[發(fā)明專利]多級(jí)浸沒式膜分離裝置和膜分離方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380068562.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN104902987A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高畠寬生;千智勛;西尾彩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東麗株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B01D63/08
• 分類號(hào): B01D63/08;B01D61/12;C02F1/44
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 陳國(guó)慧;李婷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多級(jí)浸沒式膜分離裝置，并且涉及使用這種膜分離裝置的膜分離方法，在所述裝置中，在凈化污水和工業(yè)廢水時(shí)，通過使用過濾分離膜來執(zhí)行水和污泥之間的分離。

背景技術(shù)

關(guān)于凈化污水和工業(yè)廢水的手段，已知有向廢水中的微生物提供酶的方法、將水混合到活性污泥中且之后執(zhí)行分離處理的方法（膜生物反應(yīng)器方法，簡(jiǎn)稱MBR方法）等等。在通過使用均具有多個(gè)孔的分離膜將活性污泥分離成固體和液體的膜生物反應(yīng)器方法中，為了抑制“結(jié)垢”，這是由于活性污泥成分累積在分離膜面上而導(dǎo)致堵塞分離膜的現(xiàn)象，而使用由來自分離膜下方的曝氣沿豎直方向生成的氣液混合流，對(duì)活性污泥進(jìn)行過濾，同時(shí)清潔分離膜面。作為在這樣的膜生物反應(yīng)器方法中可用的膜分離裝置的示例，已經(jīng)提出了具有以多級(jí)方式豎直地堆疊的多個(gè)膜盒（膜單元）的多級(jí)膜分離裝置（專利文獻(xiàn)1）。

然而，具有彼此上下疊置的多個(gè)膜單元的多級(jí)膜分離裝置相比于單級(jí)膜分離裝置具有較大水深，并且因此傾向于在最下部生成的氣泡由于液壓壓力而尺寸較小并且在向上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)逐漸增大到較大尺寸。由氣液混合流產(chǎn)生的膜面清潔力響應(yīng)于氣泡尺寸的增加而變得更大，并且因此空氣-擴(kuò)散清潔效果易于在放置在最下級(jí)的膜單元比在放置在其他級(jí)處的膜單元中更小，并且易于在放置在上級(jí)處的膜單元中較大。因此，具有相對(duì)小的有效面積的下級(jí)膜單元傾向于在較早的時(shí)間遭受堵塞（結(jié)垢）。雖然結(jié)垢的膜單元需要通過從槽中取出并清潔或用新的更換來恢復(fù)性能，不過例如由于甚至上級(jí)膜單元也必須被取出而使得性能恢復(fù)的工作變得復(fù)雜。因此，問題是要通過盡可能防止下級(jí)膜單元堵塞來降低取出和清潔膜單元的頻率。

在這種情況下，已經(jīng)提出了一種操作多級(jí)浸沒式膜分離裝置的方法，其目的在于通過如下設(shè)計(jì)膜來簡(jiǎn)化更換工作：膜的待放置位置越高，它們?cè)侥軌蛞愿叩牧髁繚B透水，從而上級(jí)膜的污染的發(fā)展要快于下級(jí)膜的污染的發(fā)展，并且能夠使上級(jí)和下級(jí)膜的堵塞周期同步（專利文獻(xiàn)2）。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平10-334835

專利文獻(xiàn)2：日本專利第3659833號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題

然而，上述傳統(tǒng)的多級(jí)浸沒式膜分離裝置仍具有改進(jìn)空間，以便使結(jié)合在其中的過濾膜工作更長(zhǎng)時(shí)間。

因此本發(fā)明目的在于提供一種能夠更長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地進(jìn)行過濾的多級(jí)浸沒式膜分離裝置。

解決問題的手段

通過鑒于上述情況進(jìn)行了深入的研究，本發(fā)明的發(fā)明人們發(fā)現(xiàn)，在多級(jí)浸沒式膜分離裝置中，安裝通過使用過濾阻力不同的膜單元而構(gòu)成的膜模塊允許延長(zhǎng)發(fā)生跨膜堵塞或等效地出現(xiàn)清潔膜的必要性之前經(jīng)過的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，并且同時(shí)使得能夠調(diào)節(jié)膜清潔的時(shí)刻，以便多個(gè)膜單元的清潔時(shí)刻相同，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。

即，本發(fā)明涉及下列項(xiàng)目<1>至<8>。

<1>一種多級(jí)浸沒式膜分離裝置，包括：

膜模塊，具有以多級(jí)方式豎直地堆疊的多個(gè)膜單元，在每個(gè)膜單元中設(shè)置有多個(gè)平坦片狀膜元件，每個(gè)平坦片狀膜元件均具有片狀分離膜；

被處理水容納槽，其中容納有被處理水，并且所述膜模塊以浸沒狀態(tài)放置在所述被處理水中；以及

安裝在所述膜模塊下方的空氣擴(kuò)散器，

其中放置在最下級(jí)的膜單元的污泥過濾阻力或純水滲透阻力比任何放置的級(jí)高于放置在所述最下級(jí)的膜單元的膜單元低。

<2>根據(jù)<1>所述的多級(jí)浸沒式膜分離裝置，其中放置在所述最下級(jí)的膜單元的污泥過濾阻力或純水滲透阻力比任何其他的膜單元至少低10%。

<3>根據(jù)<1>或<2>所述的多級(jí)浸沒式膜分離裝置，其中放置在所述最下級(jí)的膜單元中所安裝的平坦片狀膜元件的數(shù)量比任何放置的級(jí)高于放置在所述最下級(jí)的膜單元的膜單元多。

<4>根據(jù)<1>至<3>中任意一項(xiàng)所述的多級(jí)浸沒式膜分離裝置，其中每個(gè)所述膜單元均具有與其連通且傳送已經(jīng)穿過所述分離膜的滲透物的滲透物管線，并且

與所述膜模塊中的放置在最下級(jí)的膜單元連通的滲透物管線連接到與放置的級(jí)高于放置在所述最下級(jí)的膜單元的任意的膜單元連通的滲透物管線。