[發(fā)明專利]浸沒式膜分離裝置及其運行方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710027259.9
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN108310980A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設計）人: 呂曉龍;陳倩倩;馬忠
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: B01D63/00
• 分類號: B01D63/00;B01D65/08;C02F3/12;C02F3/28
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 陳娟

本發(fā)明涉及一種浸沒式分離膜裝置及其運行方法，通過牽引電機的機械提升作用和自然重力下沉作用，使位于膜框架內(nèi)的膜單元周期性上下運動，通過膜絲表面與水體的接觸剪切作用，達到控制膜污染的效果，從而使膜分離裝置可以長期穩(wěn)定運行。膜單元的運動方式可以有兩種：其一是，膜單元的上端部與下端部非同步地提升或下沉，使中空纖維膜絲周期性松弛或繃緊；其二是，膜單元的上下端部通過拉桿或繩索固定相互距離，并保持膜絲處于一定的松弛狀態(tài)，膜單元整體同步上下位移一定距離。本發(fā)明可應用于耗氧膜生物反應器、厭氧膜生物反應器、膜化學反應器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于膜分離領(lǐng)域，涉及一種浸沒式膜分離裝置及其運行方法，尤其涉及用于膜分離過程中膜污染控制的浸沒式膜分離裝置及其運行方法。

背景技術(shù)

已有技術(shù)的膜生物反應器是傳統(tǒng)活性污泥法與新興的膜分離技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它利用膜分離組件代替了傳統(tǒng)工藝中的二沉池，不僅可以大大減小占地面積，還顯著提高了固液分離的效率，使出水水質(zhì)得到明顯改善。膜化學反應器是將化學反應過程與膜分離過程集成一體，如在自來水凈化過程的化學絮凝與膜分離過程集成一體，或?qū)⑸锇l(fā)酵反應與膜分離過程集成一體，膜反應器包括膜生物反應器和膜化學反應器，做為其主體的膜分離裝置，一般都是將膜單元浸沒在需要分離處理的液體中，膜單元是由至少一個外壓浸沒式中空纖維膜組件并行排列連接而成。目前用于膜分離裝置的污染控制方法，從原水水質(zhì)方面是進行適當?shù)脑A處理；從膜材料方面主要是進行材料的化學改性以提高抗污染能力；從膜組件方面主要是進行膜組件的流體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計；從浸沒式膜分離裝置的工程運行方面，主要是通過大量曝氣來控制膜污染。曝氣是將壓縮空氣從膜單元下方鼓入中空纖維膜絲間，利用氣液兩相流的沖刷擾動作用，控制污染物在中空纖維膜表面和中空纖維膜膜絲間的堆積。

目前，在浸沒式膜分離裝置的工程運行方面，通用的膜污染控制方法就是通入大量壓縮空氣進行曝氣，一方面，使壓縮空氣在中空纖維膜絲間均勻分布，并且實現(xiàn)各膜單元間均勻曝氣是技術(shù)難點，另一方面，不均勻曝氣容易導致局部膜絲受力過大，發(fā)生斷絲問題。同時，膜生分離裝置的主要運行成本產(chǎn)生于產(chǎn)生壓縮空氣的鼓風機耗電。另外，采用鼓風曝氣的方式，無法實現(xiàn)厭氧膜分離過程，使膜生物反應器技術(shù)的應用領(lǐng)域受到限制，如不能用于厭氧膜生物反應過程。

在本發(fā)明人提出的申請?zhí)枮?014104880176的專利申請《浸沒式膜分離裝置及其運行方法》中，提出了一種浸沒式分離膜裝置，其膜單元的特征在于膜絲的上端部在牽引電機的提升下，進行上下提升運動，使膜單元的中空纖維膜絲與水體發(fā)生機械沖刷作用，從而防止污染物在中空纖維膜表面和中空纖維膜膜絲間的堆積。但膜絲的上端部僅進行上下提升運動，對于膜絲間的相互摩擦作用還不夠強。在本發(fā)明人提出的申請?zhí)枮?01510643677.1的專利申請《一種浸沒式中空纖維膜組件蛇形提升運行方法》中，提出了一種浸沒式分離膜裝置，使膜單元的上端部進行蛇形擺動上下提升運動；膜單元的下端部固定在膜框架底部，導致膜絲下部污泥堆積現(xiàn)象較嚴重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種浸沒式膜分離裝置及其運行方法，該膜分離裝置及其膜污染控制方法，可以實現(xiàn)膜分離裝置更低成本的穩(wěn)定運行。

本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：