一种旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统技术方案

技术编号:10312339 阅读:159 留言:0更新日期:2014-08-13 15:05
本发明专利技术公开了一种旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,包含膜处理污泥反应器;曝气装置,设置在膜处理污泥反应器的内部底部;阴极膜组件,设置在膜处理污泥反应器的内部、且位于曝气装置的上方;第一阳极和第二阳极,均设置在膜处理污泥反应器的内部、且分别位于阴极膜组件的两侧;阳极旋转控制装置,分别设置在第一阳极和第二阳极的内部,且与该第一阳极和第二阳极通过电路连接;电路控制装置,分别与第一阳极、第二阳极以及阴极膜组件通过电路连接。本发明专利技术通过在污泥中施加电场来减轻阴极膜组件污染;利用阳极电化学和电絮凝技术,提高污泥消化效率和出水水质;通过阳极旋转防止污泥和微生物沉积,保持有效电场强度,提高污泥脱水性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,能控制膜的被污染程度,以及提高出水水质,属于污泥处理领域,适用于膜分离处理污泥技术。
技术介绍
膜分离技术运用于污泥处理过程,主要是利用小孔径的膜对污泥及大分子物质进行截留,而可透过膜的水和小分子物质在压力驱动下,分离出污泥溶液,同时利用反应器内曝气提高的好氧环境对污泥进行好氧消化,从而达到对污泥浓缩消化的目的。 与传统重力浓缩工艺相比,膜分离处理污泥技术具有占地面积小,浓缩效果稳定,不产生厌氧释磷现象,出水水质佳等优势。但该技术较一般的污泥处理过程而言,污水中的污泥浓度较高,同时污泥混合液中胶体和膜污染物质也较多,因此对膜的污染也就更加严重。而严重的膜污染会导致膜运行周期较短,清洗频率增加,从而造成运行成本的进一步增加,严重制约膜分离处理污泥技术的进一步运用。 中国专利CN 201210174719.8提出一种增加电场使中空纤维膜表面带电来控制膜污染和提高出水水质的方法,它是利用同种电荷互相排斥的原理,阻止污泥絮体及膜污染物质沉积在膜表面,从而达到控制膜污染的目的。 国内外有研究,在膜生物反应器运行过程中,通过增加电场的方式,使膜组件带负电,利用主要膜污染物质(蛋白质、胶体等)带负电的特征,减缓和控制膜污染,且利用电极电絮凝作用可提高出水水质。另有研究发现,在增加电场强度时,污泥性质会发生改变,通过调节电场强度和作用时间,可以改善污泥脱水性能;同时发现,污泥浓度不同,提高污泥脱水性能需要的电场强度和作用时间也不同。研究还发现,利用电极电化学作用可提高污泥的消化性能。根据以上研究,如将外加电场控制膜污染技术与膜分离同步浓缩消化污泥技术相结合,通过控制运行参数,可实现膜分离技术处理污泥,同时可提高污泥消化效率和出水水质,从而进一步降低工艺能耗。 然而,由于膜分离技术处理污泥的特殊性(污泥浓度大于40 g/L,远高于一般的膜生物反应器的污泥浓度约10 g/L),在实验运行过程发现,电极表面会附着大量污泥絮体,增加了电极阻力,且随着运行的时间增加,电极附着的污泥逐渐增加,从而电极阻力也逐渐增加。电极电阻的增加会减弱电场强度,影响外加电场控制膜污染技术的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,通过在污泥中施加电场来减轻对阴极膜组件的污染;同时利用阳极电化学和电絮凝技术,提高污泥消化效率和出水水质;并通过阳极旋转来防止污泥和微生物沉积,保持有效的电场强度,最终提高污泥脱水性能。 为实现上述目的,本专利技术的技术方案是提供一种旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,包含:膜处理污泥反应器;曝气装置,其设置在所述膜处理污泥反应器的内部底部;阴极膜组件,其设置在所述膜处理污泥反应器的内部、且位于所述曝气装置的上方;第一阳极和第二阳极,其均设置在所述膜处理污泥反应器的内部、且分别位于所述阴极膜组件的两侧;阳极旋转控制装置,其分别设置在所述的第一阳极和第二阳极的内部,且与该第一阳极和第二阳极通过电路连接;电路控制装置,其分别与所述的第一阳极、第二阳极以及阴极膜组件通过电路连接。 本专利技术所提供的旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,还包含进泥泵,其通过管道与所述的膜处理污泥反应器的侧面底部相连接,用于将污泥送入该膜处理污泥反应器中。 本专利技术所提供的旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,还包含出水泵,其通过管道与所述的阴极膜组件的顶部相连接,用于将与污泥分离后的小分子物质和水从所述膜处理污泥反应器中抽吸出来。 本专利技术所提供的旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,还包含压力表,其设置在出水泵和阴极膜组件之间的管道上,用于读取阴极膜组件的跨膜压差变化。 所述的阴极膜组件包含:多孔支撑板,其设置在所述的阴极膜组件的中心;两个导电碳布,分别叠加设置在所述的多孔支撑板的两侧;两个微滤/超滤膜,分别叠加设置在每个所述的导电碳布的外侧;两个固定框架,分别设置在每个所述的微滤/超滤膜的外侧且相互扣合,将所述的阴极膜组件包覆固定。 所述的微滤/超滤膜由具有导电高聚物的材料制成。 所述的第一阳极由金属铝或金属铁制成,在电场作用下,形成各种羟基络合物、多核羟基络合物以及氢氧化物;在电化学反应中,产生铝或铁的金属正离子。 所述的第二阳极的表面涂覆有Ti/MnO2或TiO2材料,在电化学电解反应中,产生具有强氧化性的羟基自由基。 每个所述的阳极旋转控制装置包含:微电脑控制器,与该微电脑控制器通过电路连接的变频电动机,每个变频电动机分别与所述的第一阳极和第二阳极通过电路连接;每个所述的变频电动机通过转动分别带动第一阳极和第二阳极旋转,并且通过微电脑控制器控制旋转速度。 所述的第一阳极和第二阳极的旋转速率为50~300r/min。 所述的电路控制装置包含:微电脑继电器,与该微电脑继电器通过电路连接的电源;所述的电源的负极与所述的阴极膜组件连接,所述的电源的正极分别与所述的第一阳极和第二阳极连接;通过微电脑继电器设置电源的断开或闭合时间。 所述的电源为直流电源或脉冲交流电源,且电压范围在3~30V之间。 本专利技术所提供的旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,通过在污泥中施加电场来减轻对阴极膜组件的污染,延长其稳定运行周期;同时利用阳极电化学和电絮凝技术,提高污泥消化效率和出水水质;并通过阳极旋转来防止污泥沉积,最终通过出水回用及提高消化效率来降低污泥处理的成本。 附图说明 图1为本专利技术提供的旋转电极耦合平板膜处理污泥系统的结构示意图; 图2为本专利技术中的阴极膜组件的结构示意图。 具体实施方式 以下结合图1,详细说明本专利技术的一个优选的实施例。 如图1所示,为本专利技术所提供的旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,其包含膜处理污泥反应器2;曝气装置6,其设置在所述膜处理污泥反应器2的内部底部;阴极膜组件5,其设置在所述膜处理污泥反应器2的内部、且位于所述曝气装置6的上方;第一阳极4和第二阳极9,其均设置在所述膜处理污泥反应器2的内部、且分别位于所述阴极膜组件5的两侧;阳极旋转控制装置,其分别设置在所述的第一阳极4和第二阳极9的内部,且与该第一阳极4和第二阳极9通过电路连接;电路控制装置,其分别与所述的第一阳极4、第二阳极9以及阴极膜组件5通过电路连接。 本专利技术所提供的旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,还包含进泥泵1,其通过管道与所述的膜处理污泥反应器2的侧面底部相连接,用于将污泥送入该膜处理污泥反应器2中。 本专利技术所提供的旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,还包含出水泵7,其通过管道与所述的阴极膜组件5的顶部相连接,用于将与污泥分离后的小分子物质和水本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,其特征在于,包含:膜处理污泥反应器(2);曝气装置(6),其设置在所述膜处理污泥反应器(2)的内部底部;阴极膜组件(5),其设置在所述膜处理污泥反应器(2)的内部、且位于所述曝气装置(6)的上方;第一阳极(4)和第二阳极(9),其均设置在所述膜处理污泥反应器(2)的内部、且分别位于所述阴极膜组件(5)的两侧;阳极旋转控制装置,其分别设置在所述的第一阳极(4)和第二阳极(9)的内部,且与该第一阳极(4)和第二阳极(9)通过电路连接;电路控制装置,其分别与所述的第一阳极(4)、第二阳极(9)以及阴极膜组件(5)通过电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,其特征在于,包含:
膜处理污泥反应器(2);
曝气装置(6),其设置在所述膜处理污泥反应器(2)的内部底部;
阴极膜组件(5),其设置在所述膜处理污泥反应器(2)的内部、且位于所述曝气装置(6)的上方;
第一阳极(4)和第二阳极(9),其均设置在所述膜处理污泥反应器(2)的内部、且分别位于所述阴极膜组件(5)的两侧;
阳极旋转控制装置,其分别设置在所述的第一阳极(4)和第二阳极(9)的内部,且与该第一阳极(4)和第二阳极(9)通过电路连接;
电路控制装置,其分别与所述的第一阳极(4)、第二阳极(9)以及阴极膜组件(5)通过电路连接。
2.如权利要求1所述的旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,其特征在于,还包含进泥泵(1),其通过管道与所述的膜处理污泥反应器(2)的侧面底部相连接,用于将污泥送入该膜处理污泥反应器(2)中。
3.如权利要求1所述的旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,其特征在于,还包含出水泵(7),其通过管道与所述的阴极膜组件(5)的顶部相连接,用于将与污泥分离后的小分子物质和水从所述膜处理污泥反应器(2)中抽吸出来。
4.如权利要求3所述的旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,其特征在于,还包含压力表(8),其设置在出水泵(7)和阴极膜组件(5)之间的管道上,用于读取阴极膜组件(5)的跨膜压差变化。
5.如权利要求1所述的旋转电极耦合平板膜处理污泥的系统,其特征在于,所述的阴极膜组件(5)包含:
多孔支撑板(51),其设置在所述的阴极膜组件(5)的中心;
两个导电碳布(52),分别叠加设置在所述的多孔支撑板(51)的两侧;
两个微滤/超滤膜(53),分别叠加设置...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱学峰周明远杨泽斌吴志超苑文仪张澍郎茂倩樊丽李秀丽关杰徐莹
申请(专利权)人:上海第二工业大学
类型:发明
国别省市:上海;31

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