一种转盘式动态膜组件制造技术

本发明专利技术公开了一种转盘式动态膜组件。所述膜组件包括膜架、中央出水管和若干个设有腔体的转盘；所述中央出水管固定于所述膜架上，且所述中央出水管可转动；所述中央出水管的一端为封闭设置，另一端设有出水口；所述转盘固定套设在所述中央出水管上，且所述转盘与所述中央出水管通过设置于所述转盘上的出水孔和设置于所述中央出水管上的进水孔相连通；所述转盘由过滤基材制成。本发明专利技术平行设置多个转盘作为过滤单元，清洗时逐个进行清洗，其他转盘仍在过滤出水，稳定了出水水质，提高了产水率；清洗能耗低效果彻底：采用刮吸泥器对动态膜进行清洗，清洗时刮吸泥器不动，转盘转动，与传统的气洗和气水联合洗相比，能耗低效果彻底。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种转盘式动态膜组件，属于生物化工的固液分离

技术介绍
悬浮生长式的生物反应器在污水处理、发酵、生物化工等领域都有广泛的应用，这些生物反应器通常必须与一定的固液分离操作相结合。通过一定的固液分离操作对参加反应的混合液进行固液分离，一方面使以微生物为主的固体物质截流的反应器内，保持反应器内有足够的微生物浓度；另一方面获得比较澄清的出水，使出水中不含或含很少固体悬浮物。目前与生物反应器结合的固液分离方法主要可分离两种，一种是重力沉降，这种方法运行成本低，应用十分广泛，但一般占地较大，水力停留时间大于2小时，而且受多种因素影响往往难以获得良好的分离效果；另一种是膜分离技术，即采用膜过滤方法进行固液分离操作，由于膜的筛分孔径很小，因此生物混合液通过膜过滤后的滤液中几乎不含固体颗粒物，因此近年来在出水要求高的场合如回用水中得到了快速发展。在膜分离技术中，根据不同的分类方法可以将现有的滤膜分为有机材料膜和无机材料膜，或者中空纤维膜、平板膜或管式膜。在这类膜材料中，具有高效筛分能力的膜层是预先加工好的，在投入过滤操作之前就具备所需的选择透过能力，这种膜可简称为固定膜。由于各种固定膜需要通过特殊的成膜工艺加工制造，导致固定膜的制造成本较高，一定程度上影响了大规模的推广应用，尤其是在污废水处理上的应用。应用固定膜过滤的缺点还有:一是固定膜过滤阻力较大，一般需要通过机械方式进行压滤或抽吸过滤；二是需要通过化学的清洗方法才能去除膜污染，清洗过程复杂且不能完全恢复膜的通透性。动态膜是近年来逐渐发展起来的新的膜分离技术，黄霞等(2002年，公开号1363026A)首次提出了利用动态膜对生物反应器混合液进行过滤的方法及装置，即动态膜-生物反应器，使用普通滤材作为动态膜基材，在很小的水位差下进行过滤，实现了自流出水，出水水质良好。后续研究者对动态膜-生物反应器进行了优化和扩展，专利(2006年，公开号1807279A)提出的高通量柔性仿生型动态膜，采用垂直帘式结构，由滤材缝合成管状的帘片在曝气作用下可产生柔性抖动，有效控制控制膜表面生物膜的厚度；专利(2009年，公开号101455942A)提出的动态膜-生物反应采用机械强度大、耐腐蚀的玻璃纤维编织管组成帘式结构，但没有提出膜清洗的方式；专利(2009年，公开号101492202A)提出了一种连续更新动态膜的微网动态膜生物反应器，通过在扁圆柱形的微网网体下部设置清洗喷头以及在上部安装跳动陶粒实现对动态膜的连续更新，从而保证动态膜出水的稳定性；专利(2010年，公开号101857304A)提出的用于市政污水处理的动态膜装置，采用框架式平板膜形式，通过在反应器内设置导流板形成环流加强膜表面的错流冲刷能力；在膜通量低于设置值时，采用水力反冲消除过厚的污泥层以恢复通量；动态膜-生物反应器可以获得与使用固定膜的膜-生物反应器(MB R, Membrane Bioreactor)接近的固液分离效果,而且动态膜材料廉价、运行所需跨膜压力低，具有广阔的应用前景。但是目前该技术还不成熟，主要表现在:(1)出水不稳定，产水率低:由于动态膜使用污泥层作为过滤介质，在动态膜刚刚清洗后的再生期间，会产生大量未经过滤的出水，这些出水需要返回至生物反应器，限制了产水率的提高；(2)膜清洗能耗高不彻底:随着过滤的进行，动态膜的污泥层逐渐增厚，通量下降，需要以大量的水或气水联合对动态膜进行清洗，造成反洗设备功率大能耗高，且容易形成死角清洗不彻底；(3)膜组器难以放大，膜组件强度较低，限制了单个组件的面积，各个组件的排布困难，占地面积较大。这些问题都制约了动态膜-生物反应的工程应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种转盘式动态膜组件，可以解决动态膜-生物反应器存在的制约工程应用的诸如出水不稳定产水率低、膜清洗能耗高不彻底、膜组器难以放大等问题。本专利技术所提供的一种转盘式动态膜组件，包括膜架、中央出水管和若干个设有腔体的转盘；所述中央出水管固定于所述膜架上，且所述中央出水管可转动；所述中央出水管的一端为封闭设置，另一端设有出水口 ；所述转盘固定套设在所述中央出水管上，且所述转盘与所述中央出水管通过设置于所述转盘上的出水孔和设置于所述中央出水管上的进水孔相连通；所述转盘由过滤基材制成。上述的转盘式动态膜组件，所述过滤基材可为金属网、聚合物网或无纺布；所述过滤基材的孔径可为0.05 0.5mm。上述的转盘式动态膜组件，所述转盘沿所述中央出水管的轴向方向均匀布置。 上述的转盘式动态膜组件，所述出水口与一出水堰相连接。上述的转盘式动态膜组件，所述转盘的侧壁处设有清洗装置，所述清洗装置固定在所述膜架上，以对所述转盘进行清洗。上述的转盘式动态膜组件，所述清洗装置具体可为刮吸泥器。上述的转盘式动态膜组件，所述中央出水管可与传动机构相连接，带动所述中央出水管进行转动。使用本专利技术转盘式动态膜组件进行污废水生化处理时，根据水量和水质特点，将装有若干组转盘的动态膜组件组合在一起，安装于生化反应器中，中央出水管的出水口与生物反应器的出水口相连，在生物反应器液面和反应器出口形成的水位差的作用下自流出水，初期滤液返回生物反应器；随着过滤的不断进行，微生物代谢产物和微生物等在动态膜基材表面逐渐形成生物质层，当出水中悬浮物浓度逐渐降低并接近于零时，即可进行正常的过滤出水；在反应器内设置曝气系统提供废水生化处理所需的氧气，在膜架下设有曝气结构，必要时提供膜面错流剪切力，控制膜面污泥层的厚度，保持良好的过滤性能，当出现严重动态膜污染时，利用刮吸泥器以擦洗和反洗的方式清除膜面污染。本专利技术提出的转盘式动态膜组件，具有以下优点:(I)出水水质稳定:平行设置多个转盘作为过滤单元，清洗时逐个进行清洗，其他转盘仍在过滤出水，稳定了出水水质，提高了产水率；(2)清洗能耗低效果彻底:采用刮吸泥器对动态膜进行清洗，清洗时刮吸泥器不动，转盘转动，与传统的气洗和气水联合洗相比，能耗低效果彻底；(3)中央出水管水平布置，转盘垂直布置，占地面积小；(4)膜组件呈一体式结构，便于工程安装；附图说明图1为本专利技术动态膜组件中转盘的结构示意图，其中图1 (a)为转盘的剖面图，图1 (b)为转盘的正视图。图2为采用本专利技术动态膜组件的动态膜生物反应器侧视图。图3为采用本专利技术动态膜组件的动态膜生物反应器俯视图。图中各标记如下:I转盘、2中央出水管、3传动机构、4刮吸泥器、5出水堰、6膜架。具体实施例方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。如图1、图2和图3所示，本专利技术的转盘式动态膜组件包括膜架6、中央出水管2和5个设有腔体的转盘1，该转盘I沿中央出水管2的轴向均匀设置；其中转盘I由过滤基材制成，所选择的过滤基材可以是金属网、聚合物网(如尼龙网)或无纺布的多孔材料，选用较大孔径的过滤基材可以提高过滤时的通量但过滤精度较差，若选用较小孔径的过滤基材可以提高过滤精度，但过滤通量略低，综上，本专利技术所选用的过滤基材的筛分孔径一般以0.05 0.5毫米为宜。转盘I的过滤面积按照生物反应器处理的水质和污泥混合液特点而定，本专利技术的动态 膜组件的过滤通量以20-100L/m2h为宜。根据需要，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转盘式动态膜组件，其特征在于：所述膜组件包括膜架、中央出水管和若干个设有腔体的转盘；所述中央出水管固定于所述膜架上，且所述中央出水管可转动；所述中央出水管的一端为封闭设置，另一端设有出水口；所述转盘固定套设在所述中央出水管上，且所述转盘与所述中央出水管通过设置于所述转盘上的出水孔和设置于所述中央出水管上的进水孔相连通；所述转盘由过滤基材制成。

【技术特征摘要】
1.一种转盘式动态膜组件，其特征在于:所述膜组件包括膜架、中央出水管和若干个设有腔体的转盘； 所述中央出水管固定于所述膜架上，且所述中央出水管可转动；所述中央出水管的一端为封闭设置，另一端设有出水口 ； 所述转盘固定套设在所述中央出水管上，且所述转盘与所述中央出水管通过设置于所述转盘上的出水孔和设置于所述中央出水管上的进水孔相连通； 所述转盘由过滤基材制成。2.根据权利要求1所述的动态膜组件，其特征在于:所述过滤基材为金属网、聚合物网或无纺布； 所述过滤基材的孔径为0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄霞，文湘华，梁鹏，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：