜15，所述平板陶瓷膜上端用密封胶与上堵头4密封相通连接、下端与用密封胶与下堵头12密封相连，所述上堵头中具有贮水腔19，所述上堵头之间设置有能与贮水腔相通的集水管2，集水管通过引水管3与出水管7一端相连通，出水管上分别设置有加药罐A5（加次氯酸钠）和加药罐B6（加柠檬酸），出水管另一端分别连接有压力传感器、反冲洗进水电动阀、产水自吸泵8和反洗泵9，所述平板陶瓷膜之间固定设置有有机膜14（如聚偏氟乙烯），所述平板陶瓷膜外侧表面上设置有5-10目的不锈钢丝网11，所述平板陶瓷膜中间侧面上设置有呈口字形的中间曝气管10（上下为中间曝气管、左右为横向曝气管），这部分安装在组合膜组件中间四周位置（图6所示），所述平板陶瓷膜底部设置有呈目字形的底部周边曝气管13和底部中间曝气管18（上下为底部周边曝气管、左右为横向曝气管、中间为底部中间曝气管），这部分安装在组合膜组底部（如图7所示），从而形成三维曝气系统，穿孔曝气管每隔一定距离，面向膜组方向开孔。安装在组合膜组底部的曝气管开孔垂直向上，安装在组合膜中间两侧位置的支管对着膜组45度上下开孔。

所有曝气管上设置有曝气孔22，中间曝气管、底部中间曝气管和底部周边曝气管与横向曝气管16相连，横向曝气管16与纵向通气管17相连续，纵向通气管17与风机1相连。所述平板陶瓷膜15（表面带有膜孔的陶瓷板）内部间隔具有中束孔21，废水从平板陶瓷膜外表面在压力作用下（杂质颗料被膜孔拦截过滤后）水渗透到中束孔内，再从中束孔上端进入上堵头的贮水腔内，通过产水自吸泵作用再进入集水管，通过引水管进入出水管排出待用。当然也可采用从平板陶瓷膜下端或两端出水的方式将中束孔内过滤水引出。

本实用新型的使用：某一印染企业每天排出的废水大约1200方，COD大约3000 mg/L, 经过混凝，厌氧和好氧后，二沉池出水COD 大约在150 mg/L 左右，排放要求COD 为60mg/L以下。现有技术中采用平板陶瓷膜来过滤二沉池出水中的微生物和胶体，从而达到降低COD的目的。为此在厂区污水站新建膜池尺寸为长7500 mm，宽5000 mm, 有效水深4000mm，共置放6个膜组件。每个膜组件尺寸为长1740 mm, 宽760 mm, 高3100 mm, 分上下两层，每层200个膜片，每个膜片有效面积0.5平方米，膜孔孔径为0.1um，每层过滤面积为100平方米，每个膜组件共200 平方米的平板陶瓷膜。每个膜组件底部安装有穿孔曝气管，开孔垂直向上，采用曝气吹扫的方式来缓解膜污染，配套风机风量12 m³/hr, 风压49KPa。膜过滤方式为进水9 min, 停1 min, 反洗1 min。由PLC自动控制，实际运行14天（两周）后，压力表显示跨膜压差达到了0.06MPa，膜通量下降了20%，只能通过启动次氯酸钠和柠檬酸在线维护性清洗8个小时（次氯酸钠和柠檬酸浓度均为2000 mg/L）来恢复膜通量。运行结果表明底部曝气吹扫的方式对平板陶瓷膜效果一般，为保持膜通量，需要频繁化学清洗，严重影响实际工程的正常处理。改用本发明有机膜和陶瓷膜组合膜组件配套三维穿孔曝气系统，每组膜组件含有过滤面积为100平方米的平板陶瓷膜和100平方米的PVDF 有机膜，每片平板陶瓷膜和有机膜间隔排列, 共6套膜组件，每套尺寸不变。穿孔曝气管每隔15 cm 开孔，孔直径为1cm，5目不锈钢钢网长2000 mm, 宽1000 mm, 高3500 mm，反洗周期和风机风量不变。实际运行表明，运行60天后，跨膜压差才达到0.06MPa，大幅度降低了化学清洗的频率，节约了药剂的同时，单个膜组件的价格下降了37.5%。

Claims (3)

1.一种有机膜和平板陶瓷膜组合的膜过滤系统，它包括框体（20），所述框体内间隔设置有平板陶瓷膜（15），所述平板陶瓷膜上端与上堵头（4）密封相通连接、下端与下堵头（12）密封相连，所述上堵头中具有贮水腔（19），所述上堵头之间设置有能与贮水腔相通的集水管（2），集水管通过引水管（3）与出水管（7）一端相连通，出水管上设置有加药罐，出水管另一端分别连接有产水自吸泵（8）和反洗泵（9），其特征是：所述平板陶瓷膜之间设置有有机膜（14），所述平板陶瓷膜外侧表面上设置有不锈钢丝网（11），所述平板陶瓷膜中间侧面上设置有呈口字形的中间曝气管（10），所述平板陶瓷膜底部设置有呈目字形的底部周边曝气管（13）和底部中间曝气管（18）。

2.根据权利要求1所述的一种有机膜和平板陶瓷膜组合的膜过滤系统，其特征是：所述出水管（7）另一端分别连接有压力传感器和反冲洗进水电动阀。

3.根据权利要求1所述的一种有机膜和平板陶瓷膜组合的膜过滤系统，其特征是：所述加药罐为加次氯酸钠的加药罐A（5）和加柠檬酸的加药罐B（6）。

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