CN105502818A - 膜组件及应用所述膜组件的膜生物反应*** - Google Patents

膜组件及应用所述膜组件的膜生物反应*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种膜组件。所述膜组件包括骨架、过滤膜、电极和出水口，所述过滤膜数量为两个，分别贴设于所述骨架的二相对侧面，所述骨架与所述过滤膜共同围成收容空间，所述电极布设于所述收容空间内，所述出水口贯穿设于所述骨架，所述收容空间通过所述出水口与外部相连通。本发明还提供一种利用所述膜组件的膜生物反应***。本发明提供的膜组件无需化学清洗，有效防止过滤膜污染，应用所述膜组件的膜生物反应***具有曝气擦洗所需气水比小和运行成本小的优点。

Description

膜组件及应用所述膜组件的膜生物反应***
技术领域
本发明涉及环境工程技术领域，具体涉及一种膜组件及应用所述膜组件的膜生物反应***。
背景技术
膜生物反应***为膜分离技术与生物处理技术有机结合的新型态废水处理***，主要利用膜组件截留水中的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应***根据膜组件使用的状况不同分为内置式和外置式两种，内置式是将膜直接浸渍于生化反应池，直接从膜单元抽出净水，而外置式则是用泵将生物反应池的水通过膜组件进行错流过滤循环，得到洁净的透过水。
内置式膜生物反应***由于操作压力低，使用的膜面积较大，而外置式膜生物反应***由于是在泵的压力下大流量循环错流过滤，膜的通量较大，使用的膜面积较小，但动力消耗较大。
介电电泳是位于非匀称电场的中性微粒由于介电极化的作用而产生的平移运动。产生在中性微粒上的偶极矩可以用两个带电量相同但极性相反的电荷来表示，当它们在微粒界面上不对称分布时，产生一个宏观的偶极矩。当这个偶极矩位于不匀称电场中，在微粒两边的局部电场强度不同会产生一个力，这个力被称为介电电泳力。由于悬浮于媒介中的微粒与媒介的介电常数不同，微粒向更强的电场强度的方向移动，称为阳性介电电泳，或者更弱的电场强度的方向移动，称之为阴性介电电泳。
使用现有技术的膜生物反应***过滤废水，废水中的微粒在泵的压力下于膜组件上聚集，会造成膜组件污染、容易堵塞而导致使用寿命短，更换膜元件费用高的严重弊端，严重制约了膜生物反应***在废水处理***中的发展。所以急需一种能解决膜生物反应***中膜组件容易堵塞和结垢技术难题的装置。
发明内容
为了解决膜生物反应***中膜组件容易堵塞和结垢的技术问题，本发明提供一种有效解决膜生物反应器中膜组件污染问题的膜组件，本发明提供的膜组件还具有无需化学清洗、曝气擦洗所需气水比小、膜元件可单片更换及运行成本小的优点。
本发明提供一种膜组件，包括骨架、过滤膜、电极和出水口，所述过滤膜数量为两个，分别贴设于所述骨架的二相对侧面，所述骨架与所述过滤膜共同围成收容空间，所述电极布设于所述收容空间内，所述出水口贯穿设于所述骨架，所述收容空间通过所述出水口与外部相连通。
在本发明提供的膜组件的一种较佳实施例中，所述骨架采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物制成。
在本发明提供的膜组件的一种较佳实施例中，所述电极为叉指电极并与外接电源电连接。
本发明还提供一种应用上述膜组件的膜生物反应***，包括依次连接的调节反应池、活性污泥反应池、膜生物反应池和出水池，若干所述膜组件设于所述膜生物反应池内。
在本发明提供的膜生物反应***的一种较佳实施例中，所述活性污泥反应池保持缺氧环境，富集培养反硝化细菌。
在本发明提供的膜生物反应***的一种较佳实施例中，所述膜生物反应池保持富氧环境，富集培养硝化细菌，所述膜生物反应池还包括设于所述膜生物反应池的底部的曝气装置，对应所述膜组件进行曝气。
在本发明提供的膜生物反应***的一种较佳实施例中，还包括加药箱，所述加药箱与所述膜生物反应池和所述出水池之间的连接管道相通。
在本发明提供的膜生物反应***的一种较佳实施例中，还包括污泥收集装置，所述污泥收集装置分别与所述调节反应池、所述活性污泥反应池、所述膜生物反应池和所述出水池相连通。
相较于现有技术，本发明提供的膜组件及应用所述膜组件的膜生物反应***具有以下有益效果：
一、通过设置所述活性污泥反应池使得污水中的化合物能被污泥中富集的厌氧微生物所利用，特别是污水中的NO2 -在缺氧条件下被反硝化细菌还原成N2。
二、通过设置膜生物反应池使得污水中的化合物能被污泥中富集的好氧微生物所利用，特别是大部分氨氮通过硝化细菌氧化成NO2 -离子。
三、通过设置所述过滤膜使得处理后的污水能固液分离。
四、通过设置所述电极和所述曝气装置，使得污水中的细小微粒能在介电电泳力作用下斥离所述过滤膜表面，并在所述曝气装置发出的空气冲击下远离所述过滤膜表面，防止所述过滤膜被污染。
五、所述膜组件采用内置式，由若干所述膜组件设于所述膜生物反应池内，加大滤水能力的同时方便后续对所述膜组件替换。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明提供的膜生物反应***结构示意图；
图2为图1所示膜生物反应***的膜组件的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供的膜生物反应***结构示意图。所述膜生物反应***1包括通过管道依次连接的调节反应池11、活性污泥反应池12、膜生物反应池13、出水池14、加药箱15及污泥收集装置17，所述加药箱15与所述膜生物反应池13和所述出水池14的之间的连接管道相通，所述污泥收集装置17分别与所述调节反应池11、所述活性污泥反应池12、所述膜生物反应池13及所述出水池14底部相连通。
所述调节反应池11包括设于其中的格栅111，设置所述格栅111能将污水中固体垃圾与污水分离，并通过调节所述格栅111密度来控制分离出的固体垃圾大小。
所述活性污泥反应池12包括搅拌器121，所述搅拌器121设于所述活性污泥反应池12内。所述活性污泥反应池12内维持缺氧环境，并保持其内富含反硝化细菌菌落。
所述膜生物反应池13包括膜组件131和曝气装置133，若干所述膜组件131设于所述膜生物反应池13内，所述曝气装置133设于所述膜生物反应池13的底部，对应所述膜组件131进行曝气。
请参阅图2，为图1所示膜生物反应***的膜组件的结构示意图。所述膜组件131包括骨架1311、过滤膜1313、电极1315和出水口1317，所述骨架1311构成一个平面框架，所述过滤膜1313采用压塑方式封闭所述骨架1311构成的平面框架两中空面，所述骨架1311与所述过滤膜1313构成收容空间，所述电极1315以所述骨架1311短轴方向弯折均布于所述收容空间内，所述出水口1317贯穿所述骨架1311，并使所述收容空间和所述膜组件131的外部相连通。
所述骨架1311材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，所述电极1315为叉指电极并与外接电源电连接。
所述加药箱15内装有次氯酸盐类药物，可进一步处理从所述膜生物反应池内泵出的水。
本发明提供的膜生物反应***的具体工艺流程如下：污水流入所述调节池11，通过所述格栅111使污水中固体垃圾与液体分离，污水沉淀一段时间后由所述调节池11进入所述活性污泥反应池12；所述活性污泥反应池12设有搅拌器121，所述活性污泥反应池12中保持缺氧环境的同时，通过所述搅拌器121使污水混合均匀，保持其中富含的反硝化细菌生长状态良好；污水从所述活性污泥反应池12进入所述膜生物反应池13，通过控制其中污水含氧量、pH值及硝化细菌群落，使污水在所述膜生物反应池13发生硝化反应，将大部分氨氮氧化成NO2 -离子；富含NO2 -的污水可通过泵回流至所述活性污泥反应池12进行反硝化反应，NO2 -被还原成N2后排放，反应完成后的水重新回到所述膜生物反应池13；通过泵加压使污水通过所述膜组件131过滤，污水水中的悬浮物被所述过滤膜1313高效去除，过滤后的水从所述出水口1317流出，加入所述加药箱15中的次氯酸盐，处理后的水在所述出水池14中进行进一步沉淀反应后排出；所述调节反应池11、所述活性污泥反应池12、所述膜生物反应池13和所述出水池14的底部与所述污泥收集装置17相连通，当所述调节反应池11、所述活性污泥反应池12、所述膜生物反应池13和所述出水池14中污泥量达到一定量时，打开阀门使污泥进入所述污泥收集装置17，收集的污泥另作处理。所述膜生物反应池13底部的所述曝气装置133对膜组件131进行擦洗曝气，保持所述膜生物反应池13低溶解氧浓度同时延缓膜污染速度。所述电极1315在高频交变电场作用下，利用阴性介电电泳力作用在废水中污染微粒上，使其在靠近所述过滤膜1313之前被斥离膜表面，从而达到防止微粒在所述过滤膜1313膜面聚集现象的发生，从根本上解决了膜法水处理中存在的易污染问题。
本发明提供的所述膜生物反应***1具有以下有益效果：
一、通过设置所述活性污泥反应池12使得污水中的化合物能被污泥中富集的厌氧微生物所利用，特别是污水中的NO2 -在缺氧条件下被反硝化细菌还原成N2。
二、通过设置膜生物反应池13使得污水中的化合物能被污泥中富集的好氧微生物所利用，特别是大部分氨氮通过硝化细菌氧化成NO2 -离子。
三、通过设置所述过滤膜1313使得处理后的污水能固液分离。
四、通过设置所述电极1315和所述曝气装置133，使得污水中的细小微粒能在介电电泳力作用下斥离所述过滤膜1313表面，并在所述曝气装置133发出的空气冲击下远离所述过滤膜1313表面，防止所述过滤膜1313被污染。
五、所述膜组件131采用内置式，由若干所述膜组件131设于所述膜生物反应池13内，加大滤水能力的同时方便后续对所述膜组件131替换。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种膜组件，其特征在于，包括骨架、过滤膜、电极和出水口，所述过滤膜数量为两个，分别贴设于所述骨架的二相对侧面，所述骨架与所述过滤膜共同围成收容空间，所述电极布设于所述收容空间内，所述出水口贯穿设于所述骨架，所述收容空间通过所述出水口与外部相连通。
2.根据权利要求1所述的膜组件，其特征在于，所述骨架采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物制成。
3.根据权利要求1所述的膜组件，其特征在于，所述电极为叉指电极并与外接电源电连接。
4.一种应用权利要求1-3中任一所述膜组件的膜生物反应***，其特征在于，包括依次连接的调节反应池、活性污泥反应池、膜生物反应池和出水池，若干所述膜组件设于所述膜生物反应池内。
5.根据权利要求4所述的膜生物反应***，其特征在于，所述活性污泥反应池保持缺氧环境，富集培养反硝化细菌。
6.根据权利要求4所述的膜生物反应***，其特征在于，所述膜生物反应池保持富氧环境，富集培养硝化细菌，其还包括设于所述膜生物反应池的曝气装置，对应所述膜组件进行曝气。
7.根据权利要求4所述的膜生物反应***，其特征在于，还包括加药箱，所述加药箱与所述膜生物反应池和所述出水池之间的连接管道相通。
8.根据权利要求4所述的膜生物反应***，其特征在于，还包括污泥收集装置，所述污泥收集装置分别与所述调节反应池、所述活性污泥反应池、所述膜生物反应池和所述出水池相连通。
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