專利名稱：雙級式膜過濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
雙級式膜過濾裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體的，本實(shí)用新型涉及一種用于工業(yè)或城市污水處理的雙級膜過濾裝置。
背景技術(shù)：
MBR(膜生物反應(yīng)器,membrane biological reactor)工藝是將傳統(tǒng)的生物處理法與膜分離技術(shù)結(jié)合起來的一種高效污水處理工藝，該工藝結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)工藝簡單，出水質(zhì)好， 可承受高污泥深濃度，耐沖積性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)自動化控制，在污水資源化領(lǐng)域日益受到重視。在MBR實(shí)際應(yīng)用中，膜的過濾過作用使得膜池內(nèi)的污泥濃度非常高而且會越來越高，因此在膜絲表面會有濃差極化現(xiàn)象發(fā)生，隨著抽吸進(jìn)行，這種現(xiàn)象越來越強(qiáng)烈，越來越多的膠體顆粒及其它有機(jī)無機(jī)污染物附著在膜絲表面甚至進(jìn)入膜絲內(nèi)部；而在這個(gè)過程中起主要作用的污染物是有機(jī)物，或者說有機(jī)物促進(jìn)了其它的微生物、無機(jī)顆粒的附集，主要包括胞外聚合物EPS、溶解性微生物產(chǎn)物SMP,具體是指蛋白質(zhì)、胞外酶以及多糖等。它們對膜絲污染的貢獻(xiàn)以及對膜壓升高的貢獻(xiàn)是最大的。因此如何能有效的降低有機(jī)物對膜絲的污染，特別是在低溫或者進(jìn)水COD較小的情況下降低膜絲污染就成為控制膜污染的關(guān)鍵點(diǎn)。MBR工藝具有設(shè)備占地面積小，易于實(shí)現(xiàn)自動化控制等優(yōu)點(diǎn)，但是膜絲在使用中易污染，對MBR工藝系統(tǒng)操作管理造成很大的不便，使得在線反洗頻率增加，縮短了使用壽命，大大增加了能耗。同時(shí)由于水質(zhì)要求，特別是對含有大分子有機(jī)污染物的廢水來說，一般MBR應(yīng)用中都會在膜池前加裝預(yù)處理曝氣池，以降低膜池的污泥負(fù)荷，但這個(gè)無疑增加了處理成本，同時(shí)曝氣池中類積的EPS、溶解性無機(jī)物等也會隨著水流進(jìn)放膜池，更會增加膜池EPS的含量，會加劇膜的污染。目前在實(shí)際工程中主要是通過改進(jìn)曝氣結(jié)構(gòu)、或者添加例如絮凝劑等添加劑的方式來降低EPS等有機(jī)物在膜絲表面的附集，但在使用中這兩種方式都其限制性，一方面是成本過大，另一方面，所加絮凝劑對微生物的活性有較大的影響；中國專利申請200810120467. 4提出利用連續(xù)超微濾和反滲透的方式處理印染廢水，這種方式下混合液先經(jīng)過超濾過濾，再經(jīng)過反滲透，雖然出水水質(zhì)較好，但它本質(zhì)是一種連續(xù)膜過濾系統(tǒng)，在膜池存在的EPS對膜的污染仍然是存在的，并未解決EPS對膜的污染問題。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)在技術(shù)的缺陷，提供一種能夠有效降低EPS等有機(jī)物在膜絲表面的積聚、結(jié)構(gòu)簡單、廣泛適用的膜過濾裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提供一種雙級式膜過濾裝置，包括膜池、一級過濾膜和MBR組器及MBR膜，其中，所述膜池具有兩級式結(jié)構(gòu)，所述膜池包括一級過濾膜池7和二級過濾膜池8，所述二級過濾膜池8位于所述一級過濾膜池的中間7 ;所述一級過濾膜池7中設(shè)有作為池壁的一級過濾膜3 ;所述二級過濾膜池8以一級過濾膜3為池壁，二級過濾膜池8中安裝有MBR膜4 ;在所述膜池外有風(fēng)機(jī)9，所述風(fēng)機(jī)9分別通過曝氣管向所述一級過濾膜池7和二級過濾膜池曝氣8。根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述一級過濾膜池7和二級過濾膜池8的深度相同，底面高度平齊。而且，所述一級過濾膜池7的池壁高度和二級過濾膜池8的池壁高度相同。在本實(shí)用新型中，所述一級過濾膜3選自丙綸(PP)、滌綸(PET)、錦綸(PA)、粘膠纖維、腈綸、乙綸(HDPE)、氯綸(PVC)制成的無紡布；特別優(yōu)選地以PP無紡布為最佳。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述一級過濾膜3的形狀是折扇狀、管狀或平板狀；優(yōu)選的以扇折狀形式為最佳，相同體積下，面積最大。根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述一級過濾膜3的孔徑為10-500微米，優(yōu)選的以100
微米最佳。在本實(shí)用新型中，所述MBR膜4選自聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、聚酰胺(尼龍，Polyamide, PA)、聚縮醒(Polyacetal, Polyoxy Methylene, POM)、變性聚苯醚(PolyPhenylene Oxide,變性PPE)、聚酯(ΡΕΤΡ,ΡΒΤΡ)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,PPS)、聚芳基酯不飽和聚酯、酚塑膠、環(huán)氧塑膠、聚丙烯(PP)等材質(zhì)制成的微孔膜，優(yōu)選的以PP材
質(zhì)最佳。根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述曝氣管為孔徑為5-15mm，優(yōu)選的以7mm為最佳。所述曝氣管的孔間距為10_40mm,優(yōu)選的以20mm為最佳。具體地，本實(shí)用新型提供一種能有效降低傳統(tǒng)MBR工藝膜污染的兩級過濾式MBR水處理裝置，主體結(jié)構(gòu)是水解酸化調(diào)節(jié)池和一體式雙級膜池一由一級過濾膜池7和二級過濾膜池8組成。二級膜池位于一級膜池內(nèi)部，組成一個(gè)回字型結(jié)構(gòu)，兩級膜池同深同底。其中，一級過濾膜池7代替了傳統(tǒng)MBR工藝中的預(yù)處理曝氣池。廢水先進(jìn)入一級過濾膜池7內(nèi)，經(jīng)過一級過濾膜3的過濾，然后進(jìn)入二級過濾膜池8，即安裝傳統(tǒng)的MBR組器的膜池。這樣，再經(jīng)過二級膜過濾后的水可以達(dá)標(biāo)排放。運(yùn)行時(shí)，污水經(jīng)過前處理(例如采用水解酸化調(diào)節(jié)池一一可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)選用)后進(jìn)入一級過濾膜池7。此時(shí)由于混合液濃度很高，所以可以處理COD較高的廢水。廢水經(jīng)混合液中的微生物降解處理，首先經(jīng)過一級過濾膜3過濾，一級過濾膜3可以是矩形框體結(jié)構(gòu)，在一級過濾膜池7內(nèi)部形成一個(gè)小形膜池，但上方無蓋，能夠過濾或攔截混合液中的有機(jī)物，特別是微生物的分泌物EPS，如蛋白質(zhì)、胞外酶、多糖和核酸等這些易在微濾膜絲表面附集的污染物。經(jīng)過一級過濾膜3過濾后的水進(jìn)入二級膜池，再進(jìn)行MBR微濾膜過濾。這時(shí)水中的有機(jī)物含量很低，水中污染物主要是較微小的無機(jī)懸浮顆粒，已經(jīng)不會對微濾膜產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。因此，本實(shí)用新型的裝置無需設(shè)置傳統(tǒng)MBR工藝中的預(yù)處理曝氣池，預(yù)處理曝氣池功能由一級過濾膜池7代替。一般情況下，一級過濾膜池7進(jìn)水COD范圍是100-20000mg/l之間，可耐進(jìn)水質(zhì)波動范圍較大，而運(yùn)行過程中的一級過濾膜池7內(nèi)的混合液污泥濃度范圍一般是5000-15000mg/l ；根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和處理要求，一級膜池內(nèi)的水力停留時(shí)間HRT為6-19小時(shí)，一級膜池水力停留時(shí)間一般占總停留時(shí)間的75% -90% ；一級過濾膜3的平均通量在120_5001/m2h。一級過濾膜池7中的曝氣強(qiáng)度可以是30m3/m2. h 90m3/m2. h。需要提及的是一級膜過濾可采用多層過濾膜組，或者同時(shí)選用多種材料過濾膜組，如多層無紡布組件，或者由無紡布組件和微孔板組件相結(jié)合的裝置，優(yōu)選的層數(shù)為3層。二級過濾膜池8為傳統(tǒng)MBR膜池，其停留時(shí)間為l_3h范圍內(nèi)，占總停留時(shí)間的10% -15%。 二級過濾膜池8內(nèi)的混合液濁度在2-30NTU之間。

圖I為本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；其中3、一級過濾膜；4、MBR膜；7、一級過濾膜池；8、二級過濾膜池；9、風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型詳細(xì)說明。建造統(tǒng)一套雙級式膜過濾裝置，包括回字形膜池，其中，所述回字形膜池具有兩級式結(jié)構(gòu)，包括外圍的一級過濾膜池7和位于中間的二級過濾膜池8。一級過濾膜池7中設(shè)置折扇狀聚丙烯無紡布作為一級過濾膜3，一級過濾膜3也作為分隔一級過濾膜池7與二級過濾膜池8的池壁。其平均孔徑100微米，安裝角度為45°。在二級過濾膜池8中設(shè)有二級MBR組器和MBR膜4。在這個(gè)回字形膜池外通過風(fēng)機(jī)9和曝氣管分別向內(nèi)外膜池曝氣。在建造時(shí)，內(nèi)外膜池同底同深。運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過調(diào)節(jié)(預(yù)處理)的污水進(jìn)入一級過濾膜池7，進(jìn)行好氧生化處理。膜池內(nèi)的微孔曝氣系統(tǒng)主要是為一級過濾膜池7內(nèi)的混合液中的微生物提供所需要的溶解氧。污水在一級膜池7中停留時(shí)間大約6-19小時(shí)。經(jīng)過一級過濾膜池7處理后在重力作用下進(jìn)入二級過濾膜池8。在二級過濾膜池8內(nèi)，安裝現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的MBR膜組器，由于經(jīng)過一級過濾的濾液中含有EPS等易引起膜污泥的有機(jī)物含量較低，此時(shí)再用二級過濾膜-MBR膜進(jìn)行過濾，不會對膜造成嚴(yán)重污染。通過一級過濾處理后的水濁度較小，一般在2-30NTU之間，濾液中的EPS等有機(jī)污染物的去除率可達(dá)到95% -99%，TOC為l_5mg/l，從而保護(hù)二級過濾膜池8中的MBR膜4。二級過濾膜池8的水力停留時(shí)間較短，一般在1-3小時(shí)。與現(xiàn)有的過濾裝置相比，本實(shí)用新型的由于采用了雙級式設(shè)計(jì)，因此對MBR膜表面的污染極大的降低，增強(qiáng)了 MBR系統(tǒng)的抗污染性能，在實(shí)際工程中可延長MBR膜的清洗周期，降低清洗頻率，延長膜的使用壽命，大大降低成本。
權(quán)利要求1.一種雙級式膜過濾裝置，包括膜池、一級過濾膜、MBR組器和MBR膜，其特征在于所述膜池具有兩級式結(jié)構(gòu)，所述膜池包括一級過濾膜池(7)和二級過濾膜池(8)，所述二級過濾膜池(8)位于所述 一級過濾膜池的中間(7);所述一級過濾膜池(7)中設(shè)有作為池壁的一級過濾膜(3);所述二級過濾膜池(8)以一級過濾膜(3)為池壁，二級過濾膜池(8)中安裝有MBR膜(4);在所述膜池外有風(fēng)機(jī)(9)，所述風(fēng)機(jī)(9)分別通過曝氣管向所述一級過濾膜池(7)和二級過濾膜池曝氣(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙級式膜過濾裝置，其特征在于所述一級過濾膜池(7)和二級過濾膜池(8)的深度相同，底面高度平齊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙級式膜過濾裝置，其特征在于所述一級過濾膜池(7)的池壁高度和二級過濾膜池(8)的池壁高度相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙級式膜過濾裝置，其特征在于所述一級過濾膜(3)選自丙綸、滌綸、錦綸、腈綸、乙綸或氯綸制成的無紡布。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙級式膜過濾裝置，其特征在于所述一級過濾膜(3)是PP無紡布。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙級式膜過濾裝置，其特征在于所述一級過濾膜(3)的形狀是折扇狀、管狀或平板狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙級式膜過濾裝置，其特征在于所述一級過濾膜(3)的孔徑為10-500微米。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙級式膜過濾裝置，其特征在于所述一級過濾膜(3)的孔徑為100微米。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙級式膜過濾裝置，其特征在于所述MBR膜(4)選自聚碳酸酯、聚酰胺、聚縮醛、變性聚苯醚、聚酯、聚苯硫醚、聚芳基酯、不飽和聚酯、酚塑膠、環(huán)氧塑膠或聚丙烯制成微孔膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙級式膜過濾裝置，其特征在于所述曝氣管為孔徑為5-15mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙級式膜過濾裝置，其特征在于所述曝氣管的孔間距為10-40mmo
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種雙級式膜過濾裝置，其中所述膜池具有兩級式結(jié)構(gòu)，包括一級過濾膜池和二級過濾膜池，二級過濾膜池位于一級過濾膜池的中間；所述一級過濾膜池中設(shè)有作為池壁的一級過濾膜。所述二級過濾膜池以一級過濾膜為池壁，二級過濾膜池中安裝有MBR膜；在所述膜池外有風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)分別通過曝氣管向所述一級過濾膜池和二級過濾膜池曝氣。本實(shí)用新型的由于采用了雙級式設(shè)計(jì)，因此對MBR膜表面的污染極大的降低，增強(qiáng)了MBR系統(tǒng)的抗污染性能，廢水經(jīng)過一級過濾膜池處理后，通過一級過濾膜進(jìn)入二級過濾膜池，再通過MBR膜過濾，達(dá)標(biāo)排放。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)可延長MBR膜的清洗周期，降低清洗頻率，延長膜的使用壽命，降低運(yùn)行成本。
文檔編號C02F3/02GK202379852SQ201120518608
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者吳強(qiáng), 文劍平, 李天玉, 王力, 陳亦力 申請人:北京碧水源膜科技有限公司