[發(fā)明專利]連續(xù)移動線形反沖洗并分布減振的微網(wǎng)組件及其應(yīng)用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910068475.3
• 申請日: 2009-04-14
• 公開（公告）號: CN101554545A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 居文鐘;蘇志龍;李彥;孫雁;楊濤;李紅衛(wèi);李然
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市天水環(huán)保設(shè)計工程有限公司
• 主分類號: B01D29/01
• 分類號: B01D29/01;B01D29/68;C02F3/02
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 王蘊華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種污、廢水處理領(lǐng)域膜生物反應(yīng)器工藝用膜組件，尤其涉及一種連續(xù)移動線形反沖洗并分布減振的微網(wǎng)組件及其應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

膜生物反應(yīng)器(Membrane?Bio?Reactor，簡稱MBR)是將污、廢水生物處理技術(shù)和膜分離技術(shù)相結(jié)合的一種新型水處理裝置。MBR具有的較高質(zhì)量的固液分離效果和對有機物較高的去除效果，出水水質(zhì)好、占地面積小、剩余污泥量低、自動化程度高，在水處理領(lǐng)域，尤其在污、廢水資源化工程方面得到較為廣泛的應(yīng)用。然而，MBR在推廣過程中存在著如下缺點與障礙：(1)MBR采用專用的膜孔徑在1微米以下微濾或超濾膜組件截留污泥，出水量低；(2)膜組件造價高；(3)膜組件容易出現(xiàn)因濃差極化導(dǎo)致的污染、老化，使其通量下降并產(chǎn)生堵塞，使用壽命低；(4)需要設(shè)置高壓抽吸水泵、大容量反沖洗設(shè)備和與之相關(guān)的控制部件，運行能耗和費用較高。上述缺點與障礙限制了MBR工藝大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。

近年，MBR領(lǐng)域開始出現(xiàn)對動態(tài)膜分離技術(shù)的研究，其特點是以普通孔狀材料通常是指孔徑在200目以上如不銹鋼絲網(wǎng)、尼龍、滌綸等化纖絲網(wǎng)、無紡布等微細(xì)濾網(wǎng)(行業(yè)統(tǒng)稱微網(wǎng))制作微網(wǎng)組件來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的微濾或超濾膜組件，構(gòu)成一種新型的微網(wǎng)動態(tài)膜生物反應(yīng)器，簡稱DMBR(Micro-screenDynamic?Membrane?Bio?Reactor)。微網(wǎng)組件主要由完成微濾的箱體及反沖洗機構(gòu)構(gòu)成，箱體是由不透水板材制作的方形圍框及固定封裝在圍框兩端面的微網(wǎng)體構(gòu)成的扁立方體形的空腔箱體，微網(wǎng)體采用單層微網(wǎng)形成。微網(wǎng)雖有過濾性能，但只能作為粗濾隔離一些粒徑較大固體物質(zhì)，在動態(tài)膜微濾系統(tǒng)中則只作為動態(tài)膜的支撐載體。上述箱體內(nèi)部的空腔，是盛放過濾水的容器，箱體外部的水只能通過微網(wǎng)體進入空腔。微網(wǎng)組件在使用時，置于生物反應(yīng)器混合液中，隨著生化反應(yīng)及過濾過程的進行，微生物菌膠團沉淀附著在微網(wǎng)體上形成周期性生長脫落的生物質(zhì)層即動態(tài)膜，也稱為凝膠層、次生膜或動態(tài)膜。該膜的形成改進了作為支撐載體的微網(wǎng)體的過濾性能。動態(tài)膜具有活性、柔性和吸附性特征，在一定的控制條件下，可達到和傳統(tǒng)MBR所用固體膜組件相同的微濾分離效果。待處理的污、廢水混合液通過微網(wǎng)動態(tài)膜過濾后進入微網(wǎng)體的空腔內(nèi)經(jīng)出水管排出。由于微網(wǎng)動態(tài)膜生物反應(yīng)器在固液分離過程中，動態(tài)膜作為基礎(chǔ)分離介質(zhì)是在生化反應(yīng)過程中自生的，混合液源源不斷為其提供成膜材料，因此不存在材料和制作成本消耗，尤其跨膜壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的MBR固體膜組件，而動態(tài)膜的深度污染又完全可以通過簡單的反沖洗來控制和解決，沒有必要定期更換膜組件，加之制作組件的材料易得且價格低廉，建設(shè)和運行成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的MBR，因此易于大規(guī)模應(yīng)用和推廣。然而，目前該技術(shù)仍不成熟，尚處于研發(fā)階段。

現(xiàn)有的微網(wǎng)動態(tài)膜技術(shù)基本是依靠錯流過濾來控制動態(tài)膜厚度以降低膜污染和依靠間斷反沖洗來更新動態(tài)膜保證膜通量的，這對傳統(tǒng)MBR固體膜組件降低污染非常有效，但對以利用污染物質(zhì)進行固液分離(以污抑污或以污治污)的活性和柔性的動態(tài)膜來說卻會產(chǎn)生一些不利影響，錯流在對動態(tài)膜表面剪切沖刷的同時存在對支撐載體即微網(wǎng)表面不規(guī)則的法向振動作用，這種不規(guī)則振動的頻帶很寬，使膜層生長不可能均勻，膜面中心部位因振幅過高而難以形成有效凝膠層。因此，現(xiàn)有的動態(tài)膜對較大分子量的溶解性有機物截流效果很差；錯流剪切沖刷和法向振動作用也極易使動態(tài)膜層出現(xiàn)“漏洞”，使出水濁度和細(xì)菌總數(shù)波動并難以控制在傳統(tǒng)MBR的水平；由于微網(wǎng)面積與過濾通量是成正比關(guān)系，而錯流對支撐載體表面不規(guī)則振動的幅度由圍框向膜面中心逐漸增高且不規(guī)則，膜面越大，“漏洞”出現(xiàn)的幾率也就越高，水質(zhì)也就越難保證，因此就造成微網(wǎng)的表面積和動態(tài)膜的生成面積難以放大，較小的組件膜面積和處理水量限制了該技術(shù)的大規(guī)模水處理應(yīng)用；在使用過程中，因膜層增厚、附著污物過多，通量下降到必須進行反沖洗時，由于間斷反沖洗需要足夠大量的水或氣混水，使得反沖洗設(shè)備容量大，資源耗費和能耗高，設(shè)備閑置率也高；反沖洗后，因動態(tài)膜再生成期間會產(chǎn)生大量未經(jīng)膜濾的干擾水，使得出水率難以提高。這些技術(shù)性瓶頸，使得動態(tài)膜技術(shù)難以實現(xiàn)工程性利用。

綜上所述，如何使動態(tài)膜分離技術(shù)真正成為一種低成本的水處理實用技術(shù)，成為業(yè)界關(guān)注問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于：針對上述問題，提供一種造價低，體積小，膜生成面積大，出水水質(zhì)好且穩(wěn)定，通量高且穩(wěn)定，出水率高并優(yōu)化簡化動力和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)低能耗、低成本運行的連續(xù)移動線形反沖洗并分布減振的微網(wǎng)組件及其應(yīng)用方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：