一種絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水體凈化及污廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò) 濾結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高，污水排放量呈上升趨勢(shì)。在水 資源危機(jī)日益明顯的背景下，膜生物反應(yīng)器(Membrane Biological Reactor，簡(jiǎn)稱(chēng)MBR)技 術(shù)因其出水水質(zhì)優(yōu)良、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為21世紀(jì)最有發(fā)展前景的 污水處理和回用技術(shù)。但是，MBR技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中存在膜污染、成本較高、運(yùn)行費(fèi)用 高等制約因素，不利于其深入廣泛地進(jìn)一步推廣。
[0003] 針對(duì)上述不足，關(guān)于水處理工藝的研究進(jìn)程中，實(shí)用新型專(zhuān)利CN203043687U公開(kāi) 了一種用于污水處理的絮體自過(guò)濾結(jié)構(gòu)，包括若干并聯(lián)連接的自過(guò)濾單元，自過(guò)濾單元包 括一支撐結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)的外表面包裹有多孔過(guò)濾材料層，多孔過(guò)濾材料層的外側(cè)有絮體 層，支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)有一水管連接至外部的虹吸出水管。即與浸沒(méi)式超濾工藝結(jié)合替代傳統(tǒng)的 MBR技術(shù)。由于自過(guò)濾結(jié)構(gòu)進(jìn)行了泥水分離的預(yù)處理，降低了超濾膜污染，使得整個(gè)工藝的 噸水運(yùn)行成本僅占傳統(tǒng)MBR處理成本的20~30%，且出水水質(zhì)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)MBR出水水質(zhì)。 但是該絮體自過(guò)濾結(jié)構(gòu)的過(guò)濾單元結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，且有效過(guò)濾面積較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)，旨在通過(guò)將浸沒(méi)式超濾 工藝與傳統(tǒng)的MBR技術(shù)相結(jié)合，優(yōu)化MBR技術(shù)。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體為：
[0006] -種絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)，包括基架以及設(shè)于所述基架之間的支撐體，所 述支撐體包括并聯(lián)的若干個(gè)支撐單元;其中：
[0007] 原材彈性絲以均勻、交錯(cuò)的方式形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)經(jīng)套式加熱定型后 形成具有自支撐功能的支撐單元；
[0008] 所述支撐體的兩端通過(guò)注膠密封的方式固定于所述基架。
[0009] 在上述絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)中，原材彈性絲通過(guò)編織機(jī)編織形成多孔網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)，所述編織機(jī)的規(guī)格為8~128錠;或者原材彈性絲通過(guò)針織機(jī)針織的的方式形成多孔 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述針織機(jī)的規(guī)格為5~32針。
[0010]在上述絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)中，所述編織或者針織時(shí)的張力為〇~20cN。
[0011] 在上述絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)中，所述原材彈性絲的纖度為75~llOOdtex， 材質(zhì)為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)或者氨綸包覆紗。
[0012] 在上述絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)中，套式加熱定型中的定型溫度為80~230°C， 定型套的內(nèi)徑與支撐單元的外徑之差為0~l〇mm。
[0013] 在上述絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)中，所述支撐單元的目數(shù)為200~1000目；網(wǎng)孔 的內(nèi)接圓直徑為0.6~5. Omm，壁厚為0.1~3. Omm，彈性伸長(zhǎng)率為5~50 %。
[0014]在上述絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)中，所述支撐體是由多個(gè)支撐單元并聯(lián)形成的 簾式或者柱式結(jié)構(gòu)。
[0015]在上述絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)中，所述支撐單元的長(zhǎng)度為500~2500mm。
[0016] 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：
[0017] 本發(fā)明的絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)通過(guò)將彈力紗線(xiàn)以編織或者針織的方式形 成制成多孔、具有自支撐能力和可伸縮性的管狀支撐結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，填充面積大；
[0018] 將支撐體兩端封膠，支撐體在組件中無(wú)張力繃直，即制成多孔過(guò)濾結(jié)構(gòu)，在水體凈 化以及污廢水處理過(guò)程中，污泥形成的絮體層附著于彈性自支撐結(jié)構(gòu)，支撐體的伸縮性能 幫助其在好氧池曝氣狀態(tài)下保持高頻率振動(dòng)，提高了水處理水平，而且污染速度慢，易清洗 恢復(fù)，增加了使用壽命，降低了維護(hù)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，能夠更完整更好地理解本發(fā)明。此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供 對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0020] 圖1為本發(fā)明一種絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)的支撐體表面結(jié)構(gòu)示意圖一（編 織）；
[0021] 圖2為本發(fā)明一種絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)的支撐體表面結(jié)構(gòu)示意圖二（針 織)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0023] -種絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)，首先采用具有彈力的支撐體原材通過(guò)編織機(jī)編 織(參照?qǐng)D1)或者圓筒針織機(jī)針織(參照?qǐng)D2)的方式形成可伸縮的多孔管狀自支撐結(jié)構(gòu)，自 支撐結(jié)構(gòu)再經(jīng)過(guò)銅套加熱定型即形成了支撐單元，多根支撐單元并聯(lián)而成的支撐體的兩端 注膠密封后，即制成過(guò)濾結(jié)構(gòu)。
[0024] 支撐體在過(guò)濾結(jié)構(gòu)中松弛繃直，由于支撐體為彈性材質(zhì)，因此無(wú)需預(yù)留抖動(dòng)長(zhǎng)度 (普通組件中的中空纖維膜均留有一定的抖動(dòng)量），在曝氣條件下，隨著支撐體的長(zhǎng)度發(fā)生 變化，其彈力勢(shì)能會(huì)引起尚頻振動(dòng)，運(yùn)彳丁穩(wěn)定且易恢復(fù)。
[0025]過(guò)濾結(jié)構(gòu)的具體參數(shù)選擇如下：
[0026] 支撐體原材選用纖度為75~llOOdtex (優(yōu)選為333~667dtex)的長(zhǎng)絲紗線(xiàn)，紗線(xiàn)材 料可以是PET (滌綸）、PBT或者氨綸包覆紗等，其中氨綸包覆紗中的滌包類(lèi)氨綸包覆紗由于 其彈性持久、化學(xué)穩(wěn)定性良好的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中性能最優(yōu)；
[0027]編織機(jī)的規(guī)格選為8~128錠(優(yōu)選為24~64錠）：低于8錠會(huì)使得支撐體的內(nèi)徑太 小，導(dǎo)致水通道阻力大;高于128錠則會(huì)使得支撐體的自支撐力下降，導(dǎo)致易變形;或者基于 與編織機(jī)的規(guī)格選錠系統(tǒng)的原理，將圓筒針織機(jī)的規(guī)格選為5~32針(優(yōu)選為8~14針）； [0028]同一原料紗線(xiàn)的張力越大，則紗線(xiàn)被拉長(zhǎng)時(shí)越易產(chǎn)生紗線(xiàn)斷頭，使得制成的支撐 單元的彈性越小，通過(guò)大量的數(shù)據(jù)研究和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，長(zhǎng)絲紗線(xiàn)在編織或者針織時(shí)的張力控 制在0~20cN(優(yōu)選為3~8cN);
[0029]銅套加熱定型中的定型溫度為80~230 °C，銅套內(nèi)徑與支撐單元的外徑之差為0~ 10mm(優(yōu)選為0.5~2.0mm)，銅套長(zhǎng)度30~150mm(優(yōu)選為60~90mm)，在此范圍內(nèi)依據(jù)材料種 類(lèi)適當(dāng)調(diào)整；
[0030]支撐單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：
[0031]表面為多孔結(jié)構(gòu)的支撐體的目數(shù)(一英寸支撐體的編織孔或針織孔個(gè)數(shù))為200~ 1000目（優(yōu)選為400~600目）；這是因?yàn)椋耗繑?shù)大于1000目時(shí)支撐體的伸縮性明顯降低;而目 數(shù)小于200目時(shí)，由于孔徑較大，使得污泥難以在支撐體表面形成穩(wěn)定的絮體層；
[0032] 支撐體的網(wǎng)孔的內(nèi)接圓直徑為0.6~5.0mm(優(yōu)選為1.0~2.0mm);
[0033] 壁厚為0 · 1~3 · 0mm(優(yōu)選為0 · 3~0 · 5mm)，當(dāng)壁厚小于0 · 1mm時(shí)，其支撐力不夠，功 能實(shí)現(xiàn)的可靠性難以保證;而當(dāng)壁厚大于3.0_時(shí)，由于絮體層增厚使得過(guò)濾阻力升高； [0034] 支撐體的彈性伸長(zhǎng)率為5~50% (優(yōu)選為10~20%)，彈性伸長(zhǎng)率小于5%時(shí)，支撐 體在好氧池曝氣下的振動(dòng)頻率較低，而當(dāng)彈性伸長(zhǎng)率大于50%時(shí)，相鄰的支撐單元之間的 振動(dòng)干擾較大；
[0035]過(guò)濾結(jié)構(gòu)之間的支撐體是由多個(gè)支撐單元并聯(lián)形成的簾式或者柱式結(jié)構(gòu)。
[0036] 置于注膠密封端之間的各支撐單元的長(zhǎng)度為500~2500mm(優(yōu)選為1000~ 1800mm);這是因?yàn)椋洪L(zhǎng)度小于500mm時(shí)振幅小因此振動(dòng)頻率過(guò)高，不利于形成穩(wěn)定的絮體 層，而長(zhǎng)度大于2500mm時(shí)則對(duì)自流液面的要求較高，影響其曝氣效果。
[0037]基于上述技術(shù)限定，實(shí)際中采用具體的參數(shù)制得的支撐體的實(shí)施例1~7如下表1 中所示。
[0038]
[0039] 將上述過(guò)濾結(jié)構(gòu)置于好氧池中，好氧池濃度為1.2g/L，C0D為460mg/L，曝氣強(qiáng)度為 30m3/m2*h，開(kāi)啟自吸栗，設(shè)置初始階段出水通量為400L/m2*h，出水0.2min后，接取水樣觀測(cè) 出水水質(zhì)水量見(jiàn)表2。關(guān)閉自吸栗，依靠水位差完成自過(guò)濾。自吸栗短暫開(kāi)啟可使動(dòng)態(tài)膜快 速形成。
[0040]
[0041] 將絮體動(dòng)態(tài)膜與浸沒(méi)式超濾膜工藝結(jié)合，選用實(shí)施例四中的支撐單元，將彈性過(guò) 濾結(jié)構(gòu)置于好氧池中，設(shè)定好氧池濃度為1. Og/L，COD為400mg/L，曝氣強(qiáng)度為25m3/m2*h，開(kāi) 啟自吸栗，設(shè)置初始階段出水通量為500LMH，出水0.2min后，關(guān)閉自吸栗，依靠水位差完成 自過(guò)濾。超濾膜的運(yùn)行通量為36L/m 2*h，超濾運(yùn)行周期為45min，其中連續(xù)抽吸44min，氣水 反沖洗lmin。連續(xù)運(yùn)行一年后，浸沒(méi)式超濾膜的運(yùn)行壓力穩(wěn)定在8~12kPa。
[0042]以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說(shuō)明，此處的附圖是用來(lái)提供對(duì)本 發(fā)明的進(jìn)一步理解。顯然，以上所述僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍 并不局限于此，任何對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是可輕易想到的、實(shí)質(zhì)上沒(méi)有脫離本發(fā)明的 變化或替換，也均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括基架以及設(shè)于所述基架之間的 支撐體，所述支撐體包括并聯(lián)的若干個(gè)支撐單元;其中： 原材彈性絲以均勻、交錯(cuò)的方式形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)經(jīng)套式加熱定型后形成 具有自支撐功能的支撐單元； 所述支撐體的兩端通過(guò)注膠密封的方式固定于所述基架。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)，其特征在于，原材彈性絲通過(guò)編 織機(jī)編織形成多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述編織機(jī)的規(guī)格為8~128錠;或者原材彈性絲通過(guò)針織機(jī) 針織的的方式形成多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述針織機(jī)的規(guī)格為5~32針。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述編織或者針織 時(shí)的張力為0~20cN。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述原材彈性絲的 纖度為75~llOOdtex，材質(zhì)為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯PET、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯TOT或者氨綸 包覆紗。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)，其特征在于，套式加熱定型中的 定型溫度為80~230°C，定型套的內(nèi)徑與支撐單元的外徑之差為0~10_。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支撐單元的目 數(shù)為200~1000目，網(wǎng)孔的內(nèi)接圓直徑為0.6~5.0mm，壁厚為0.1~3.0mm，彈性伸長(zhǎng)率為5~ 50% 〇7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支撐體是由多 個(gè)支撐單元并聯(lián)形成的簾式或者柱式結(jié)構(gòu)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支撐單元的長(zhǎng) 度為500 ~2500mm。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種絮體動(dòng)態(tài)膜的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)，包括基架以及設(shè)于所述基架之間的支撐體，所述支撐體包括并聯(lián)的若干個(gè)支撐單元；其中：原材彈性絲以均勻、交錯(cuò)的方式形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)經(jīng)套式加熱定型后形成具有自支撐功能的支撐單元；所述支撐體的兩端通過(guò)注膠密封的方式固定于所述基架。本發(fā)明的彈性過(guò)濾結(jié)構(gòu)可以使得水處理過(guò)程中，污泥形成的絮體層附著于彈性自支撐結(jié)構(gòu)，在曝氣條件下，無(wú)預(yù)留抖動(dòng)長(zhǎng)度即可實(shí)現(xiàn)支撐體的長(zhǎng)度發(fā)生變化，彈力勢(shì)能引起的高頻振動(dòng)使得水處理工藝運(yùn)行穩(wěn)定且易恢復(fù)。
【IPC分類(lèi)】C02F3/10
【公開(kāi)號(hào)】CN105621602
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511029705
【發(fā)明人】陳亦力, 孟莎莎, 代攀, 李新濤, 丑樹(shù)人
【申請(qǐng)人】北京碧水源膜科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日