專利名稱：搖擺式平板膜組件過濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水處理技術(shù)領(lǐng)域設(shè)備，特別涉及一種用于高懸浮物或高污泥 濃度的膜生物反應(yīng)器廢水處理領(lǐng)域的搖擺式平板膜組件過濾裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著制膜技術(shù)發(fā)展和水處理要求不斷提高，膜法水處理技術(shù)越來越廣泛 應(yīng)用在水處理領(lǐng)域中，尤其是高難廢水處理領(lǐng)域膜法處理不斷得到探索應(yīng)用。但在應(yīng)用實(shí) 踐中，尤其是面臨高濁度、高活性污泥濃度等場合使用時(shí)，傳統(tǒng)的浸入式超濾膜過濾裝置面 臨污堵速度快，清洗周期短、常規(guī)清洗效果恢復(fù)性差和運(yùn)行動(dòng)力消耗高等難題。隨著膜技術(shù) 使用領(lǐng)域延伸，控制膜污染技術(shù)有效度成為決定浸入式超濾膜使用前景的主要原因。為了提高膜氣擦洗恢復(fù)效果解決膜污堵問題，保持更長時(shí)間膜系統(tǒng)穩(wěn)定產(chǎn)水性 能，浸入式超濾組件設(shè)計(jì)優(yōu)化和運(yùn)行方式變革是膜過濾技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展趨勢。維護(hù)清洗以 氣沖刷膜面達(dá)到一定掃流速度(CFV)為破壞過濾濾餅層生成或穩(wěn)定性達(dá)到清洗維護(hù)或保 持連續(xù)膜過濾產(chǎn)水性能目的。在現(xiàn)有技術(shù)中，常見膜排列豎直方向設(shè)曝氣頭，采取間歇周期 性或連續(xù)曝氣方式對膜面進(jìn)行沖刷，為了達(dá)到一定的膜面掃流速率(CFV)值，往往需要大 量像曝氣頭供氣。過大氣流帶來的機(jī)械擾動(dòng)會(huì)縮短膜組件的使用壽命和運(yùn)行期間需要更大 的噸水能源消耗，且由于豎直上流氣泡合并成大氣泡和擴(kuò)散面積增加，也出現(xiàn)氣泡沖洗和 充氧利用率低、氣擦洗效果有限。同時(shí)氣泡擴(kuò)散方向不確定性易出現(xiàn)清洗死角。CN200610139667. 5公開了一種浸泡式薄型板框膜過濾器，它的目的是提供一種可 浸泡于原/廢水槽中，對水中的雜質(zhì)進(jìn)行過濾，藉曝氣減少薄膜之阻塞而使產(chǎn)水穩(wěn)定并達(dá) 到濾除細(xì)菌，降低淤泥指數(shù)及濁度目的的浸泡式薄型板框膜過濾器。該技術(shù)方案的要點(diǎn)是 它由一個(gè)或多個(gè)薄型板框薄膜過濾片及其下方之曝氣裝置所組成。而薄膜過濾片由一薄平 板、導(dǎo)通部及過濾薄膜粘合組成，其一面上分別沿二側(cè)緣裝設(shè)有祇少二支撐條形成不對稱 框架，而此垂直之不對稱框架相互緊壓而成薄膜室，且沿二端緣進(jìn)一步裝設(shè)有二薄金屬或 塑料補(bǔ)強(qiáng)條來作為支撐。然而，其不足之處是其曝氣時(shí)氣泡仍為豎直方向上升，形成的氣 液混合物流動(dòng)狀態(tài)為平行于平板膜膜面。其紊流效果差，產(chǎn)生清洗死角和噸水氣洗耗氣量 大的不足。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是，設(shè)計(jì)一種整體結(jié)構(gòu)合理，氣洗效果好，噸水耗氣量低，充氧 利用率高，適應(yīng)高懸浮物廢水處理的搖擺式平板膜組件過濾裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是所述搖擺式平板膜組件過濾裝置，其特殊之處在 于，包括—分離罐，由頂部的端蓋、中部的容置腔、底部的樞座組成，所述容置腔內(nèi)設(shè)有過 濾組件；一動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，樞接在分離罐頂部端蓋上；[0009]一曝氣機(jī)構(gòu)，設(shè)置在分離罐容置腔的底部；所述分離罐在動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的推動(dòng)下以分離罐底部的樞座為圓點(diǎn)作左右擺動(dòng)。作為優(yōu)選所述分離罐容置腔內(nèi)設(shè)有過濾組件由可過濾水中雜質(zhì)的的若干片平行設(shè)置的平 板式超濾膜組成。所述分離罐端蓋由一傘狀蓋體、該傘狀蓋體一側(cè)弧面上設(shè)置用于樞接動(dòng)力傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)的樞座、該傘狀蓋體另一側(cè)弧面上設(shè)置的進(jìn)氣管、以及該傘狀蓋體弧面的樞座與進(jìn)氣管 之間所設(shè)的產(chǎn)水管組成。所述分離罐底部的樞座由用于支承分離罐且以此為中心支點(diǎn)可供分離罐左右擺 動(dòng)的軸承座組成。所述分離罐左右擺動(dòng)的活動(dòng)擺角以豎直方向?yàn)橹行木€，左右各0° 90°之間的 調(diào)節(jié)范圍。所述動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由固定座、該固定座上所設(shè)的樞座、固定座樞座樞接的活塞缸、 該活塞缸內(nèi)套設(shè)有端部樞接在分離罐端蓋第二樞座上的傳動(dòng)伸縮桿組成。所述活塞缸內(nèi)的能源介質(zhì)選用空缸、液壓油缸、齒條驅(qū)動(dòng)或電驅(qū)動(dòng)的一種。所述傳動(dòng)伸縮桿一側(cè)設(shè)有膜片最大傾斜角度由伸縮桿運(yùn)動(dòng)里程調(diào)整的活塞行程 調(diào)節(jié)閥。所述曝氣機(jī)構(gòu)由設(shè)置容置腔內(nèi)過濾組件中央并與平板式超濾膜平行設(shè)置的管路、 該管路位于分離罐端蓋上接入的進(jìn)氣管、該管路位于容置腔底部局部接入且整體設(shè)置在容 置腔底部的曝氣頭、該管路靠近容置腔底端部位安裝的單向閥組成。所述產(chǎn)水管、進(jìn)氣管的管路為可隨分離罐往復(fù)搖擺時(shí)長度變化的柔性管組成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是通過低驅(qū)動(dòng)動(dòng)力實(shí)現(xiàn)膜過濾組件裝置的自 動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣擦洗耗氣量少，清洗效果好，充氧流程長、氧利用率高，能耗小和膜片使 用壽命有效延長的優(yōu)點(diǎn)。避免常規(guī)氣擦洗工藝容易出現(xiàn)清洗死角，曝氣量在滿足最低掃流 速率(CFV)時(shí)用量過大，膜元件容易機(jī)械損壞，在高污泥濃度的MBR工藝場合容易污堵的不 足，使平板式膜過濾組件裝置具有更強(qiáng)生化作用和膜過濾凈化作用同時(shí)，擴(kuò)展了其在復(fù)雜 水質(zhì)應(yīng)用范圍和降低使用成本。同時(shí)，本實(shí)用新型具有傳動(dòng)機(jī)械設(shè)備簡單可靠、動(dòng)力來源多 樣性和布局合理、整體集成化程度高的特點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的搖擺傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和原理示意圖。圖3是本實(shí)用新型的氣擦洗原理示意圖。圖4本實(shí)用新型的分離罐轉(zhuǎn)到一側(cè)時(shí)氣擦洗原理示意圖圖5本實(shí)用新型的分離罐轉(zhuǎn)到另一側(cè)時(shí)氣擦洗原理示意圖主要組件符號說明分離罐1端蓋11傘狀蓋體111產(chǎn)水管113容置腔12第一樞座13過濾組件2平板超濾膜21 動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3
第二樞座112 軸承座131 固定座31 4[0031]固定座樞座311 活塞缸32傳動(dòng)伸縮桿321 曝氣機(jī)構(gòu)4進(jìn)氣管41管路42曝氣頭43單向閥4具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型下面將結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述請參閱圖1所示，在本實(shí)施例中，所述搖擺式平板膜組件過濾裝置，包括一分離 罐1，由頂部的端蓋11、中部的容置腔12、底部的第一樞座13組成，所述容置腔12內(nèi)設(shè)有過 濾組件2 ；由氣壓動(dòng)力提供的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3，樞接在分離罐1頂部端蓋11上；氣缸(圖中 未示)在滿足一定壓力下經(jīng)過計(jì)時(shí)器控制單元(圖中未示)控制進(jìn)氣的頻率為間隔15min 進(jìn)氣15min，氣壓強(qiáng)度0. 6Mpa,單次往復(fù)周期為30min。一曝氣機(jī)構(gòu)4，設(shè)置在分離罐容置腔 12的底部；所述分離罐1在動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的推動(dòng)下以分離罐1底部的第一樞座13為圓 點(diǎn)作左、右擺動(dòng)。所述分離罐容置腔12內(nèi)設(shè)有過濾組件2由可過濾水中雜質(zhì)的的若干片平行設(shè)置 的平板超濾膜21組成。平板超濾膜21膜片選擇是0. 1 y m的分離孔徑，澆筑模塊共有膜片 200片，單片膜長度0. 8m、寬度0. 5m、厚度3mm，膜片澆筑間距為6mm總共膜面積為80m2，膜 運(yùn)行通量為20L/M2 *H，平板超濾膜21分離層涂覆材料可以選擇聚偏氟乙烯材料，其跨膜壓 差(TMP)的范圍為lkpa 90kpa。單片膜面積0. 05 lm2，分離層孔徑在0. 01 0. 3 y m， 長度0. 2 3m。一個(gè)分離罐1構(gòu)成的澆筑模塊大、小使用膜片數(shù)量為10 5000片。所述分離罐端蓋11由一傘狀蓋體111、該傘狀蓋體111 一側(cè)弧面上設(shè)置用于樞接 動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3且由接觸面采用耐磨、耐腐蝕材料制成第二樞座112、該傘狀蓋體111另一 側(cè)弧面上設(shè)置的進(jìn)氣管41、以及該傘狀蓋體111弧面的第二樞座112與進(jìn)氣管41之間所 設(shè)的產(chǎn)水管113組成。所述產(chǎn)水管113、進(jìn)氣管41的管路為可隨分離罐1往復(fù)搖擺時(shí)長度 變化的柔性管42’組成，其柔性管42’接頭伸縮處管材以彈性好的材料如襯鋼膠管等制成。 所述產(chǎn)水管113和進(jìn)氣管41，經(jīng)環(huán)氧澆筑后構(gòu)成內(nèi)空腔的容置腔12連接產(chǎn)水管113 ；進(jìn)氣 管41在端蓋11部分預(yù)埋在澆筑面內(nèi)，與構(gòu)成內(nèi)空腔的容置腔12隔絕并另一端通向底部曝 氣頭43。所述分離罐1底部的第一樞座13由用于支承分離罐1且以此為中心支點(diǎn)可供分 離罐1左、右擺動(dòng)且由耐腐蝕、耐高鹽等環(huán)境的不銹鋼制成，其內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)部分為密閉空腔排 布，避免廢水對其腐蝕以增大搖擺傳動(dòng)力的軸承座131組成。所述分離罐1左、右擺動(dòng)的活 動(dòng)擺角以豎直方向?yàn)橹行木€，左、右各0° 90°之間的調(diào)節(jié)范圍。請參閱圖2所示，所述動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3由固定座31、該固定座31上所設(shè)的樞座 311、固定座樞座311樞接的活塞缸32、該活塞缸32內(nèi)套設(shè)有端部樞接在分離罐端蓋11第 二樞座112上的傳動(dòng)伸縮桿321組成。所述活塞缸32內(nèi)的能源介質(zhì)選用空缸、液壓油缸、 齒條驅(qū)動(dòng)或電驅(qū)動(dòng)的一種。所述傳動(dòng)伸縮桿321 —側(cè)設(shè)有超濾膜膜片21最大傾斜角度由 傳動(dòng)伸縮桿321運(yùn)動(dòng)行程的活塞行程調(diào)節(jié)閥(圖中未示)調(diào)整。在傳動(dòng)力推動(dòng)下，傳動(dòng)伸 縮桿321可水平方向推動(dòng)平板超濾膜21，第一樞座13則可以調(diào)節(jié)傳動(dòng)伸縮桿321以一定 角度上、下擺動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)平板超濾膜21有一定速度和傾斜角度的往復(fù)擺動(dòng)。所述的分 離罐1搖擺角度范圍以豎直方向中心線為起點(diǎn)，左右搖擺角度范圍在0° 45°之間，此時(shí) 傳動(dòng)伸縮桿321跨度和清洗效果均以得到明顯優(yōu)化，其傳動(dòng)往復(fù)周期范圍在1 120min —次。請參閱圖3所示，所述曝氣機(jī)構(gòu)4由設(shè)置容置腔12內(nèi)過濾組件2中央并與平板超 濾膜21平行設(shè)置的管路42、該管路42位于分離罐端蓋11上接入的進(jìn)氣管41、該管路42 位于容置腔12底部局部接入且整體設(shè)置在容置腔12底部的曝氣頭43、該管路42靠近容 置腔12底端部位安裝的單向閥44組成，在豎直朝下方向介質(zhì)得以通過，防止在不進(jìn)氣時(shí)污 水壓入進(jìn)氣管路42。所述的曝氣頭43為均勻圓形開孔曝氣，圓形孔徑大小為0. 1 2mm， 開孔面積占澆筑截面積的 20%。在底部平板超濾膜21環(huán)氧澆筑區(qū)，朝上面設(shè)曝氣孔 徑3mm氣孔，按照平板超濾膜21單片膜50個(gè)橫向曝氣孔，縱向1排平均設(shè)置曝氣孔。使得 氣擦洗氣量均勻分布在各平板超濾膜21單片平板膜片間。氣擦洗方式為間歇式進(jìn)氣擦洗， 具體進(jìn)氣間歇為每隔lOmin進(jìn)氣5min，曝氣量為24匪3/H，單位平板超濾膜21瞬間用氣量 為0. 3NM3/M2 *H，平均耗氣量0. 075NM3/M2 *H，遠(yuǎn)低于現(xiàn)有氣擦洗技術(shù)的單位膜面積耗氣量。 例在平板超濾膜21傾斜角度為45°時(shí)，氣擦洗供給的氣泡從底部逸出，在通過初始豎直方 向上升后以一定動(dòng)能沖擊平板超濾膜21，擾動(dòng)膜面因過濾而形成的濾餅層和其它附著污染 物，由于氣泡無法透過平板超濾膜21本身，經(jīng)沖擊后聚集的氣泡會(huì)沿著膜面切線平行方向 向上運(yùn)動(dòng)，從而持續(xù)提供一個(gè)與膜面剪切污染物的線速度，相當(dāng)所有曝氣氣量均用于多點(diǎn) 持續(xù)擦洗，因而達(dá)到更好的清洗效果。請參閱圖4、圖5所示，氣泡上升流速在首次碰撞膜面后損失動(dòng)能，斜板的長度L = 0. 8m在傾斜45°時(shí)氣泡運(yùn)動(dòng)路程延長了 0. 8*(1. 41-1) = 0. 33m路程，延緩氣泡逸出液面 時(shí)間，提升了氧利用率。實(shí)現(xiàn)氣流上升方向與膜面以一定傾斜角度接觸，經(jīng)曝氣孔逸出細(xì)微 氣泡對平板超濾膜21表面的濾餅層剪切作用更明顯，所有氣泡均需接觸分離膜表面并沿 斜面上升，可以使用更少曝氣量就能達(dá)到可以破壞濾餅層掃流速度(CFV)；在有活性污泥 膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)使用平板超濾膜21時(shí)，強(qiáng)化了氣擦洗用氣的清洗恢復(fù)效果和提高了氧 利用率，降低了平板超濾膜21運(yùn)行成本也延長膜使用壽命。同時(shí)，在分離罐1往一側(cè)做搖 擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，平板超濾膜21膜片A面處于朝下狀態(tài)，且受氣流擾動(dòng)的角度隨分離罐1傾斜角 變化而時(shí)刻變化，平板超濾膜21膜面B面在分離罐1運(yùn)動(dòng)到另一側(cè)時(shí)，變換到朝下受清洗 狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了平板超濾膜21兩面全程無縫清洗，消除了清洗死角問題，清洗效果也就更有 效和徹底。由于平板超濾膜21膜澆筑單元由若干單一膜片構(gòu)成，所述的平板超濾膜21膜 A、B面朝上或朝下空間狀態(tài)都是隨著分離罐1的搖擺不斷處于上、下面互換的狀態(tài)。在膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)中污泥濃度為18g/L，在上述參數(shù)下運(yùn)行搖擺式平板膜組件 裝置，曝氣擦洗能有效減緩其膜分離系統(tǒng)化學(xué)清洗周期，在運(yùn)行20L/M2 H通量下連續(xù)87 天，跨膜壓差(TMP)從最初系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的5Kpa增加到lOKpa，仍遠(yuǎn)未達(dá)到需要化學(xué)清洗時(shí) 70Kpa。擺式平板膜組件裝置在更低耗氣量下工藝優(yōu)化化學(xué)清洗周期可達(dá)到12月/次。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍所做的均 等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求一種搖擺式平板膜組件過濾裝置，其特征在于，包括一分離罐，由頂部的端蓋、中部的容置腔、底部的樞座組成，所述容置腔內(nèi)設(shè)有過濾組件；一動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，樞接在分離罐頂部端蓋上；一曝氣機(jī)構(gòu)，設(shè)置在分離罐容置腔的底部；所述分離罐在動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的推動(dòng)下以分離罐底部的樞座為圓點(diǎn)作左右擺動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述搖擺式平板膜組件過濾裝置，其特征在于所述分離罐容置腔 內(nèi)設(shè)有過濾組件由可過濾水中雜質(zhì)的的若干片平行設(shè)置的平板式超濾膜組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述搖擺式平板膜組件過濾裝置，其特征在于所述分離罐端蓋由 一傘狀蓋體、該傘狀蓋體一側(cè)弧面上設(shè)置用于樞接動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的樞座、該傘狀蓋體另一 側(cè)弧面上設(shè)置的進(jìn)氣管、以及該傘狀蓋體弧面的樞座與進(jìn)氣管之間所設(shè)的產(chǎn)水管組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述搖擺式平板膜組件過濾裝置，其特征在于所述分離罐底部的 樞座由用于支承分離罐且以此為中心支點(diǎn)可供分離罐左右擺動(dòng)的軸承座組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述搖擺式平板膜組件過濾裝置，其特征在于所述分離罐左右擺 動(dòng)的活動(dòng)擺角以豎直方向?yàn)橹行木€，左右各0° 90°之間的調(diào)節(jié)范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述搖擺式平板膜組件過濾裝置，其特征在于所述動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 由固定座、該固定座上所設(shè)的樞座、固定座樞座樞接的活塞缸、該活塞缸內(nèi)套設(shè)有端部樞接 在分離罐端蓋第二樞座上的傳動(dòng)伸縮桿組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述搖擺式平板膜組件過濾裝置，其特征在于所述活塞缸內(nèi)的能 源介質(zhì)選用空缸、液壓油缸、齒條驅(qū)動(dòng)或電驅(qū)動(dòng)的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述搖擺式平板膜組件過濾裝置，其特征在于所述傳動(dòng)伸縮桿一 側(cè)設(shè)有膜片最大傾斜角度由伸縮桿運(yùn)動(dòng)里程調(diào)整的活塞行程調(diào)節(jié)閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述搖擺式平板膜組件過濾裝置，其特征在于所述曝氣機(jī)構(gòu)由設(shè) 置容置腔內(nèi)過濾組件中央并與平板式超濾膜平行設(shè)置的管路、該管路位于分離罐端蓋上接 入的進(jìn)氣管、該管路位于容置腔底部局部接入且整體設(shè)置在容置腔底部的曝氣頭、該管路 靠近容置腔底端部位安裝的單向閥組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述搖擺式平板膜組件過濾裝置，其特征在于所述產(chǎn)水管、進(jìn)氣 管的管路為可隨分離罐往復(fù)搖擺時(shí)長度變化的柔性管組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種水處理技術(shù)領(lǐng)域設(shè)備，特別涉及一種噸水耗氣量低，充氧利用率高，用于高懸浮物或高污泥濃度的膜生物反應(yīng)器廢水處理領(lǐng)域的搖擺式平板膜組件過濾裝置。所述搖擺式平板膜組件過濾裝置由頂部的端蓋、中部的容置腔、容置腔內(nèi)設(shè)有過濾組件、底部的樞座構(gòu)成的分離罐、樞接在分離罐頂部端蓋上的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、設(shè)置在分離罐容置腔的底部的曝氣機(jī)構(gòu)組成；所述分離罐在動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的推動(dòng)下以分離罐底部的樞座為圓點(diǎn)作左右擺動(dòng)。
文檔編號B01D61/18GK201603522SQ20102014520
公開日2010年10月13日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者王桂林, 韋旺 申請人:王桂林;韋旺