一種浸沒式正方形錯列排布管式膜生物反應器的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種浸沒式正方形錯列排布管式膜生物反應器(MBR)的制備方法。管式膜水平方向按正方形錯列排方式排列，膜的二端分別與出水及反洗操作相連接。膜組件浸沒于生物反應池中，曝氣裝置安裝于MBR裝置低部，以壓縮空氣曝氣。氣液混合流體的流動方向垂直于圓柱形膜表面，對膜面污染層產生顯著的抑制作用。通過反向清洗過程清除膜面污染物，以保持較高的膜通量。
【專利說明】
一種浸沒式正方形錯列排布管式膜生物反應器的制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于污水處理領域，尤其涉及一種浸沒式正方形錯列排布管式膜生物反應器。
【背景技術】
[0002]膜生物反應器(MBR)是一種將生物處理過程與膜分離過程有機結合的一種水處理技術，比傳統(tǒng)生物處理技術具有顯著的優(yōu)勢，已經(jīng)在污水處理領域發(fā)揮了重要作用。MBR發(fā)展的關鍵技術之一在于如何弱化膜污染。最早開發(fā)的簾式中空纖維MBR技術是基于污泥濃度、污染物特性、曝氣量、膜特性和產水量等因素之間的動態(tài)平衡形成的一種處理過程。簾式中空纖維MBR由于存在斷絲、纖維纏繞及清洗困難等操作性問題，人們又開發(fā)出平板式MBR。平板MBR有效地改進了中空纖維MBR存在的操作性問題，曝氣的氣泡在二板面間形成的通道內規(guī)則運動，發(fā)揮了氣泡上升過程中對流體的攪動作用，從而改善了氣泡在中空纖維MBR組件中的分布嚴重不均勻性，形成比中空纖維MBR更優(yōu)的動態(tài)平衡處理過程，膜通量得到提高，組件清洗周期得到延長。但平板MBR膜組件的制造成本也因此而大幅提高，且氣泡上升過程中的過于規(guī)則，未能顯著弱化膜面污染層的發(fā)展。
[0003]這些膜組件自身的特點決定了控制措施有限、膜組件無法實施反向清洗等能夠有效控制膜面污染的技術，只能以低膜通量的運行方式維持低通量運行系統(tǒng)的動態(tài)平衡。
[0004]管式MBR組件的制備也有報道，但該技術類似于平板MBR組件的制備原理，管膜豎直排布，氣液流體在沿管膜表面由下向上浮升，但不能實施反洗操作。膜面污染也是基于曝氣氣泡豎直方向的流量和產水真空度及外部因素等控制，低通量運行系統(tǒng)的動態(tài)平衡未有明顯改善。

【發(fā)明內容】

[0005]針對以上問題，本發(fā)明提供浸沒式正方形錯列排布管式膜生物反應器(MBR)的制備方法，管式膜水平方向按正方形錯列排布方式排列，膜的二端分別與出水及反洗操作相連接。膜組件浸沒于生物反應池中，曝氣裝置安裝于MBR裝置低部，以壓縮空氣曝氣。氣液混合流體的流動方向垂直于圓柱形膜表面，沿著膜表面形成流動邊界層，上升氣液流對低層管膜產生邊界層，形成漩渦，增加了流體的攪動；氣液流在其相鄰二管間上升，遇到上層管膜垂直阻擋，對其產生形體邊界層，該攪動性流體又對相鄰管膜產生作用，如此交互作用，加上曝氣產生的氣泡垂直流動于圓柱形膜面時產生脫離液體流動軌跡的浮升作用、氣泡上升過程中泡的長大與破滅等對流動的攪動作用，對膜面污染層的抑制作用較為顯著，均有助于膜面污染的弱化，膜平衡通量的提高。
[0006]基于膜面污染的程度，定時采用反向清洗的方式，可以有效地除去膜面污染物，恢復膜通量，保持MBR在較高通量下運行。
[0007]—種浸沒式正方形錯列排布管式膜生物反應器的制備方法，其特征在于:所述管式膜內徑4mm?12mm，膜管以水平方向按照正方形錯列方式排列，正方形邊長為6?30mm (相鄰二膜管中心距)。
[0008]—種浸沒式正方形錯列排布管式膜生物反應器的制備方法，其特征在于:以正方形錯列排列的膜管的二端所連接的箱式集水器，箱式集水器與管膜相連斷面用高分子封裝材料將管膜封裝，封裝于箱式集水器內的膜管的二端面是開端的。箱式集水器設有I?5個接管與出水總管或反洗水總管相連接，所述接管可以位于箱式集水器上端、下端、前端及后端之一處或多處。箱式集水器內腔厚度為5?100_。
[0009]所述高分子封裝材料可以是環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂。
[0010]一種浸沒式正方形錯列排布管式膜生物反應器的制備方法，其特征在于:所述膜管是用無紡布卷制為圓管支撐體，在圓管支撐體內表面、外表面或在內外表面涂布高分子膜材料，膜材料可以是聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚砜或聚醚砜中的一種。
[0011]—種浸沒式正方形錯列排布管式膜生物反應器的制備方法，其特征在于:在管式MBR的下部設有曝氣裝置，氣液混合流體垂直流過膜管。
[0012]—種浸沒式正方形錯列排布管式膜生物反應器的制造方法，其特征在于:產水以真空方式抽吸，真空度為0.098?0.005MPa。反向清洗的方式是產水0.1?24h，將反洗液水加壓通過箱式集水器分布到膜管，由內向外沖洗，將膜管表面的污染物清除。所述反洗液可以是清水、透過液中的一種或幾種。
[0013]所述反洗壓力是0.01?0.8MPa。
【附圖說明】
[0014]圖1浸沒式管式膜生物反應器結構圖
[0015]圖2正方形錯列排布的管式膜
【具體實施方式】
[0016]實施例1
[0017]由內徑為8mm、長度為1200mm的400支內外均涂聚偏氟乙烯膜管，有效膜面積為12m2，按正方形錯列排布，邊長為12_，用環(huán)氧樹脂為封裝材料，箱式集水器內腔厚度為40_，左邊箱式集水器接管與產水栗入口連接，右邊箱式集水器接管與反洗栗連接，反洗用產水，在其下部設有壓縮空氣曝氣管。將上述管式MBR裝置放置于生活污水處理池，污水進水COD為4000mg/L，水溫26°C，曝氣強度為22: I (氣水比)，水栗抽吸真空度為25kpa，按產水80min、以60kpa壓力用產水進行反洗60s的操作方式運行。平均產水量28L/m2.h，產水 COD 為 36mg/L，產水濁度:0.98NTU，SS 為 0.8mg/L。
[0018]實施例2
[0019]由內徑為8mm、長度為1200mm的400支內外均涂聚偏氟乙烯膜管，有效膜面積為12m2，按正方形錯列排布，邊長為12_，用環(huán)氧樹脂為封裝材料，箱式集水器內腔厚度為40_，左邊箱式集水器接管與產水栗入口連接，右邊箱式集水器接管與反洗栗連接，反洗用產水，在其下部設有壓縮空氣曝氣管。將上述管式MBR裝置放置于生活污水處理池，污水進水COD為4000mg/L，水溫26°C，曝氣強度為26: I (氣水比)，水栗抽吸真空度為30kpa，按產水60min、以80kpa壓力用產水進行反洗50s的操作方式運行。平均產水量30.3L/m2.h，產水 COD 為 38mg/L，產水濁度:1.1INTU，SS 為 0.9mg/L。
[0020]實施例3
[0021]由內徑為6mm、長度為1200mm的400支內外均涂聚偏氟乙烯膜管，有效膜面積為9m2，按正方形錯列排布，邊長為10mm，用環(huán)氧樹脂為封裝材料，箱式集水器內腔厚度為40_，左邊箱式集水器接管與產水栗入口連接，右邊箱式集水器接管與反洗栗連接，反洗用產水，在其下部設有壓縮空氣曝氣管。將上述管式MBR裝置放置于生活污水處理池，污水進水COD為4000mg/L，水溫26°C，曝氣強度為28: I (氣水比)，水栗抽吸真空度為30kpa，按產水60min、以80kpa壓力用產水進行反洗50s的操作方式運行。平均產水量27.2L/m2.h，產水 COD 為 36g/L，產水濁度:1.0NTU，SS 為 0.9mg/L。
【主權項】
1.一種浸沒式正方形錯列排布管式膜生物反應器的制備方法，其特征在于:所述管式膜內徑4mm?12mm，膜管以水平方向按照正方形錯列方式排列，正方形邊長為6?30mm (相鄰二膜管中心距)。2.一種浸沒式正方形錯列排布管式膜生物反應器的制備方法，其特征在于:以正方形錯列排列的膜管的二端所連接的箱式集水器，箱式集水器與管膜相連斷面用高分子封裝材料將管膜封裝，封裝于箱式集水器內的膜管的二端面是開端的；箱式集水器設有I?5個接管與出水總管或反洗液總管相連接，所述接管可以位于箱式集水器上端、下端、前端及后端之一處或多處。箱式集水器內腔厚度為5?200_ ;所述高分子封裝材料可以是環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂中的一種或二種。3.一種浸沒式正方形錯列排布管式膜生物反應器的制備方法，其特征在于:所述膜管是用無紡布卷制為圓管支撐體，在圓管支撐體內表面、外表面或在內外表面涂布高分子膜材料，膜材料可以是聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚砜或聚醚砜中的一種。4.一種浸沒式正方形錯列排布管式膜生物反應器的制備方法，其特征在于:在管式MBR的下部設有曝氣裝置，氣液混合流體垂直流過膜管。5.一種浸沒式正方形錯列排布管式膜生物反應器的制造方法，其特征在于:產水過程運行0.1?24h后，關閉產水過程，切換到反向清洗過程，將反洗液加壓輸送到箱式集水器再分布到膜管，由膜管內向外沖洗，將膜管表面的污染物清除。所述產水過程是以真空方式抽吸，真空度為0.098?0.005Mpa ;所述反洗液可以是清水、透過液、殺菌劑溶液、阻垢劑和除垢劑中的一種或幾種，反洗壓力為0.01?0.6MPa。
【文檔編號】C02F3/12GK105884016SQ201410820917
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月23日
【發(fā)明人】孫余憑, 朱春瓶
【申請人】江南大學