一种减缓膜污染的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种减缓膜污染的装置及方法，属于膜污染控制领域。该方法在吸附‑膜组合工艺中，待处理水经吸附剂吸附后进入旋转的膜组件。该方法主要用于膜污染控制技术领域，操作简单，经济实用，突破了现有吸附‑膜组合工艺中因膜组件静置导致的滤饼层厚度大、密实性强等引起的严重膜污染。

A device and method to slow down membrane pollution

【技术实现步骤摘要】
一种减缓膜污染的装置及方法
本专利技术属于膜污染控制领域，具体涉及一种减缓膜污染的装置及方法。
技术介绍
近年来膜法净化理论和应用已成为本领域的研究热点，膜处理技术也被广泛应用于实际水净化工程。尽管膜技术在水处理中的应用日益普遍，但膜污染始终是降低膜净水效率的瓶颈，极大程度地制约了膜的大规模应用。因此，如何有效控制并减缓膜污染成为水处理工艺中的研究热点和难点。污染物在膜孔内吸附/堵塞进而在膜表面形成滤饼层是引起膜污染的主要原因。目前已研发的吸附-膜组合工艺包括：(1)常规膜组合工艺：污染物经过吸附、沉淀后进入膜池；(2)直接过滤膜组合工艺：污染物混凝/吸附后不经沉淀直接进入膜池；(3)一体式吸附-膜组合工艺：污染物在膜池内混凝/吸附并过滤。上述传统吸附工艺，虽吸附预处理过程中能一定程度上去除污染物，减缓膜污染，但不论何种吸附-膜组合工艺，膜组件始终静置于膜池，长期运行后，滤饼层的形成无法避免。尽管存在定时气水反冲洗，但由于滤饼层与膜表面本身粘附力较强，且膜池底部曝气时间较短，曝气量较小，气水反冲洗所提供的外力作用不足以破坏滤饼层。以往的理论研究表明，紊流程度较强时污染物不规则性运动越剧烈，能极大程度地影响污染物在膜表面的吸附，进而改变膜表面滤饼层结构和形貌。目前，能改变膜池内水流状态的形式较多，如膜池内超声、膜池内增加搅拌装置等。虽然超声能破坏膜表面滤饼层，但长期运行有降低膜组件寿命的风险。而在膜池内增加搅拌装置，会降低膜池内膜组件装填密度。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种性能高效、经济可行、运行维护简单且在工程改造中易于实施的减缓膜污染的方法。本专利技术的目的之二是提供一种实现上述过程的减缓超滤膜污染的装置。本专利技术提出一种减缓膜污染的方法，在吸附-膜组合工艺中，待处理水经吸附剂吸附后进入旋转的膜组件。进一步地，膜组件的旋转方式为往复式旋转或螺旋式旋转；优选的，膜组件的旋转方式为螺旋式旋转。进一步地，膜组件的旋转频率为1～100rpm/min。进一步地，膜组件的旋转形式包括间歇式或连续式。进一步地，膜组件运行过程中，对膜组件进行反冲洗；反冲洗的周期为30～60min，每次反冲洗的时间为1～2min。进一步地，膜组件为超滤膜；超滤膜的孔径为0.01～0.20μm，超滤膜的通量为1～100L/m2·h。本专利技术还提出一种减缓超滤膜污染的装置，包括膜池；滑轨和滑块，滑轨相对设置于膜池的顶端外侧，滑块位于滑轨上；连接件，设置于滑轨之间，且与滑块相连；水平旋转电机，设置于连接件上；竖直旋转电机，固定设于滑轨上，且位于连接件上方；竖直旋转电机的转轴端部连有摇臂，摇臂通过线绳与连接件相连；膜组件，设置于水平旋转电机的转轴的端部，且膜组件位于膜池内。进一步地，还包括控制器，用于驱动竖直旋转电机和水平旋转电机转动；还包括压力表，用于测定膜组件内的压力。进一步地，膜组件的形状为圆柱形。进一步地，水平旋转电机的转轴为中空轴。进一步地，摇臂的一端与竖直旋转电机的转轴端部相连，摇臂的另一端与线绳相连。进一步地，滑轨通过固定夹相对固定于膜池的顶端外侧。进一步地，膜池上盖设有膜池盖。进一步地，还包括产水反洗泵，用于控制处理后的水的流动方向。本专利技术具有如下优点：1、本专利技术所提出的减缓膜污染的方法，在吸附-膜组合工艺基础上，采用吸附作用去除水中部分污染物后，结合膜组件旋转时膜表面滤饼层变化特征，降低膜表面滤饼层厚度及减缓由此带来的跨膜压差，实现自清洁。该方法操作简单、经济实用，突破了现有吸附-膜组合工艺中因膜组件静置导致的滤饼层厚度大、密实性强等引起的严重膜污染等技术难题。2、本专利技术所提出的减缓超滤膜污染的装置，占地面积小，运行成本低廉，管理方便，能有效减缓膜法水处理过程中不同种类污染物引起的膜污染。且无需额外增设搅拌装置，膜组件装填密度相对较高，故产水率相对较高，水头损失小，适合应用于老水厂改造和新水厂建设，尤其适用于村镇等小型水厂。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例装置结构示意图；图2为本专利技术实施例中摇臂连接结构示意图。附图标记说明：1、膜池；2、膜组件；3、固定夹；4、膜池盖；5、滑轨；6、滑块；7、连接件；8、水平旋转电机；9、压力表；10、摇臂；11、竖直旋转电机；12、线绳；13、控制器。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术一实施例提出一种减缓膜污染的方法，在吸附-膜组合工艺中，待处理水经吸附剂吸附后进入旋转的膜组件。本专利技术实施例提出的减缓膜污染的方法，基于污染物、滤饼层与膜表面之间的微界面过程，充分利用膜池内水流特征，优化了吸附-膜组件的旋转组合工艺，通过设置膜组件的旋转，不仅避免了膜池内膜组件装填密度低，同时膜组件旋转时引起的涡流所产生的作用力(如剪切力)能降低污染物在膜表面的吸附效能，以至破坏、脱落滤饼层，可实现膜污染的有效减缓以至自清洁，解决了传统吸附-膜组合工艺中因膜组件静置致使滤饼层厚度增大进而加剧膜污染的问题。本专利技术一实施例中，膜组件的旋转方式为往复式旋转或螺旋式旋转。往复式旋转为先正转后反转，或者先反转后正转，从而形成往复式旋转。螺旋式旋转为组件在进行正转和反转的同时进行上下移动。本专利技术一实施例中，膜组件的旋转方式为螺旋式旋转。相对于往复式旋转，螺旋旋转时，膜表面滤饼层表面所受剪切力更大，膜污染程度更易减缓。进一步地，螺旋式旋转的高度根据膜池的高度等而定。具体可以为1～5cm，例如，可以为1cm、2cm、4cm、5cm等。具体而言，往复式旋转时，旋转膜组件的正转圈数与反转圈数相等；优选，每一次往复式旋转时，正转圈数或反转圈数为1～3圈。本专利技术一实施例中，膜组件的旋转频率为1～100rpm/min。本专利技术一实施例中，旋转的膜组件为超滤膜；超滤膜的孔径为0.01～0.20μm，超滤膜的通量为1～100L/m2·h。进一步地，旋转膜组件为浸没式膜组件，超滤膜为中空纤维膜，材质可以是聚氯乙烯、聚偏氟乙烯等。本专利技术一实施例中，吸附-膜组合工艺中，采用的吸附剂包括常规的粉末活性炭或混凝剂，如铝盐混凝剂、铁盐混凝剂等。本专利技术一实施例中，吸附-膜组合工艺包括常规的吸附-膜组合工艺，或直接过滤膜组合工艺，或一体式吸附-膜组合工艺。优选的，吸附-膜组合工艺包括直接过滤膜组合工艺(如常规混凝膜处理工艺)，或一体式吸附-膜组合工艺。此两种吸附-膜组合工艺易形成较厚的滤饼层，故适用性更好。本专利技术一实施例中，膜组件的旋转形式包括间歇式或连续式。本专利技术一实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减缓膜污染的方法，其特征在于，/n在吸附-膜组合工艺中，待处理水经吸附剂吸附后进入旋转的膜组件。/n

【技术特征摘要】
1.一种减缓膜污染的方法，其特征在于，
在吸附-膜组合工艺中，待处理水经吸附剂吸附后进入旋转的膜组件。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述膜组件的旋转方式为往复式旋转或螺旋式旋转；
优选的，所述膜组件的旋转方式为螺旋式旋转。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述膜组件的旋转频率为1～100rpm/min。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述膜组件的旋转形式包括间歇式或连续式。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述膜组件运行过程中，对膜组件进行反冲洗；
所述反冲洗的周期为30～60min，每次反冲洗的时间为1～2min。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述膜组件为超滤膜；所述超滤膜的孔径为0.01-0.20μm，所述超滤膜的通量为1～100L/m2·h。


7.一种减缓超滤膜污染的装置，其特征在于，包括
膜池(1)；
滑轨(5)和滑块(6)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马百文，王博东，薛文静，胡承志，刘会娟，曲久辉，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11