CN216513073U - 用于污水处理的膜管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于污水处理的膜管，属于污水处理技术领域。该用于污水处理的膜管包括：透气膜管及覆盖于所述透气膜管外表面的纤维层，所述透气膜管上设有均匀的微孔，所述纤维层覆盖所述透气膜管表面积的40‑60％，所述纤维层上还设有向所述膜管径向延伸的若干纤维分支。采用该用于污水处理的膜管装配得到的生物膜反应器，可进一步提升微生物可附着空间，提高微生物对污水的处理效率。

Description

用于污水处理的膜管

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种用于污水处理的膜管。

背景技术

随着中国城镇化和工业化程度的不断提高，用水量日益增加，产生的污水量也随之增加。“提质增效”已成为污水处理的新趋势和新命题，运营者们迫在眉睫，急需寻求一种具有革新性的污水处理解决方案。

目前，已有研究者设计了一种用于污水处理的中空透气复合膜管，即在中空附有为空的膜管表面再设计一层纤维层，在纤维层上同时生长缺氧菌、好氧菌和/或硝化菌等，起到同时硝化反硝化脱氮作用，如202010535261.9等。

然而，由于此纤维层的表面积仍然有限，能够提供给好氧菌厌氧菌附着的空间有限，使用此膜管进行污水处理的效果仍有待提高。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种用于污水处理的膜管，该膜管上不仅具有提高细菌生长表面积的纤维层，还设有若干纤维分支，进一步提升了微生物的生长空间，能够更高效处理污水。

一种用于污水处理的膜管，包括：透气膜管及覆盖于所述透气膜管外表面的纤维层，所述透气膜管上设有均匀的微孔，所述纤维层覆盖所述透气膜管表面积的40-60％，所述纤维层上还设有向所述膜管径向延伸的若干纤维分支。

在其中一个实施例中，若干所述分支之间的距离为0.3-0.7mm。

在其中一个实施例中，所述纤维层均匀设置于所述透气膜管表面。

在其中一个实施例中，以所述纤维分支的末端计，所述膜管直径为4-8mm。

在其中一个实施例中，所述透气膜管和所述纤维层之间还设有用于提高纤维层稳定附着的附着层。

在其中一个实施例中，所述附着层为吐温20层。

在其中一个实施例中，所述微孔的孔径为0.01-30μm，所述纤维层的厚度为0.1-2.6mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本实用新型的用于污水处理的膜管，使用时放置于处理水池中，从一端往用于污水处理的膜管内供给空气或氧气，气体通过透气膜管上的微孔，直接进入污水处理池，或穿透覆盖于透气膜管上的纤维层，逐渐扩散于纤维层，被附着于纤维层的微生物层所利用。且由于该膜管上设有若干纤维分支，增大了该膜管的比表面积，能够容纳更多的活性微生物附着，提高了单位膜管的污水处理能力。

附图说明

图1为实施例1中膜管示意图；

图2为实施例1中透气膜管示意图；

图3为实施例1中线状材料示意图；

图4为实施例2中对污水进行好氧处理示意图；

图5为实施例2中对污水进行脱氮处理示意图；

图6为实施例2中对污水进行深度脱氮处理示意图；

图7为实施例2中对污水进行好氧除磷处理示意图；

图8为实施例2中对污水进行反硝化除磷脱氮处理示意图；

图9为实施例2中对污水进行除磷脱氮处理示意图；

其中：100.膜管；110.透气膜管；111.微孔；120.纤维层；121.纤维分支。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连通”另一个元件，它可以是直接连通到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

一种用于污水处理的膜管100，如图1所示，包括：透气膜管110及覆盖于所述透气膜管外表面的纤维层120，所述透气膜管110上设有均匀的微孔微孔，如图2所示，所述纤维层覆盖所述透气膜管表面积的50％左右，且在所述透气膜管表面间隙均匀覆盖，所述纤维层 120上还设有向所述膜管径向延伸的若干纤维分支121。本实施例中，若干所述分支之间的距离为0.5mm，以纤维分支的末端计，本实施例的膜管直径为6mm左右。

本实施例中，所述透气膜管由非生物降解材料(聚四氟乙烯)制成，所述纤维层由常规聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)制成。

由于在制备过程中，考虑到PET制成的纤维层难以缠绕固定于光滑的聚四氟乙烯制成的透气膜管上，各种胶水均无法粘连固定的问题，针对该难题，本实施例中，所述透气膜管和所述纤维层之间还设有用于提高纤维层稳定附着的附着层。具体的，先将透气膜管泡入酒精和吐温20乳化剂的混合液后拿出，表面所残留的混合剂渗透于透气膜管表面上，待酒精挥发后即剩下吐温20层附着于透气膜管表面，形成吐温20层，提高细管摩擦系数，此时即可利用吐温20层提高纤维层的附着稳定性。

本实施例中，可通过编织的方式，在所述透气膜管表面交叉网编缠绕一层带分支的PET 线状材料即可实现纤维层的制备，所述线状材料如图3所示，为市售购得。

编织过程中，为了给微生物生存保留空间，一般采用20S纱支、65*78密度进行编织，即20*20/65*78的线状材料编织后，其间隙较大，表面较为粗糙，形成的缝隙给微生物生存提供了空间。

实施例2

实施例1中的用于污水处理的膜管，可用于申请号为202010535261.9的中国专利申请中提及的生物膜反应器中，替换其中内供氧中空透气复合膜管使用。所得生物膜反应器在在污水处理中的应用，包括以下步骤：

一、设备安装。

将组装测试完成的生物膜反应器放入生化水池(根据需要，可以设置1-3个生化水池)，固定。

在本实施例中，生物膜反应器占所述生化水池容积的10-75％。

二、通气。

将上气管、下气管分别连接至上控制阀和下控制阀后，下气管连接至气源。本实施例中，通过调节所述上控制阀和下控制阀的开度，使所述通气腔内的压力稳定。

三、水处理。

按照不同的处理要求，分别选用不同的水处理方法进行处理。

1、好氧处理：采用一个生化水池(第一生化水池)配合二沉池进行处理，如图4所示。

1)好氧处理：控制通气腔内供气压力稳定，使所述第一生化水池中溶解氧量＞1mg/L；好氧菌在污水中有机物及氧作用下生长附着于所述纤维层，形成生物膜污泥，对污水进行好氧处理；

2)活性污泥沉淀：经好氧处理的污水进入二沉池沉淀，部分生物膜污泥脱落后被水携带进入二沉池沉淀，沉淀后上层尾水排放，下层沉淀回流至所述第一生化水池和/或作为剩余污泥排放；

2、脱氮处理：采用一个生化水池(第一生化水池)配合二沉池进行处理，如图5所示。

1)缺氧处理：控制通气腔内供气压力稳定，使所述第一生化水池中溶解氧量为0.1-1.0mg/L；好氧菌和硝化菌在污水中有机物及氧作用下生长附着于所述纤维层，所述纤维层内层生长好氧菌及硝化菌，所述纤维层外层生长反硝化菌，形成生物膜污泥，对污水进行同时硝化反硝化脱氮处理；

2)活性污泥沉淀：经脱氮处理的污水进入二沉池沉淀，部分生物膜污泥脱落后被水携带进入二沉池沉淀，沉淀后上层尾水排放，下层沉淀回流至所述第一生化水池和/或作为剩余污泥排放。

3、深度脱氮处理：采用两个生化水池(第一生化水池和第二生化水池)配合二沉池进行处理，如图6所示。

1)缺氧处理：将污水导入所述第一生化水池，控制通气腔内供气压力稳定，使所述第一生化水池中溶解氧量为0.1-0.6mg/L；好氧菌、硝化菌和反硝化菌在污水中有机物及氧作用下生长附着于所述纤维层，所述纤维层内层生长好氧菌及硝化菌，所述纤维层外层生长反硝化菌，形成生物膜污泥，对污水进行深度脱氮处理；

2)好氧处理：将经所述第一生化水池处理后的污水导入所述第二生化水池，控制通气腔内供气压力稳定，使所述第二生化水池中溶解氧量大于1.5mg/L；好氧菌在污水中有机物及氧作用下生长附着于所述纤维层，并形成生物膜污泥，对污水进行好氧硝化处理；

3)活性污泥沉淀：经好氧处理的污水进入二沉池沉淀，部分生物膜污泥脱落后被水携带进入二沉池沉淀，沉淀后上层尾水排放，下层沉淀回流至所述第一生化水池和/或作为剩余污泥排放；

4、好氧除磷处理：采用两个生化水池(第一生化水池和第二生化水池)配合二沉池进行处理，如图7所示。

1)厌氧处理：将污水导入所述第一生化水池，使所述第一生化水池中溶解氧量为＜ 0.2mg/L，并同时进行脉冲配水或设有搅拌系统，使厌氧菌处于悬浮状态，对污水进行厌氧释磷处理；

2)好氧处理：将经所述第一生化水池处理后的污水导入所述第二生化水池，控制通气腔内供气压力稳定，使所述第二生化水池中溶解氧量大于1.5mg/L；好氧菌在污水中有机物及氧作用下生长附着于所述纤维层，形成生物膜污泥，对污水进行好氧吸磷处理；

3)活性污泥沉淀：经好氧处理的污水进入二沉池沉淀，部分生物膜污泥脱落后被水携带进入二沉池沉淀，沉淀后上层尾水排放，下层沉淀回流至所述第一生化水池和/或作为剩余污泥排放；

5、反硝化除磷脱氮处理：采用两个生化水池(第一生化水池和第二生化水池)配合二沉池进行处理，如图8所示。

1)厌氧处理：将污水导入所述第一生化水池，使所述第一生化水池中溶解氧量为＜ 0.2mg/L，并同时进行脉冲配水或设有搅拌系统，使厌氧菌处于悬浮状态，对污水进行厌氧释磷处理；

2)缺氧处理：将经所述第一生化水池处理后的污水导入所述第二生化水池，控制通气腔内供气压力稳定，使所述第二生化水池中溶解氧量为0.1-0.6mg/L；好氧菌、硝化菌和反硝化菌在污水中有机物及氧作用下生长附着于所述纤维层，所述纤维层内层生长好氧菌及硝化菌，所述纤维层外层生长反硝化菌，并形成生物膜污泥，对污水进行缺氧反硝化脱氮除磷处理；

3)活性污泥沉淀：经缺氧处理的污水进入二沉池沉淀，部分生物膜污泥脱落后被水携带进入二沉池沉淀，沉淀后上层尾水排放，下层沉淀回流至所述第一生化水池和/或作为剩余污泥排放。

6、除磷脱氮处理：采用三个生化水池(第一生化水池、第二生化水池和第三生化水池) 配合二沉池进行处理，如图9所示。

1)厌氧处理：将污水导入所述第一生化水池，控制通气腔内供气压力稳定，使所述第一生化水池中溶解氧量为＜0.2mg/L，并同时进行脉冲配水或设有搅拌系统，使厌氧菌处于悬浮状态，对污水进行厌氧释磷处理；

2)缺氧处理：将经所述第一生化水池处理后的污水导入所述第二生化水池，控制通气腔内供气压力稳定，使所述第二生化水池中溶解氧量为0.1-0.6mg/L；好氧菌、硝化菌和反硝化菌在污水中有机物及氧作用下生长附着于所述纤维层，所述纤维层内层生长好氧菌及硝化菌，所述纤维层外层生长反硝化菌，并形成生物膜污泥，对污水进行缺氧反硝化脱氮处理；

3)好氧处理：将经所述第二生化水池处理后的污水导入所述第三生化水池，控制通气腔内供气压力稳定，使所述第三生化水池中溶解氧量大于1.5mg/L；好氧菌在污水中有机物及氧作用下生长附着于所述纤维层，形成生物膜污泥，对污水进行好氧硝化吸磷处理；

4)活性污泥沉淀：经好氧处理的污水进入二沉池沉淀，部分生物膜污泥脱落后被水携带进入二沉池沉淀，沉淀后上层尾水排放，下层沉淀回流至所述第一生化水池和/或作为剩余污泥排放。

四、清洁：提高所述通气腔中的气压至2-3mpa的清洁气压，将附着于所述纤维层外的污泥冲散脱落。

本发明的用于污水处理的膜管，使用时放置于处理水池中，从一端往中空透气膜管内供给空气或氧气，一方面向复合膜管外包覆的纤维层上生长的生物膜扩散供氧，另一方面空气或氧气能够从复合膜管孔中经过，在水中形成微小气泡从而向活性污泥供氧。通过加工过程中控制膜管孔的大小，从而控制膜管使用过程扩散供氧或产生气泡的大小与供氧及阻力。

由于经中空透气膜管内的空气或氧气可直接向复合膜管外包覆纤维上生长的生物膜扩散供氧能够高效提高氧的利用效率，并且利用复合膜管外包覆纤维层上生长的生物膜内侧贴近膜管部分由于膜管扩散供氧生长的是好氧菌，生物膜外测贴近水体部分依据中空透气膜管内供给空气或氧气压力的不同可生长缺氧菌，形成内部好氧外部缺氧的生物膜，起到同时硝化反硝化脱氮作用。

在中空透气膜管内的空气或氧气达到一定压力时，空气或氧气能够从复合膜管孔中经过在水中形成微小气泡，产生的气泡微小且均匀，具有巨大的表面积，在水中停留时间长，且能够与水体充分接触融合，大大提高气水供氧速率和氧的利用率，能够大幅降低能耗。

并且，随着工作时间的加长，15天后附着微生物的表面会逐渐吸附着无用的污泥(不含微生物的死泥)，需定期对专用膜管进行反冲清洗，才可使其稳定工作。

例如，可定期打入2-3mpa的气体，即控制通气腔内的压力为2-3mpa，将附着在表面的污泥冲散并由于重力作用快速沉淀于水池底部，附着于表面的部分微生物散开后又重新附着于膜管的各个环境内，解决了污泥过度堆积造成反应不充分及表面过重等问题，相比传统附着养菌，该方式为生物膜反应器特有的优势，解决了传统附着养菌一直存在的难题。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种用于污水处理的膜管，其特征在于，包括：透气膜管及覆盖于所述透气膜管外表面的纤维层，所述透气膜管上设有均匀的微孔，所述纤维层覆盖所述透气膜管表面积的40-60％，所述纤维层上还设有向所述膜管径向延伸的若干纤维分支。

2.根据权利要求1所述的用于污水处理的膜管，其特征在于，若干所述分支之间的距离为0.3-0.7mm。

3.根据权利要求1所述的用于污水处理的膜管，其特征在于，所述纤维层均匀设置于所述透气膜管表面。

4.根据权利要求1所述的用于污水处理的膜管，其特征在于，以所述纤维分支的末端计，所述膜管直径为4-8mm。

5.根据权利要求1所述的用于污水处理的膜管，其特征在于，所述透气膜管和所述纤维层之间还设有用于提高纤维层稳定附着的附着层。

6.根据权利要求5所述的用于污水处理的膜管，其特征在于，所述附着层为吐温20层。

7.根据权利要求1所述的用于污水处理的膜管，其特征在于，所述微孔的孔径为0.01-30μm，所述纤维层的厚度为0.1-2.6mm。

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