專利名稱：自控式膜生物反應器的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實用新型涉及一種污水處理中的膜生物反應器，特別是一種自控式膜生物反應器。
二背景技術(shù)：
膜生物反應器，由于其具有占地面積小、容積負荷高、出水水質(zhì)好等諸多優(yōu)點，而被廣泛應用于污水處理領(lǐng)域中。但在目前開發(fā)的各類膜生物反應器中，膜的污染和堵塞問題一直沒有得到很好的解決。中國專利02205775.7公開了一種“一體式膜生物反應器”，它是由箱體、膜組件、進出水管、導流裝置、曝氣裝置等組成。該反應器分為活性污泥反應區(qū)和膜分離區(qū)，在活性污泥反應區(qū)內(nèi)設曝氣裝置，通過曝氣產(chǎn)生的膜面錯流對膜污染進行過程控制，污染逐步惡化直至造成反應器不能正常運行后，則采用化學藥劑浸泡法使膜通量恢復。這種方法在實際應用中存在的問題是1、需要較高的氣水比來提高膜面流速，以減緩膜面污染物的沉積和吸附，而在利用加大曝氣強度來提高氣水比的過程中，要經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)換，其能量損失較大，利用率低；2、單位膜面積通量低。該反應器單位膜面積通量一般只有5～10L/m2·h(0.03Mpa下)。因氣液流沖洗效率低，能耗大，膜污染難以有效去除，所以，單位膜面積處理水量小，造成膜費用增大。3、膜化學浸泡操作繁復，費工費時，且影響反應器的連續(xù)運行，同時造成二次污染，因此工業(yè)應用難以實現(xiàn)。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種能較好地減緩和消除膜污染，同時又能在膜污染嚴重時對其進行實時在線處理，且運行操作程序簡化的自控式膜生物反應器。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。一種自控式膜生物反應器，它包括反應器箱體、膜組件、進水裝置、出水裝置以及曝氣裝置，膜組件由膜絲和集水管構(gòu)成，它位于反應器箱體內(nèi)，曝氣裝置中的曝氣管位于反應器箱體內(nèi)膜組件的下方，其特征是它還包括一個膜污染控制裝置和自動在線藥洗裝置，膜污染控制裝置由擋板、支架和電機驅(qū)動裝置組成，支架位于反應器箱體內(nèi)膜組件的兩邊，電機驅(qū)動裝置位于支架的頂部，擋板位于膜組件中膜絲的中部，擋板兩邊設置有可在支架上橫向運動的上下支撐板，上支撐板開有條形槽，支架兩邊設有對稱的定滑輪，并開有用于支撐擋板上下支撐板的孔，擋板兩邊還設有連接環(huán)，兩根驅(qū)動繩的一端分別固定在擋板兩邊的連接環(huán)上，另一端通過支架兩邊的定滑輪、并穿過擋板上支撐板上的條形槽與電機驅(qū)動裝置連接；自動在線藥洗裝置主要由控制箱、液位傳感器、清洗劑儲槽、加藥泵、單向閥和兩個電動閥組成。液位傳感器設置在反應器箱體內(nèi)膜組件的上方，液位傳感器的輸出與控制箱輸入端相接，清洗藥劑儲槽的出液口通過加藥泵和單向閥與膜組件的集水管相連，該集水管出水處設置有電動閥，清洗藥劑儲槽的入液口通過另一個電動閥與膜組件的另一端集水管相連，加藥泵、兩個電動閥、以及進水裝置中的進水泵和出水閥均由控制箱控制。上述膜污染控制裝置中電機驅(qū)動裝置是由電機、左右轉(zhuǎn)盤組成，左右轉(zhuǎn)盤由電機帶動旋轉(zhuǎn)，其邊緣分別設有用于連接驅(qū)動繩的轉(zhuǎn)軸。
本實用新型的工作原理是當反應器運行的整個過程中，膜污染控制裝置同時處于工作狀態(tài)，其電機驅(qū)動裝置通過驅(qū)動繩帶動擋板使膜絲在水中作往復彎曲運動，它一方面可以使膜絲間空隙始終處于閉合交替變化的狀態(tài)，造成膜絲表面較為強烈的紊流；另一方面由于膜組件不同部位膜絲形變的差異，在膜絲之間產(chǎn)生一定的相互摩擦，破壞了沉積層形成所需的條件；此外膜絲彎曲對已形成的沉積層的拉伸作用，造成沉積層破裂、脫落，從而減緩了污染的形成速度。該方法使裝置消耗的能量除克服裝置運行中的摩擦阻力外，幾乎全部作用于膜絲和膜表面附近的混合料液，提高了能耗的利用率和膜污染的去除效率。自動在線藥洗裝置是通過設置在反應器箱體內(nèi)的液位傳感器控制，進水流量由液體流量計控制為設定值，隨膜污染的增加，膜保持通量所需的液位升高，超過最高限位時，由控制箱控制自動關(guān)閉進水泵和出水閥，執(zhí)行在線藥洗程序，開啟加藥泵使清洗藥液循環(huán)通過膜內(nèi)腔，去除膜內(nèi)壁有機污染層，同時通過膜孔的滲透作用，清洗藥液滲透至外表面，去除外表面的有機污染層，從而達到清除污染的目的。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比其有益效果是1、將膜組件與污染控制裝置連接，由電機驅(qū)動膜絲作往復彎曲運動，使膜絲過濾表面在被處理的水中產(chǎn)生運動，以減少膜污染；2、系統(tǒng)采用自動控制的在線藥洗技術(shù)，根據(jù)水通量的變化判斷膜污染程度，自動執(zhí)行在線藥洗程序，去除膜污染，實現(xiàn)了過程的自動控制，同時簡化了膜污染清洗的操作程序；3、運行方式易實現(xiàn)，在膜的機械強度允許的范圍內(nèi)，膜絲往復運動的幅度和頻率可以方便的調(diào)節(jié)；4、自動在線藥洗使膜污染的化學清洗在反應器內(nèi)完成，所用藥劑本身就可以用于水的殺菌消毒，且用量與化學浸泡法相比較小，不會產(chǎn)生二次污染；5、本實用新型將污染層控制裝置與在線清洗系統(tǒng)有效結(jié)合，簡化了實際操作，使膜通量保持在良好的水平。本實用新型出水水質(zhì)良好，達到國家規(guī)定的雜用水回用標準，可廣泛用于對生活廢水、餐飲廢水和食品工業(yè)廢水的處理，特別適用于土地資源緊缺、對污水處理要求高的地區(qū)使用。
四

圖1是根據(jù)本實用新型所述自控式膜生物反應器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、圖3是本實用新型中的膜污染控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖和立體圖。
圖4是本實用新型中的自動在線藥洗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
五具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體結(jié)構(gòu)作進一步詳細說明。
參見圖1，根據(jù)本實用新型所述的自控式膜生物反應器，它主要由反應器箱體、膜組件、進水裝置、出水裝置、曝氣裝置、膜污染控制裝置和自動在線藥洗裝置組成，膜組件位于反應器箱體13內(nèi)。參見圖2、圖3，膜污染控制裝置由擋板12、支架23、驅(qū)動繩25、定滑輪21以及電機9、左轉(zhuǎn)盤7、右轉(zhuǎn)盤8組成的驅(qū)動裝置構(gòu)成，擋板12中部為環(huán)形，它固定在膜組件中的膜絲的中部，擋板12兩邊各有上下兩塊支撐板28，上支撐板上開有條形槽30；支架23為長方形框架，框架兩邊各開有兩個孔29，擋板的支撐板28從該孔29中穿出，支架23的兩邊框架上還設有四個定滑輪21，其中兩個固定在框架的上邊緣，另兩個固定在兩孔29之間的框架上，驅(qū)動繩25為兩根尼龍繩，兩根尼龍繩25的一端分別與左右轉(zhuǎn)盤7、8邊緣的轉(zhuǎn)軸26a、26b相接，另一端分別沿滑輪21a、21b、穿過擋板上支撐板的條型槽30，再經(jīng)滑輪21c、21d后穿過支架23兩邊的框架板與固定于擋板左右側(cè)的連接環(huán)27相接。另外，為了使擋板12在做往復運動時滑動自如，在支架23兩邊用于支撐擋板12上下支撐板的孔29處均設置有滑輪22。自動清洗裝置由控制箱1、清洗劑儲槽3、加藥泵15、單向閥5、電動閥4、電動閥10、液位傳感器6組成，其位置結(jié)構(gòu)參見圖4。
本實用新型所述自控式膜生物反應器在運行時，進水通過進水泵2提升，流量由一個閥門20和液體流量計19控制，采用恒定流量的方法，出水液位差通過出水流量與進水流量的平衡自動調(diào)節(jié)。由氣泵18進行曝氣，曝氣管16位于膜組件正下方，曝氣量通過氣體流量計17測定并調(diào)節(jié)。在反應器運行的整個過程中，污染控制裝置始終處于工作狀態(tài)，電機9帶動轉(zhuǎn)盤7、8旋轉(zhuǎn)，與轉(zhuǎn)盤上轉(zhuǎn)軸26連接固定的尼龍繩25通過轉(zhuǎn)盤7、8的旋轉(zhuǎn)牽引擋板12作往復運動。使膜絲在擋板12的作用下作橫向彎曲運動，阻止膜面沉積層的形成。
反應器運行過程中，電動閥10和出水閥14開啟，電動閥4關(guān)閉，凈化出水通過出水閥14流出。隨膜污染的增加，出水流量下降，由于進水流量大于出水流量，反應器內(nèi)液位上升。當污染達到一定程度后，液面觸動液位傳感器6，控制箱1內(nèi)自控電路關(guān)閉進水泵2、出水閥14和電動閥10，開啟電動閥4、加藥泵15，使清洗藥劑循環(huán)通過膜絲內(nèi)腔，實現(xiàn)在線污染治理，從而恢復膜通量。清洗完畢后重新關(guān)閉電動閥4，開啟進水泵2、出水閥14和電動閥10，恢復裝置的正常運行。
本實用新型自控式膜生物反應器處理生活廢水、餐飲廢水和食品工業(yè)廢水，出水水質(zhì)良好，可達到國家規(guī)定的雜用水回用標準。同時生物降解效率高、能耗低，自控程度高、膜組件操作維護方便，使用壽命長，并且占地面積小，安裝方便，特別適用于土地資源緊缺、對污水處理要求高的地區(qū)使用。
權(quán)利要求1.一種自控式膜生物反應器，它包括反應器箱體[13]、膜組件、進水裝置、出水裝置以及曝氣裝置，膜組件由膜絲[11]和集水管[24]組成，它位于反應器箱體[13]內(nèi)，曝氣裝置中的曝氣管[16]位于反應器箱體[13]內(nèi)膜組件的下方，其特征是它還包括一個膜污染控制裝置和自動在線藥洗裝置，膜污染控制裝置由擋板[12]、支架[23]和電機驅(qū)動裝置組成，支架[23]位于反應器箱體[13]內(nèi)膜組件的兩邊，電機驅(qū)動裝置位于支架[23]的頂部，擋板[12]位于膜組件中膜絲[11]的中部，擋板[12]兩邊設置有可在支架[23]上橫向運動的上下支撐板[28]，上支撐板開有條形槽[30]，支架[23]兩邊設有對稱的定滑輪[21]，并開有用于支撐擋板[12]上下支撐板的孔[29]，擋板[12]兩邊還設有連接環(huán)[27]，兩根驅(qū)動繩[25]的一端分別固定在擋板兩邊的連接環(huán)[27]上，另一端通過支架[23]兩邊的定滑輪[21]、并穿過擋板[12]上支撐板上的條形槽[30]與電機驅(qū)動裝置連接；自動在線藥洗裝置主要由控制箱[1]、液位傳感器[6]、清洗藥劑儲槽[3]、加藥泵[15]、單向閥[5]、電動閥[4]和電動閥[10]組成，液位傳感器[6]設置在反應器箱體[13]內(nèi)膜組件的上方，液位傳感器[6]的輸出與控制箱[1]輸入端相接，清洗藥劑儲槽[3]的出液口通過一個加藥泵[15]和單向閥[5]與膜組件的集水管[24a]相連，集水管[24a]的出水口設置有電動閥[10]，清洗藥劑儲槽[3]的入液口通過一個電動閥[4]與膜組件的另一端集水管[24b]相連，電動閥[4]、電動閥[10]、加藥泵[15]以及進水裝置中的進水泵[2]和出水裝置中的出水閥[14]均由控制箱[1]控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自控式膜生物反應器，其特征是上述膜污染控制裝置中電機驅(qū)動裝置是由電機[9]、左右轉(zhuǎn)盤[7]、[8]組成，左右轉(zhuǎn)盤[7]、[8]由電機[9]帶動旋轉(zhuǎn)，其邊緣分別設有用于連接驅(qū)動繩[25]的轉(zhuǎn)軸[26]。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述自控式膜生物反應器，其特征是支架[23]兩邊用于支撐擋板[12]上下支撐板的孔[29]處均設置有滑輪[22]。
專利摘要本實用新型公開了一種自控式膜生物反應器，它主要由反應器箱體、膜組件、進水裝置、出水裝置、曝氣裝置、膜污染控制裝置和自動在線藥洗裝置組成。該反應器在運行過程中，由膜污染控制裝置驅(qū)動膜絲作往復彎曲運動，使膜絲過濾表面在被處理的水中產(chǎn)生運動，以減少膜污染，并根據(jù)水通量的變化判斷膜污染程度，自動執(zhí)行在線藥洗程序，去除膜污染。本實用新型操作程序簡化，出水水質(zhì)良好，達到國家規(guī)定的雜用水回用標準，可廣泛用于對生活廢水、餐飲廢水和食品工業(yè)廢水的處理，特別適用于土地資源緊缺、對污水處理要求高的地區(qū)使用。
文檔編號C02F3/12GK2682069SQ20042002614
公開日2005年3月2日 申請日期2004年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月9日
發(fā)明者王連軍, 顧志明, 趙軍, 李健生, 孫秀云, 劉曉東 申請人:南京理工大學