專利名稱：穿流式膜分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于膜生物反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及穿流式膜分離器。
一種公知的膜生物反應(yīng)器，是錯(cuò)流式膜生物反應(yīng)器，它包括生物反應(yīng)器和錯(cuò)流式膜分離器。廢水中可被生物降解的物質(zhì)在生物反應(yīng)器內(nèi)降解。生物反應(yīng)器內(nèi)廢水經(jīng)循環(huán)泵進(jìn)入錯(cuò)流式膜分離器，循環(huán)液液流方向與膜分離器內(nèi)的膜絲方向平行，經(jīng)膜過(guò)濾后的水流(透過(guò)液)透過(guò)膜，與循環(huán)水流在方向上垂直，膜絲內(nèi)外面的壓差將循環(huán)液從膜絲內(nèi)側(cè)壓到膜絲外側(cè)，錯(cuò)流式膜分離器截留循環(huán)液中懸浮物及其較大分子污染物，廢水得到了凈化。
使用錯(cuò)流式膜組件的膜生物反應(yīng)器，由于相對(duì)獨(dú)立的生物反應(yīng)器與膜單元通過(guò)泵與管線連接構(gòu)成，各種生物反應(yīng)器與適當(dāng)膜單元均可構(gòu)成一種分離式膜生物反應(yīng)器，為了防止循環(huán)液中的懸浮物污染膜絲，維持穩(wěn)定的透水率，正如樊耀波等在《環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)》1997，17(1)68-74上所指出的，錯(cuò)流式膜生物反應(yīng)器需要高的循環(huán)流速和大的循環(huán)水流量，才能保證較高的透水率，因此不僅需要大功率的水泵設(shè)備，還造成了較高的單位產(chǎn)水能耗，限制了膜生物反應(yīng)器在廢水處理方面的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的在于提供一種穿流式膜分離器，使膜生物反應(yīng)器在水處理時(shí)降低能耗，拓寬膜生物反應(yīng)器在廢水處理方面的應(yīng)用領(lǐng)域。
本發(fā)明的穿流式膜分離器包括筒狀殼體和封蓋，其特征在于在筒狀殼體1的兩端，分別安裝有中間帶有孔洞的法蘭2，一帶有嘴4的封蓋5，通過(guò)法蘭與穿流式膜分離器13一端的法蘭2連接，其間有密封膠墊3；一帶有水嘴6和氣嘴7的封蓋5，通過(guò)法蘭與穿流式膜分離器13另一端的法蘭2連接，其間有密封膠墊3；在穿流式膜分離器13的里面，有由膜塊8組成的膜組件集成單元9，在穿流式膜分離器13的壁上有水嘴10。
所述的膜塊8的框架對(duì)應(yīng)側(cè)壁上開(kāi)有通孔11，在通孔11里填充有膜絲12。
所述的膜組件集成單元9里的膜塊8，根據(jù)膜絲的方向，逐塊采用縱橫交錯(cuò)的堆集方式，或膜塊據(jù)膜絲均按同方向堆集。
所述的穿流式膜分離器13筒狀殼體1為圓筒形；所述的封蓋5為半圓形；所述的膜塊8為正方形；所述的膜絲12為中空纖維超濾膜或微濾膜。
本發(fā)明穿流式膜分離器的膜絲不與循環(huán)水流方向平行，而是與循環(huán)水流方向垂直；這種膜絲的粘結(jié)方法使膜組件不需要較高的進(jìn)液速度和增加湍流強(qiáng)度的大功率水泵，本身就可以產(chǎn)生湍流效果；同時(shí)采用鼓泡的方法強(qiáng)化湍流，防止循環(huán)液中的懸浮物和膠體污染物污染膜絲，維持穩(wěn)定的透水率，降低能耗。
穿流式膜分離器的工作原理是由于膜絲采用縱橫交錯(cuò)的排列方式，循環(huán)液流經(jīng)膜絲時(shí)產(chǎn)生水流紊動(dòng)；由曝氣頭充空氣所產(chǎn)生的氣泡，在上升的過(guò)程中不斷被膜絲切割成小氣泡，增強(qiáng)了水流的紊動(dòng)；膜絲在上升混合液的作用下擺動(dòng)和振動(dòng)，相互之間摩擦將吸附在膜絲表面的污染物沖刷掉，防止膜絲被污染。凈水泵在膜絲表面形成壓差，對(duì)循環(huán)液負(fù)壓抽吸產(chǎn)生凈化水。
本發(fā)明的膜組件制作簡(jiǎn)單、易大規(guī)模生產(chǎn)；穿流式膜分離器裝置容易安裝且維修方便。利用穿流式膜分離器處理廢水時(shí)，能耗可降低到目前使用錯(cuò)流式膜分離器的1/3-1/5；由其組成的穿流式膜生物反應(yīng)器可用于酒精發(fā)酵廢水處理系統(tǒng)、淀粉廠廢水處理系統(tǒng)、油脂和蛋白質(zhì)廠廢水處理系統(tǒng)、石油化工廢水的處理系統(tǒng)、毛紡廠廢水的處理系統(tǒng)、小規(guī)模城市污水處理系統(tǒng)。
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)一步的描述。


圖1.采用本發(fā)明的穿流式膜分離器水處理工藝流程圖；圖2.本發(fā)明的穿流式膜分離器的縱剖示意圖。
1.筒狀殼體 2.法蘭 3.密封膠墊 4.嘴 5.封蓋 6.水嘴7.氣嘴 8.膜塊 9.膜組件集成單元 10.水嘴 11.通孔12.膜絲13.穿流式膜分離器實(shí)施例1.
請(qǐng)參照?qǐng)D1及圖2，包括調(diào)節(jié)池、生物反應(yīng)器、預(yù)濾器、穿流式膜組件以及水泵、循環(huán)水泵、氣泵和相應(yīng)管道。對(duì)毛紡廠的廢水進(jìn)行處理，COD為100-450mg/L。首先格柵對(duì)流經(jīng)格柵槽的廢水進(jìn)行初步過(guò)濾，截留廢水中尺寸較大的懸浮物，然后廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池對(duì)廢水的水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，減小廢水的水量和水質(zhì)波動(dòng)幅度。將調(diào)節(jié)池中的廢水泵入生物反應(yīng)器內(nèi)，同時(shí)氣泵通過(guò)與曝氣管連接的曝氣頭給生物反應(yīng)器內(nèi)充空氣，廢水中的可被生物降解的物質(zhì)，在生物反應(yīng)器內(nèi)通過(guò)復(fù)雜的生化反應(yīng)被活性污泥吸附、降解。生物反應(yīng)器內(nèi)的懸浮液經(jīng)過(guò)預(yù)濾器預(yù)過(guò)濾后，由循環(huán)水泵以低的循環(huán)流速和低的循環(huán)水流量，從穿流式膜分離器半圓形封蓋上的水嘴泵入內(nèi)直徑為24厘米、高為10厘米的圓筒形有機(jī)玻璃穿流式膜分離器內(nèi)，其上下開(kāi)口分別由帶有孔的法蘭和橡膠墊通過(guò)螺栓密封，同時(shí)氣泵通過(guò)與曝氣管連接的曝氣頭，經(jīng)穿流式膜分離器半圓形封蓋上的氣嘴給穿流式膜分離器內(nèi)充空氣，強(qiáng)化湍流，防止循環(huán)液中的懸浮物和膠體污染物污染膜絲，維持穩(wěn)定的透水率，降低能耗，使帶有懸浮物及大分子污染物的水，經(jīng)穿流式膜分離器內(nèi)膜組件集成單元的膜絲表面，讓膜絲進(jìn)一步截留循環(huán)液中的懸浮物大分子污染物后，通過(guò)穿流式膜分離器半圓形封蓋上的嘴回流到生物反應(yīng)器內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行生化反應(yīng)。其膜組件集成單元是由5個(gè)正方形小膜塊組成，每個(gè)小膜塊框架邊長(zhǎng)為17厘米，高為1.8厘米，其一對(duì)應(yīng)側(cè)壁為有機(jī)玻璃檔板，另一側(cè)壁上開(kāi)有寬為1厘米，長(zhǎng)為15厘米的通孔，中空纖維超濾膜(膜絲)填充在通孔內(nèi)，通過(guò)膠黏劑使膜絲橫向粘結(jié)在有機(jī)玻璃框架上，使之粘結(jié)成一體，構(gòu)成一個(gè)膜塊，5個(gè)膜塊組成一個(gè)膜組件集成單元。膜組件集成單元中的5個(gè)膜塊，縱橫交錯(cuò)放置在帶有法蘭盤的圓柱型有機(jī)玻璃外殼內(nèi)，它們之間用橡膠墊分開(kāi)，通過(guò)法蘭壓實(shí)、密封膜組件集成單元。凈水則由膜絲孔內(nèi)經(jīng)凈水泵負(fù)壓抽吸，通過(guò)穿流式膜分離器壁上的水嘴流出，其出水COD小于50mg/L，去除率大于80％，能耗可降低到目前使用錯(cuò)流式膜分離器的1/3。
請(qǐng)參照?qǐng)D1及圖2，采用同實(shí)施例1相同的設(shè)備及方法，對(duì)生活廢水進(jìn)行處理，其廢水BOD為20-70mg/L，凈水則由膜絲孔內(nèi)經(jīng)凈水泵負(fù)壓抽吸，通過(guò)穿流式膜分離器壁上的水嘴流出，其出水BOD小于1mg/L，去除率大于95％，能耗可降低到目前使用錯(cuò)流式膜分離器的1/5。
權(quán)利要求
1.一種穿流式膜分離器，包括筒狀殼體和封蓋，其特征在于在筒狀殼體(1)的兩端，分別安裝有中間帶有孔洞的法蘭(2)；一帶有嘴(4)的封蓋(5)，通過(guò)法蘭與穿流式膜分離器(13)一端的法蘭(2)連接，其間有密封膠墊(3)；一帶有水嘴(6)和氣嘴(7)的封蓋(5)，通過(guò)法蘭與穿流式膜分離器(13)另一端的法蘭(2)連接，其間有密封膠墊(3)；在穿流式膜分離器(13)的里面，有由膜塊(8)組成的膜組件集成單元(9)，在穿流式膜分離器(13)的壁上有水嘴(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的穿流式膜分離器，其特征在于所述的膜塊(8)的框架對(duì)應(yīng)側(cè)壁上開(kāi)有通孔(11)，在通孔(11)里填充有膜絲(12)。
3.如權(quán)利要求1所述的穿流式膜分離器，其特征在于所述的膜組件集成單元(9)里的膜塊(8)，根據(jù)膜絲的方向，逐塊采用縱橫交錯(cuò)的堆集方式，或膜塊據(jù)膜絲均按同方向堆集。
4.如權(quán)利要求1所述的穿流式膜分離器，其特征在于所述的穿流式膜分離器(13)筒狀殼體(1)為圓筒形。
5.如權(quán)利要求1所述的穿流式膜分離器，其特征在于所述的封蓋(5)為半圓形。
6.如權(quán)利要求1或2所述的穿流式膜分離器，其特征在于所述的膜塊(8)為正方形。
7.如權(quán)利要求2所述的穿流式膜分離器，其特征在于所述的膜絲(12)為中空纖維超濾膜或微濾膜。
全文摘要
本發(fā)明屬于膜生物反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及穿流式膜分離器。在筒狀殼體的兩端,分別安裝有中間帶有孔洞的法蘭,其間有密封膠墊,一帶有嘴,及帶有水嘴和氣嘴的封蓋,通過(guò)法蘭與穿流式膜分離器兩端分別連接,其間有密封膠墊,在穿流式膜分離器的里面,有由帶有膜絲的膜塊組成的膜組件集成單元,根據(jù)膜絲方向,膜塊采用縱橫交錯(cuò)的排列方式。穿流式膜分離器裝置容易安裝且維修方便,維持穩(wěn)定的透水率,降低單位產(chǎn)水能耗。
文檔編號(hào)C02F3/02GK1285233SQ9911151
公開(kāi)日2001年2月28日 申請(qǐng)日期1999年8月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月18日
發(fā)明者樊耀波, 朱小龍, 張紹園, 王菊思, 姜兆春 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心