專利名稱：中空絲膜組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于污水處理以及中水回用處理技術(shù)，具體涉及到一種新的膜生物反應(yīng)器(SMBR)膜組件。
背景技術(shù)：
目前，由于全球性水資源的匱乏，許多國家都在積極應(yīng)用中水回用工藝來解決水資源再生問題。膜分離技術(shù)應(yīng)用于污水處理與中水回用是人們研究的熱點之一，該技術(shù)具有分離過程不發(fā)生相變、污染物去除效率高、出水水質(zhì)好等特點，具有良好的發(fā)展前景。一體式膜生物反應(yīng)器(SMBR)是一種新型高效的污水處理與回用工藝，有良好的應(yīng)用前景。許多國家對膜生物反應(yīng)器新型膜組件的開發(fā)、膜分離裝置的研究都投入了很大的力量。有關(guān)專家認(rèn)為SMBR工藝的大規(guī)模應(yīng)用將引起污水處理技術(shù)的一場劃時代的革命。SMBR工藝雖有傳統(tǒng)工藝所無法比擬的優(yōu)點，但也存在較難克服的問題。由于膜組件在運(yùn)行過程中，不可避免的要受到污染，由此影響其使用壽命。因而如何獲得穩(wěn)定的膜通量、減小膜污染是國內(nèi)外研究者面臨的主要問題。對膜組件空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是解決問題的關(guān)鍵，合理的膜組件結(jié)構(gòu)既可以減少膜污染、延長膜的正常運(yùn)行周期，又可節(jié)約能耗。膜污染主要體現(xiàn)在膜通量的下降，活性污泥細(xì)微顆粒在膜表面的沉積是膜通量迅速下降的主要原因，膜表面的錯流流速(Cross flow velocity)是減小膜表面顆粒積累的關(guān)鍵因素。在SMBR反應(yīng)器中，一般依靠曝氣來產(chǎn)生錯流，因而在最小的能耗下，獲得最大的膜表面錯流流速成為研究的課題。本實用新型提出了新的膜組件結(jié)構(gòu)形式，優(yōu)化組件的空間結(jié)構(gòu)，采用新的曝氣及出水系統(tǒng)，最大程度減小膜污染。以期以較低的成本，取得滿意的膜污染控制效果。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是采用集水與曝氣裝置加之合理的中空絲膜組件空間結(jié)構(gòu)，來減小膜污染并維持膜通量，達(dá)到節(jié)能和延長膜組件使用時限。
本實用新型通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)(參考附圖1～3)中空絲膜組件主要由集水和曝氣兩部分構(gòu)成，由中空絲膜片1、集水管2、集水盒3構(gòu)成出水系統(tǒng)。由數(shù)片中空絲膜片1的出水集中于上、下集水盒3-1、3-2中，集水盒3-1、3-2與集水管2相連。出水方式采用重力出水或泵吸出水，集水盒3的設(shè)計緩解了由于負(fù)壓出水對膜絲的損傷。由空氣管4、布?xì)夂?、穿孔管6構(gòu)成曝氣系統(tǒng)，空氣管4與膜組件下部的布?xì)夂?相連，中空絲膜片1下端設(shè)置穿孔管6。數(shù)根穿孔管6平行設(shè)置并與布?xì)夂?并聯(lián)，布?xì)夂?中的壓縮空氣由穿孔管6上的微孔沿45度角向下射出。曝氣系統(tǒng)的設(shè)計保證了每片中空絲膜片1有穩(wěn)定的曝氣強(qiáng)度。膜組件的空間結(jié)構(gòu)參數(shù)對膜表面的錯流流速有重要的影響，合理的組件結(jié)構(gòu)可獲得較大的錯流流速并減小膜污染。本新型膜組件空間形式設(shè)計為立方體，中空絲膜片1裝填間距為80～110mm，集水盒3-1中線距組件上端140～160mm，集水盒3-2中線距組件下端60～80mm，布?xì)夂?中線距組件下端140～160mm，穿孔管6中線距組件下端140～160mm。穿孔管6采用變間距微孔曝氣方式，靠近布?xì)夂锌臻g距大，遠(yuǎn)離布?xì)夂虚g距小，穿孔管6微孔直徑為1～1.5mm，孔間距為8～15mm。
本發(fā)明的有益效果在于通過優(yōu)化膜組件的空間結(jié)構(gòu)，在較小的能耗下，獲得較大的膜表面錯流流速，增加混合液的紊度，減小膜污染。本新型將直接推動一體式膜生物反應(yīng)器(SMBR)的廣泛應(yīng)用，從而提高水資源的利用率，緩解水資源緊張的現(xiàn)狀。應(yīng)用本新型可使處理后水質(zhì)滿足GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(二級)pH＝6～9，色度＜80，SS＜200mg/L，BOD5＜60mg/L，COD＜150mg/L，氨氮＜25mg/L，大腸菌群數(shù)＜500個/L，元素磷＜0.3mg/L，硝基苯＜3.0mg/L的出水水質(zhì)。


附圖1為本實用新型的主視圖。
附圖2為本實用新型的平面圖。
附圖3為本實用新型的側(cè)視圖。
其中1-中空絲膜片，2-集水管，3-集水盒、，4-空氣管，5-布?xì)夂校?-穿孔管。
實施具體方式
以下結(jié)合附圖通過實施例對本實用新型做進(jìn)一步的說明。膜組件的運(yùn)行條件是維持膜通量的穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。本實施例膜組件的運(yùn)行參數(shù)為操作壓力30-60Kpa；膜組件臨界出水量0.94m3h-1；曝氣強(qiáng)度＞86.15m3m-2h-1；抽吸與停歇時間分別為12min、3min。中空絲膜片1材質(zhì)為PVDF，膜的公稱直徑為0.2μm，有效面積為12.5m2。中空絲膜組件(除膜絲)材質(zhì)皆為ABS，有效面積為62.5m2。膜組件設(shè)計出水流量為0.94m3h-1；氣水比在30∶1下，曝氣強(qiáng)度為86.15m3m-2h-1，獲得膜表面錯流流速1.6ms-1。
本實施例膜組件空間形式設(shè)計為立方體，長、寬、高的設(shè)計尺寸分別為650×500×1200(mm)；5片中空絲膜片1裝填間距100mm；集水盒3-1中線距組件上端150mm；集水盒3-2中線距組件下端70mm；布?xì)夂?中線距組件下端150mm；5根穿孔管6中線距組件下端150mm。穿孔管6微孔直徑為1mm，孔間距為8～15mm均勻分布。
本實例是單片膜絲與非組件中單片中空膜絲的比較，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度(MLSS)為8656mg/L，相同曝氣量5.64m3h-1，相同出水量0.1875m3h-1下，采用恒定流量出水。結(jié)果見下表膜組件單片中空膜絲非組件單片中空膜絲操作壓力(Kpa) 45 53錯流流速(ms-1) 1.60.9清洗周期(d) 200-300130-170從上表比較可看出在相同曝氣能耗下，本新型膜組件獲得了較大的膜表面錯流流速；在恒定流量下，非組件單片中空膜絲需較大的操作壓力，因而維持膜通量需較大的動力消耗；從清洗周期上看，本新型膜組件有明顯優(yōu)勢。
權(quán)利要求1.中空絲膜組件，主要由中空絲膜片(1)、集水管(2)、集水盒(3)、空氣管(4)、布?xì)夂?5)、穿孔管(6)組成，其特征是由中空絲膜片(1)、集水管(2)、集水盒(3)構(gòu)成出水系統(tǒng)，由數(shù)片中空絲膜片(1)的出水集中于集水盒(3-1、3-2)，集水盒(3-1，3-2)與集水管(2)相連，由空氣管(4)、布?xì)夂?5)、穿孔管(6)構(gòu)成曝氣系統(tǒng)，空氣管(4)與膜組件下部的布?xì)夂?5)相連，中空絲膜片(1)下端設(shè)置穿孔管(6)，數(shù)根穿孔管(6)平行設(shè)置并與布?xì)夂?5)并聯(lián)，布?xì)夂?5)中的壓縮空氣由穿孔管(6)上的微孔沿45度角向下射出。
2.按照權(quán)利要求1所述的中空絲膜組件，其特征是所述的中空絲膜片(1)裝填間距為80～110mm，集水盒(3-1)中線距組件上端140～160mm，集水盒(3-2)中線距組件下端60～80mm，布?xì)夂?5)中線距組件下端140～160mm，穿孔管(6)中線距組件下端140～160mm。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的中空絲膜組件，其特征是所述穿孔管(6)微孔直徑為1～1.5mm，孔間距為8～15mm。
專利摘要中空絲膜組件，屬于污水及中水回用處理技術(shù)。由中空絲膜片、集水管、集水盒構(gòu)成出水系統(tǒng)；由空氣管、布?xì)夂?、穿孔管?gòu)成曝氣系統(tǒng)。中空絲膜片的出水集中于上、下集水盒，該設(shè)計緩解了由于負(fù)壓出水對膜絲的損傷。集水盒與集水管相連，空氣管與膜組件下部的布?xì)夂邢噙B。中空絲膜片下端設(shè)置穿孔管，數(shù)根穿孔管平行設(shè)置并與布?xì)夂胁⒙?lián)，布?xì)夂兄械膲嚎s空氣由穿孔管上的微孔沿45度角向下射出。曝氣系統(tǒng)的設(shè)計保證每片中空絲膜片有穩(wěn)定的曝氣強(qiáng)度。本實用新型的優(yōu)點是優(yōu)化了空間結(jié)構(gòu)，在較小能耗下，獲得較大的膜表面錯流流速，較小了運(yùn)行壓力和膜污染，延長了膜的運(yùn)行周期，使處理后水質(zhì)滿足GB8978－1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(二級)。
文檔編號C02F3/10GK2711152SQ20042002929
公開日2005年7月20日 申請日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月9日
發(fā)明者朱文亭, 孫寶盛, 齊庚申, 趙新華, 邢國平, 張海豐 申請人:天津大學(xué)