專利名稱：轉(zhuǎn)盤式膜分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于膜分離器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種轉(zhuǎn)盤式膜分離器。
背景技術(shù)：
膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor，MBR)是一種將膜分離技術(shù)與微生物學(xué)、生物化學(xué)等相結(jié)合進行廢水處理的新型、高效的工藝，它與傳統(tǒng)的生化污水處理技術(shù)相比，具有固液分離效果好、生化效率高、出水水質(zhì)優(yōu)、設(shè)備集中、占地面積小、污泥濃度高、污泥負(fù)荷低、便于管理和自動控制等優(yōu)點。膜生物反應(yīng)器主要由生物反應(yīng)器和膜分離器(膜組件)兩部分組成。生物反應(yīng)器主要是廢水中污染物降解的主要場所，傳統(tǒng)的生物反應(yīng)器是全混式活性污泥生物處理反應(yīng)器；膜分離器主要是固液分離、并對一些大分子化合物起到截留作用，所使用的膜一般為超濾或微濾膜。根據(jù)膜組件與生物反應(yīng)器的位置，膜生物反應(yīng)器可分為分體式膜生物反應(yīng)器(RMBR)和一體式膜生物反應(yīng)器(SMBR)或浸沒式膜生物反應(yīng)器。
RMBR的工藝流程，生物反應(yīng)器內(nèi)的活性污泥和廢水的泥水混合液在泵的增壓作用下進入膜組件，其中混合液中的水透過膜成為處理出水，其余物質(zhì)隨濃縮液回流到生物反應(yīng)器內(nèi)。這種反應(yīng)器的優(yōu)點是出水通量大，最大的缺點是由于微生物含量高導(dǎo)致動力消耗過高以及膜污染非常嚴(yán)重。針對這兩個存在的問題，一些專利從膜組件和混合液性質(zhì)的調(diào)控這兩個角度進行了改進，CN1285233A和CN1285320A提供了一種穿流式膜分離器和水處理工藝，CN1358676A提供了一種弓形穿流式膜分離器和弓形穿流式膜生物反應(yīng)器，CN1358675A創(chuàng)造一種膜分離器單元中采用淺水層鼓氣進行膜沖洗，CN1480409A和CN1480410A提供了絮凝方法來紡織膜污染并維持膜通量；這些發(fā)明有效地降低單元水處理能耗以及控制膜污染。然而總體上講RMBR的能耗還是比較高的，并且膜組件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，拆洗不方便。為了減輕動力消耗，提出了SMBR，將膜組件置于生物反應(yīng)器內(nèi)，通過泵和負(fù)壓抽吸作用得到膜過濾出水，能耗較RMBR低，但是由于膜組件浸沒在混合液中，所以仍存在膜組件污染、膜透水率低和較高的鼓氣能耗問題。有專利對此也提出了一定的解決方法。CN1358674A提出大大降低一體式膜生物反應(yīng)器中膜分離器單元上方的水深，即減小鼓氣管在沖洗膜組件所必須克服的水頭壓力，從而達到有效減小膜沖洗壓力達到減小膜沖洗能耗的目的；CN1509994A提供一種具有在線機械清洗功能和無泡曝氣功能的轉(zhuǎn)刷式膜生物反應(yīng)器；CN1509800A和CN1509801A提供一種由株式膜組件構(gòu)成的浸入式中空纖維膜組件單元，此膜組件能使單位體積內(nèi)膜的填充密度高，并且具有集水和布?xì)怆p重功能。以上的發(fā)明在一定程度上解決了膜污染和鼓氣能耗問題，但是膜組件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、安裝與拆洗不方便，并且透水率還是不夠高，而且對膜的強度要求很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)盤式膜分離器，使膜生物反應(yīng)器在水處理時降低能耗、防止膜污染并維持較高的出水通量。
轉(zhuǎn)盤式膜分離組件固定在中空轉(zhuǎn)動軸上，轉(zhuǎn)盤式膜分離組件具有轉(zhuǎn)盤，在轉(zhuǎn)盤的上、下表面上徑、緯向設(shè)有導(dǎo)流溝槽，在轉(zhuǎn)盤的上、下表面上徑向設(shè)有集水溝槽，并與中空轉(zhuǎn)動軸相通，在轉(zhuǎn)盤上、下兩面設(shè)有平板膜。本發(fā)明的優(yōu)點是1)本發(fā)明的轉(zhuǎn)盤式膜分離器裝置制備簡單、安裝容易、易大規(guī)模生產(chǎn)，且維修方便；2)利用本發(fā)明的轉(zhuǎn)盤式膜分離器處理廢水時，能很好的解決膜污染問題，在連續(xù)運行30天之后，膜片上基本上沒有沉積的凝膠層；3)利用本發(fā)明的轉(zhuǎn)盤式膜分離器處理廢水時，能維持很高的出水通量，并且水質(zhì)好，出水通量為37.5～55L/m2h，COD小于25mg/L。


圖1是轉(zhuǎn)盤式膜組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是多個轉(zhuǎn)盤式膜組件集成單元示意圖；圖3是采用本發(fā)明的轉(zhuǎn)盤式膜分離器水處理工藝流程圖；圖中中空轉(zhuǎn)動軸1、轉(zhuǎn)盤2、導(dǎo)流溝槽3、集水溝槽4、平板膜5、膜組件集成單元6。
具體實施例方式
如圖1所示，轉(zhuǎn)盤式膜組件固定在中空轉(zhuǎn)動軸1上，轉(zhuǎn)盤式膜組件包括轉(zhuǎn)盤2和平板膜5，在轉(zhuǎn)盤2的上、下表面上徑、緯向設(shè)有導(dǎo)流溝槽3，在轉(zhuǎn)盤2的上、下表面上徑向設(shè)有集水溝槽4，集水溝槽4與中空轉(zhuǎn)動軸3相連通，轉(zhuǎn)動軸即為出水管，平板膜5通過環(huán)氧樹脂、聚氨酯膠或超聲波焊接等膠連在轉(zhuǎn)盤2的上、下兩面。
所述的轉(zhuǎn)盤式膜組件為多個，串聯(lián)固定在中空轉(zhuǎn)動軸1上，也是通過集水溝槽和轉(zhuǎn)動軸上的孔將轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)動軸連通，這樣就組成了膜組件集成單元6，即轉(zhuǎn)盤式膜分離器。中空轉(zhuǎn)動軸由調(diào)速電動機控制轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速控制在幾轉(zhuǎn)～幾十轉(zhuǎn)/分鐘。平板膜為平板超濾膜或微濾膜，膜的孔徑小于0.4μm。
本發(fā)明的轉(zhuǎn)盤式膜分離器的工作原理在膜生物反應(yīng)器內(nèi)，膜片至混合液面向下排布，膜分離器在膜生物反應(yīng)器運行過程中一直在旋轉(zhuǎn)，膜分離器面上的平板膜不停地與混合液摩擦，使混合液中的污染物或膠體物質(zhì)不能在膜表面進行富集，防止了微生物在膜表面的生長，于是在膜生物反應(yīng)器運行過程中聚合物膜的污染大大降低了，再加上曝氣裝置一直進行充空氣，增強混合液的絮動，強化湍流，進一步防止混合液中的懸浮物和膠體污染膜。所以轉(zhuǎn)盤式膜分離器很好地防止了膜污染，并且維持膜生物反應(yīng)器的出水通量較高、出水穩(wěn)定和出水水質(zhì)好。該發(fā)明除了應(yīng)用于膜生物反應(yīng)器之外，還能應(yīng)用于水的預(yù)處理等等。
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述。
實施例1請參照圖1、圖2及圖3，包括原水箱，浮球液位閥、生物反應(yīng)器、轉(zhuǎn)盤式膜分離器組件、氣泵、抽吸水泵、相應(yīng)管道和閥門。對人工配污水進行處理，其廢水的COD值為180-380mg/L。污水從原水箱進入生物反應(yīng)器內(nèi)，同時氣泵通過與曝氣管連接的曝氣頭給生物反應(yīng)器內(nèi)充空氣，曝氣頭安裝在轉(zhuǎn)盤膜分離器的下部；污水中的污染物等經(jīng)活性污泥吸附和微生物代謝分解，混合液在出水泵的抽吸作用下經(jīng)轉(zhuǎn)盤式膜分離器兩面的平板膜過濾，凈水經(jīng)導(dǎo)流溝槽、集水溝槽、進入中空轉(zhuǎn)動軸即出水管，最后進入凈水箱。通過浮球液位閥控制生物反應(yīng)器內(nèi)液面恒定。出水抽吸泵采用間歇操作，由時間繼電器控制抽吸和停抽的時間，抽停時間比為8min/2min，壓力為0.02MPa，。其膜組件集成單元是由2個膜塊組成，所使用的膜為平板超濾膜，有效膜片面積為0.24m2。在進行水處理的時候，轉(zhuǎn)盤膜分離器一直在調(diào)速電機的控制下進行轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為25r/min。膜生物反應(yīng)器最終平衡出水通量為54.5L/m2h，其出水COD小于25mg/L，去除率大于90％。
實施例2請參照圖1、圖2及圖3，采用同實施例1相同的設(shè)備和方法，只是將所使用的膜改換成微濾平板復(fù)合膜。膜生物反應(yīng)器在運行30天后，其出水通量為37.5L/m2h，其出水COD小于25mg/L，去除率大于90％。真空表實施例3
請參照圖1、圖2及圖3，包括原水箱，浮球液位閥、生物反應(yīng)器、轉(zhuǎn)盤式膜分離器組件、氣泵、抽吸水泵、相應(yīng)管道和閥門。對人工配污水進行處理，其廢水的COD值為180-380mg/L。污水從原水箱進入生物反應(yīng)器內(nèi)，同時氣泵通過與曝氣管連接的曝氣頭給生物反應(yīng)器內(nèi)充空氣，與實施例1和2不同，此時的曝氣頭安裝在生物反應(yīng)器底部靠近四周的地方，不是安裝在轉(zhuǎn)盤膜分離器的下部。污水中的污染物等經(jīng)活性污泥吸附和微生物代謝分解，混合液在出水泵的抽吸作用下經(jīng)轉(zhuǎn)盤式膜分離器兩面的平板膜過濾，凈水經(jīng)導(dǎo)流溝槽、集水溝槽、進入中空轉(zhuǎn)動軸即出水管，最后進入凈水箱。通過浮球液位閥控制生物反應(yīng)器內(nèi)液面恒定。出水抽吸泵采用連續(xù)操作，壓力為0.02MPa。其膜組件集成單元是由2個膜塊組成，所使用的膜為平板復(fù)合超濾膜，有效膜片面積為0.24m2。在進行水處理的時候，轉(zhuǎn)盤膜分離器一直在調(diào)速電機的控制下進行轉(zhuǎn)動。將轉(zhuǎn)速分別控制在15r/min、25r/min、40r/min和55r/min，最終不同轉(zhuǎn)速情況下的出水通量分別為19.75L/m2h，22.5L/m2h，24L/m2h和24.25L/m2h，但是每種轉(zhuǎn)速下出水COD值均小于25mg/L，去除率大于90％。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)盤式膜分離器，其特征在于，轉(zhuǎn)盤式膜組件固定在中空轉(zhuǎn)動軸(1)上，轉(zhuǎn)盤式膜組件具有轉(zhuǎn)盤(2)，在轉(zhuǎn)盤(2)的上、下表面上徑、緯向設(shè)有導(dǎo)流溝槽(3)，在轉(zhuǎn)盤(2)的上、下表面上徑向設(shè)有集水溝槽(4)，集水溝槽與中空轉(zhuǎn)動軸(1)相連通，在轉(zhuǎn)盤(2)上、下兩面設(shè)有平板膜(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)盤式膜分離器，其特征在于所述的轉(zhuǎn)盤式膜組件為多個，串聯(lián)固定在中空轉(zhuǎn)動軸(1)上，組成膜組件集成單元(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)盤式膜分離器，其特征在于所述的中空轉(zhuǎn)動軸由調(diào)速電動機控制轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速控制在幾轉(zhuǎn)～幾十轉(zhuǎn)/分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)盤式膜分離器，其特征在于，所述的平板膜為平板超濾膜或微濾膜，膜的孔徑小于0.4μm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)盤式膜分離器。轉(zhuǎn)盤式膜組件固定在中空轉(zhuǎn)動軸上，轉(zhuǎn)盤式膜組件具有轉(zhuǎn)盤，在轉(zhuǎn)盤的上、下表面上徑、緯向設(shè)有導(dǎo)流溝槽，在轉(zhuǎn)盤的上、下表面上徑向設(shè)有集水溝槽，集水溝槽與中空轉(zhuǎn)動軸相連通，在轉(zhuǎn)盤上、下兩面設(shè)有平板膜。本發(fā)明的優(yōu)點是1)本發(fā)明的轉(zhuǎn)盤式膜分離器裝置制備簡單、安裝容易、易大規(guī)模生產(chǎn)，且維修方便；2)利用本發(fā)明的轉(zhuǎn)盤式膜分離器處理廢水時，能很好的解決膜污染問題，在連續(xù)運行30天之后，膜片上基本上沒有沉積的凝膠層；3)利用本發(fā)明的轉(zhuǎn)盤式膜分離器處理廢水時，能維持很高的出水通量，并且水質(zhì)好，出水通量為37.5～55L/m
文檔編號C02F3/12GK1772354SQ20051006086
公開日2006年5月17日 申請日期2005年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月23日
發(fā)明者徐又一, 左丹英, 朱寶庫, 吳桂萍 申請人:浙江大學(xué)