[發(fā)明專利]一種用于膜曝氣生物膜反應(yīng)器的平板膜元件的封裝方法

有效

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• 申請日: 2021-02-09
• 公開（公告）號: CN112875854B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梅翔;張子淼;王展;楊夢夢;沈文天;高寒;王偲;張雷;夏冬雨
• 申請（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F3/20
• 分類號: C02F3/20;C02F3/12;C02F7/00;B01D63/08
• 代理公司: 南京申云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32274
• 代理人: 邱興天

本發(fā)明公開了一種用于膜曝氣生物膜反應(yīng)器的平板膜元件的封裝方法，兩片硅橡膠膜被封裝膠二四周膠合，形成封閉的膜腔，并被一對支撐邊框通過封裝膠一夾住進行穩(wěn)固與保護；在支撐邊框外側(cè)通過封裝膠一粘貼無紡布；在支撐邊框上預(yù)留進氣口與排水口，進氣口連接進氣管，排水口連接排水管；在框內(nèi)橫梁上設(shè)有貫通孔；工作時，壓縮空氣通過進氣管經(jīng)由進氣口進入膜腔，并經(jīng)由帶坡度的框內(nèi)橫梁上的貫通孔擴散至整個膜腔，膜腔內(nèi)的積水經(jīng)由貫通孔和支撐邊框的帶坡度的底邊上的排水口通過排水管定期排出。本方法可以保證膜腔的完整性、嚴(yán)密性與膠合強度，形成穩(wěn)定可靠的平板膜元件膜曝氣氣腔，并易于生物膜生長，使平板膜元件具有長期穩(wěn)定的工作性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于環(huán)境工程領(lǐng)域，涉及水處理用氣體膜分離技術(shù)，具體涉及一種用于膜曝氣生物膜反應(yīng)器的平板膜元件的封裝方法。

背景技術(shù)

膜曝氣生物膜反應(yīng)器(MABR)是一種將傳統(tǒng)生物膜法與氣體膜分離技術(shù)相結(jié)合的污水處理工藝，在保證氣相壓力低于膜泡點壓力的條件下，膜腔內(nèi)的氧以溶解擴散的形式擴散到生長在膜表面的生物膜內(nèi)，在降低曝氣能耗的同時，提高了曝氣效率與氧利用率，對于處理含易揮發(fā)性污染物和難降解有機物的廢水具有天然優(yōu)勢，同時避免二次污染。膜曝氣元件不僅起到膜曝氣的作用，同時作為微生物附著生長的載體，所以質(zhì)量穩(wěn)定可靠的膜曝氣元件是MABR污水處理工藝的核心。膜曝氣元件的常用膜為管式的中空纖維有機膜。近年來，利用平板式的膜制作的平板膜元件由于其結(jié)構(gòu)簡單、方便使用、易于調(diào)控、便于維護等特點，在MABR的應(yīng)用中是一種很有競爭力的選擇，但平板膜元件的封裝方法直接影響其質(zhì)量和應(yīng)用效果。

現(xiàn)行的平板膜元件的封裝方法主要采用外貼的方式來進行膜材料與框架的貼合，外貼的方式包括熱熔焊接和膠合粘接等。例如，專利CN 110252146 A中介紹了一種MBR平板膜元件的焊接方法，借助超聲波的方式使膜片與支撐框架加熱熔融，實現(xiàn)兩者的熱熔焊接，并應(yīng)用于膜生物反應(yīng)器的固液分離中。該方法雖可以快速可靠地將膜片固定在框架上，但該封裝方法在密封性上不適用于膜曝氣生物膜反應(yīng)器中平板膜元件的封裝，因為用作膜曝氣的硅橡膠膜是一種氣體傳遞性能良好的致密無孔薄型膜材料，采用超聲焊接的方式會損壞膜材料本身，不能實現(xiàn)膜曝氣的目的；專利CN 210825659 U中采用了膠合粘接的方式封裝無泡曝氣平板膜元件，通過液體硅橡膠，將硅橡膠材質(zhì)的膜材料粘合在支撐框架兩側(cè)，實現(xiàn)兩者的膠合粘接。該方法可以實現(xiàn)封裝后硅橡膠膜的完整性，但是膜材料與支撐框架之間粘貼性差，粘合強度、耐久性會隨著粘貼劑的化學(xué)性質(zhì)和使用條件的變化而變化，存在曝氣膜片從支撐框架上脫落的風(fēng)險，適宜在曝氣壓強為0.1～0.5kPa的微壓下進行操作，粘合強度不高，在使用中受到限制。

由此可見，現(xiàn)行的平板膜元件的封裝方法存在以下問題：(1)熱熔焊接無法保證曝氣膜片的完整性；(2)膜與支撐框架的粘合強度不高，耐受的曝氣壓強較低；(3)無泡曝氣平板膜元件沒有考慮到其在實際應(yīng)用中可能會出現(xiàn)的膜腔內(nèi)積水問題；(4)無泡曝氣平板膜元件的封裝方法僅僅從封裝的角度進行考慮，沒有考慮到其作為膜曝氣生物膜反應(yīng)器生物膜載體的穩(wěn)定性；(5)無泡曝氣平板膜元件曝氣時膨脹體積變化明顯，實際應(yīng)用中反應(yīng)器的膜比表面積受到限制，同時也不利于為微生物附著生長提供穩(wěn)定的載體條件。

現(xiàn)行的平板膜元件的封裝方法，從封裝方式、元件結(jié)構(gòu)、操作條件和應(yīng)用要求等方面，均不適合膜曝氣生物膜反應(yīng)器的長期穩(wěn)定運行。研發(fā)質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定、適應(yīng)性強、經(jīng)濟有效的平板膜元件封裝方法對膜曝氣生物膜反應(yīng)器的開發(fā)與應(yīng)用具有重要的實際意義。

發(fā)明內(nèi)容：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于膜曝氣生物膜反應(yīng)器的平板膜元件的封裝方法，提高封裝質(zhì)量，使平板膜元件具有長期穩(wěn)定的工作性能。

為解決上述技術(shù)問題，本申請所采取的技術(shù)方案如下：

用于膜曝氣生物膜反應(yīng)器的平板膜元件的封裝方法，為方案1或方案2；

方案1包括以下步驟：