一種膜生物反應(yīng)器及其卷式膜組件制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種卷式膜組件，包括筒狀的膜殼及膜殼內(nèi)的膜元件，膜元件包括分離膜、流道間隔體和中心管，流道間隔體為片狀結(jié)構(gòu)且橫截面形狀為波浪形，流道間隔體的波浪形表面形成多個(gè)溝槽，溝槽由所述中心管的一端延伸至另一端，膜殼兩端設(shè)有封頭，位于中心管封閉端的封頭連接有曝氣盤。使用時(shí)，卷式膜組件豎直放置，鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣經(jīng)曝氣盤后形成均勻氣泡，氣泡與料液混合進(jìn)入流道間隔體與分離膜表面之間形成的多個(gè)上下貫通的通道，氣泡受浮力上升擦洗膜表面污染物，避免膜表面濃差極化。該流道間隔體納污能力強(qiáng)，對(duì)料液前處理要求低，可允許更高的活性污泥濃度，因此，該卷式膜組件適用于MBR。本發(fā)明專利技術(shù)還公開(kāi)了一種膜生物反應(yīng)器。

Membrane bioreactor and coil type membrane assembly thereof

The invention discloses a roll membrane, including membrane element and shell cylindrical inner membrane, membrane separation membrane element includes a spacer and a center pipe, channel, channel spacer sheet structure and cross-sectional shape of wave shape, forming a plurality of trenches wavy surface channel spacers, one end of the groove the center tube extends to the other end, shell ends with a head, is located in the center of the closed end of the tube head is connected with the aeration disc. When in use, the roll membrane vertically, the drum into the air blower by aeration after the formation of uniform bubbles, bubbles and liquid mixed into a plurality of vertically communicated flow channel is formed between the spacer and the membrane surface, the bubble buoyancy rising surface contaminant scrub film, avoid membrane surface concentration polarization. The runner spacer has the advantages of strong pollution resistance, low requirement for pretreatment of liquid and higher concentration of activated sludge, so the roll membrane assembly is suitable for MBR. The invention also discloses a membrane bioreactor.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種膜生物反應(yīng)器及其卷式膜組件
本專利技術(shù)涉及水處理設(shè)備
，尤其涉及一種膜生物反應(yīng)器及其卷式膜組件。
技術(shù)介紹
膜生物反應(yīng)器(MembraneBio-Reactor，MBR)技術(shù)，是一種新型高效的污水處理工藝，它用膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥法中的二沉池，大大提高了系統(tǒng)固液分離的能力。MBR技術(shù)是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型廢水處理技術(shù)。它利用膜分離組件將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留住，省掉二沉池。因此，活性污泥濃度可以大大提高，水力停留時(shí)間(HRT)和污泥停留時(shí)間(SRT)可以分別控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)和降解。因此，膜生物反應(yīng)器工藝通過(guò)膜的分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能。工業(yè)上MBR常用的膜組件形式有五種：板框式、螺旋卷式、圓管式、中空纖維式和毛細(xì)管式。前兩種使用平板膜，后三者使用管式膜。圓管式膜直徑大于10mm；毛細(xì)管式膜直徑0.5～10.0mm；中空纖維式膜直徑小于0.5mm。大中型再生水處理MBR工程一般采用浸沒(méi)式板框式組件或浸沒(méi)式中空纖維膜組件。板框式缺點(diǎn)是：占地大、裝填密度低、成本高、能耗高。中空纖維膜組件缺點(diǎn)是：活性污泥濃度低、前處理要求高、易斷絲、化學(xué)穩(wěn)定性差。卷式膜由于其裝填密度高，因此，過(guò)濾效率優(yōu)于板框膜，機(jī)械強(qiáng)度大，性能優(yōu)于中空式的。然而，現(xiàn)在使用的卷式膜組件的結(jié)構(gòu)難以直接轉(zhuǎn)化為MBR使用。現(xiàn)有的卷式膜組件由膜元件、殼體、內(nèi)連接件、端板等組成。其中，膜元件結(jié)構(gòu)如圖1所示，由分離膜02、膜支撐體03、流道間隔體01、帶孔的中心管04等構(gòu)成。相鄰兩張矩形的分離膜02背面疊放在一起，且兩張分離膜02之間疊放膜支撐體03，三者疊放后的三條邊通過(guò)膠密封粘接成膜袋，另一條邊兩端則與中心管04粘接固定；透過(guò)分離膜02的液體可以通過(guò)膜支撐體03流入中心管04內(nèi)，膜袋與膜袋之間由流道間隔體01相隔，多個(gè)膜袋疊放，且相鄰膜袋之間放置流道間隔體01，再將其繞中心管04的軸線卷繞形成卷式結(jié)構(gòu)的膜元件。其中，中心管04是用于收集經(jīng)過(guò)分離膜02過(guò)濾的液體的帶多排孔的不銹鋼或塑料管；流道間隔體01是將供給側(cè)料液導(dǎo)向分離膜02表面的具有一定厚度的物體；膜支撐體03是用于支撐分離膜02同時(shí)將透過(guò)分離膜02流體導(dǎo)向中心管04的物體。卷式膜元件的工作原理：給料液從膜元件一側(cè)端進(jìn)入流道間隔體01，圖1中右側(cè)的箭頭代表給料液流向，沿著平行于中心管04軸線的方向流動(dòng)，被分離膜02截留的濃縮液從膜元件另一端流出，圖1中左側(cè)下方的箭頭代表濃縮液的流向，透過(guò)分離膜02的透過(guò)液進(jìn)入膜袋，經(jīng)膜支撐體03進(jìn)入中心管04，最后從中心管04流出，圖1中左側(cè)上方的箭頭代表透過(guò)液的流向。現(xiàn)有的流道間隔體01流道一般采用菱形或矩形的交叉網(wǎng)格流道，如圖2所示，用在MBR的缺點(diǎn)是網(wǎng)格的夾角處容易藏污納垢，有利于細(xì)菌生長(zhǎng)；大氣泡通過(guò)網(wǎng)格后被破壞成小氣泡，無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的擦洗膜片的作用。現(xiàn)有的膜殼材質(zhì)多為不銹鋼或者玻璃鋼，不銹鋼成本高，重量大，設(shè)備投資高。玻璃鋼在安裝膜殼與設(shè)備連接時(shí)，膜殼連接口與管路連接偏心造成破裂。膜殼就是裝載膜元件的壓力容器，有進(jìn)出水口和產(chǎn)水口。現(xiàn)有的卷式膜組件用的分離膜是高分子材料平鋪在無(wú)紡布上的結(jié)構(gòu)，分離膜只能承受正壓(液體由高分子側(cè)向無(wú)紡布側(cè)施加壓力)，即只允許流道間隔體側(cè)壓力大于膜支撐體側(cè)壓力，而不能承受背壓，背壓就是指膜支撐體側(cè)壓力大于流道間隔體側(cè)壓力，背壓作用容易使分離膜發(fā)生鼓包、破裂。可見(jiàn)，現(xiàn)有的卷式膜元件采用網(wǎng)格狀流道間隔體，分離膜不可以承受背壓，無(wú)法有效地及時(shí)擦洗分離膜表面的高分子污染物。因此，現(xiàn)有的卷式膜組件一般用于料液分離，沒(méi)有使用在MBR系統(tǒng)中。因此，如何提供一種適用于MBR且便于清洗膜表面污染物的卷式膜組件，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)的第一個(gè)目的是提供一種卷式膜組件，該卷式膜組件可以便于清洗膜表面污染物。本專利技術(shù)的第二個(gè)目的是提供一種包括上述卷式膜組件的膜生物反應(yīng)器。為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)提供了如下技術(shù)方案：一種卷式膜組件，包括膜元件以及用于容納所述膜元件的筒狀的膜殼，所述膜元件包括分離膜、流道間隔體和中心管，所述流道間隔體為片狀結(jié)構(gòu)且橫截面形狀為波浪形，所述流道間隔體的波浪形表面形成多個(gè)溝槽，所述溝槽由所述中心管的一端延伸至另一端，所述膜殼兩端均連接有用于固定所述膜元件的封頭，位于所述中心管的封閉端的所述封頭連接有曝氣盤。優(yōu)選地，在上述卷式膜組件中，所述溝槽的延伸方向與所述中心管的軸線平行布置。優(yōu)選地，在上述卷式膜組件中，所述流道間隔體的橫截面高度為2～5mm。優(yōu)選地，在上述卷式膜組件中，所述流道間隔體為波浪形塑料片。優(yōu)選地，在上述卷式膜組件中，所述分離膜包括無(wú)紡布和滲透到所述無(wú)紡布中的高分子鑄膜液，所述無(wú)紡布包括兩層粗纖維層以及填充于兩層所述粗纖維層之間的極細(xì)纖維層，其中一層所述粗纖維層滲透有所述高分子鑄膜液，且所述高分子鑄膜液還滲透進(jìn)入到所述極細(xì)纖維層內(nèi)，所述極細(xì)纖維層內(nèi)的纖維平均直徑為1～5μm，所述粗纖維層內(nèi)的纖維平均直徑為10～20μm。優(yōu)選地，在上述卷式膜組件中，所述極細(xì)纖維層內(nèi)的纖維平均直徑為2～3μm，所述粗纖維層內(nèi)的纖維平均直徑為15μm。優(yōu)選地，在上述卷式膜組件中，所述封頭設(shè)有用于抵接于所述膜元件端部的支撐筋條。優(yōu)選地，在上述卷式膜組件中，所述膜殼和所述封頭均為塑料件。本專利技術(shù)提供的卷式膜組件，包括膜元件以及用于容納膜元件的膜殼，膜元件包括分離膜、流道間隔體和中心管，流道間隔體為片狀結(jié)構(gòu)且橫截面形狀為波浪形，流道間隔體的波浪形表面形成多個(gè)溝槽，溝槽由中心管的一端延伸至另一端，膜殼兩端均連接有用于固定膜元件的封頭，位于中心管的封閉端的封頭連接有曝氣盤。使用時(shí)，將卷式膜組件豎直放置，料液由進(jìn)液口流入膜組件中，鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣經(jīng)曝氣盤后形成均勻氣泡，氣泡與料液混合進(jìn)入流道間隔體與分離膜表面之間形成的多個(gè)上下貫通的通道，料液中的氣泡受浮力上升，擦洗分離膜表面的污染物，避免分離膜表面濃差極化。該流道間隔體納污能力強(qiáng)，氣泡和大顆粒物質(zhì)很容易在通道內(nèi)流動(dòng)，對(duì)料液前處理要求低，可以允許更高的活性污泥濃度，因此，本方案提供的卷式膜組件適用于MBR。本專利技術(shù)還提供了一種膜生物反應(yīng)器，包括如上任一項(xiàng)所述的卷式膜組件。該膜生物反應(yīng)器產(chǎn)生的有益效果的推導(dǎo)過(guò)程與上述卷式膜組件帶來(lái)的有益效果的推導(dǎo)過(guò)程大體類似，故本文不再贅述。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有的膜元件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有的膜元件中的流道間隔體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專利技術(shù)具體實(shí)施例中的卷式膜組件外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本專利技術(shù)具體實(shí)施例中的卷式膜組件縱向剖視圖；圖5為本專利技術(shù)具體實(shí)施例中的卷式膜組件爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本專利技術(shù)具體實(shí)施例中的流道間隔體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本專利技術(shù)具體實(shí)施例中的流道間隔體橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本專利技術(shù)具體實(shí)施例中的分離膜橫截面放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本專利技術(shù)具體實(shí)施例中的封頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種卷式膜組件，其特征在于，包括膜元件(1)以及用于容納所述膜元件(1)的筒狀的膜殼(2)，所述膜元件(1)包括分離膜(12)、流道間隔體(13)和中心管(11)，所述流道間隔體(13)為片狀結(jié)構(gòu)且橫截面形狀為波浪形，所述流道間隔體(13)的波浪形表面形成多個(gè)溝槽(131)，所述溝槽(131)由所述中心管(11)的一端延伸至另一端，所述膜殼(2)兩端均連接有用于固定所述膜元件(1)的封頭(3)，位于所述中心管(11)的封閉端的所述封頭(3)連接有曝氣盤(4)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種卷式膜組件，其特征在于，包括膜元件(1)以及用于容納所述膜元件(1)的筒狀的膜殼(2)，所述膜元件(1)包括分離膜(12)、流道間隔體(13)和中心管(11)，所述流道間隔體(13)為片狀結(jié)構(gòu)且橫截面形狀為波浪形，所述流道間隔體(13)的波浪形表面形成多個(gè)溝槽(131)，所述溝槽(131)由所述中心管(11)的一端延伸至另一端，所述膜殼(2)兩端均連接有用于固定所述膜元件(1)的封頭(3)，位于所述中心管(11)的封閉端的所述封頭(3)連接有曝氣盤(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷式膜組件，其特征在于，所述溝槽(131)的延伸方向與所述中心管(11)的軸線平行布置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷式膜組件，其特征在于，所述流道間隔體(13)的橫截面高度為2～5mm。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷式膜組件，其特征在于，所述流道間隔體(13)為波浪形塑料片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷式膜組件，其特征在于，所述分離膜(12)包括...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何福海，楊楠，魏齊，程志軍，李寧，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中科瑞陽(yáng)膜技術(shù)北京有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京,11