专利名称：自控式膜生物反应器的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及一种污水处理中的膜生物反应器，特别是一种自控式膜生物反应器。
二背景技术：
膜生物反应器，由于其具有占地面积小、容积负荷高、出水水质好等诸多优点，而被广泛应用于污水处理领域中。但在目前开发的各类膜生物反应器中，膜的污染和堵塞问题一直没有得到很好的解决。中国专利02205775.7公开了一种“一体式膜生物反应器”，它是由箱体、膜组件、进出水管、导流装置、曝气装置等组成。该反应器分为活性污泥反应区和膜分离区，在活性污泥反应区内设曝气装置，通过曝气产生的膜面错流对膜污染进行过程控制，污染逐步恶化直至造成反应器不能正常运行后，则采用化学药剂浸泡法使膜通量恢复。这种方法在实际应用中存在的问题是1、需要较高的气水比来提高膜面流速，以减缓膜面污染物的沉积和吸附，而在利用加大曝气强度来提高气水比的过程中，要经过两次能量转换，其能量损失较大，利用率低；2、单位膜面积通量低。该反应器单位膜面积通量一般只有5～10L/m2·h(0.03Mpa下)。因气液流冲洗效率低，能耗大，膜污染难以有效去除，所以，单位膜面积处理水量小，造成膜费用增大。3、膜化学浸泡操作繁复，费工费时，且影响反应器的连续运行，同时造成二次污染，因此工业应用难以实现。
三
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能较好地减缓和消除膜污染，同时又能在膜污染严重时对其进行实时在线处理，且运行操作程序简化的自控式膜生物反应器。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的。一种自控式膜生物反应器，它包括反应器箱体、膜组件、进水装置、出水装置以及曝气装置，膜组件由膜丝和集水管构成，它位于反应器箱体内，曝气装置中的曝气管位于反应器箱体内膜组件的下方，其特征是它还包括一个膜污染控制装置和自动在线药洗装置，膜污染控制装置由挡板、支架和电机驱动装置组成，支架位于反应器箱体内膜组件的两边，电机驱动装置位于支架的顶部，挡板位于膜组件中膜丝的中部，挡板两边设置有可在支架上横向运动的上下支撑板，上支撑板开有条形槽，支架两边设有对称的定滑轮，并开有用于支撑挡板上下支撑板的孔，挡板两边还设有连接环，两根驱动绳的一端分别固定在挡板两边的连接环上，另一端通过支架两边的定滑轮、并穿过挡板上支撑板上的条形槽与电机驱动装置连接；自动在线药洗装置主要由控制箱、液位传感器、清洗剂储槽、加药泵、单向阀和两个电动阀组成。液位传感器设置在反应器箱体内膜组件的上方，液位传感器的输出与控制箱输入端相接，清洗药剂储槽的出液口通过加药泵和单向阀与膜组件的集水管相连，该集水管出水处设置有电动阀，清洗药剂储槽的入液口通过另一个电动阀与膜组件的另一端集水管相连，加药泵、两个电动阀、以及进水装置中的进水泵和出水阀均由控制箱控制。上述膜污染控制装置中电机驱动装置是由电机、左右转盘组成，左右转盘由电机带动旋转，其边缘分别设有用于连接驱动绳的转轴。
本实用新型的工作原理是当反应器运行的整个过程中，膜污染控制装置同时处于工作状态，其电机驱动装置通过驱动绳带动挡板使膜丝在水中作往复弯曲运动，它一方面可以使膜丝间空隙始终处于闭合交替变化的状态，造成膜丝表面较为强烈的紊流；另一方面由于膜组件不同部位膜丝形变的差异，在膜丝之间产生一定的相互摩擦，破坏了沉积层形成所需的条件；此外膜丝弯曲对已形成的沉积层的拉伸作用，造成沉积层破裂、脱落，从而减缓了污染的形成速度。该方法使装置消耗的能量除克服装置运行中的摩擦阻力外，几乎全部作用于膜丝和膜表面附近的混合料液，提高了能耗的利用率和膜污染的去除效率。自动在线药洗装置是通过设置在反应器箱体内的液位传感器控制，进水流量由液体流量计控制为设定值，随膜污染的增加，膜保持通量所需的液位升高，超过最高限位时，由控制箱控制自动关闭进水泵和出水阀，执行在线药洗程序，开启加药泵使清洗药液循环通过膜内腔，去除膜内壁有机污染层，同时通过膜孔的渗透作用，清洗药液渗透至外表面，去除外表面的有机污染层，从而达到清除污染的目的。
本实用新型与现有技术相比其有益效果是1、将膜组件与污染控制装置连接，由电机驱动膜丝作往复弯曲运动，使膜丝过滤表面在被处理的水中产生运动，以减少膜污染；2、系统采用自动控制的在线药洗技术，根据水通量的变化判断膜污染程度，自动执行在线药洗程序，去除膜污染，实现了过程的自动控制，同时简化了膜污染清洗的操作程序；3、运行方式易实现，在膜的机械强度允许的范围内，膜丝往复运动的幅度和频率可以方便的调节；4、自动在线药洗使膜污染的化学清洗在反应器内完成，所用药剂本身就可以用于水的杀菌消毒，且用量与化学浸泡法相比较小，不会产生二次污染；5、本实用新型将污染层控制装置与在线清洗系统有效结合，简化了实际操作，使膜通量保持在良好的水平。本实用新型出水水质良好，达到国家规定的杂用水回用标准，可广泛用于对生活废水、餐饮废水和食品工业废水的处理，特别适用于土地资源紧缺、对污水处理要求高的地区使用。
四
图1是根据本实用新型所述自控式膜生物反应器的整体结构示意图。
图2、图3是本实用新型中的膜污染控制装置结构示意图和立体图。
图4是本实用新型中的自动在线药洗装置结构示意图。
五具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体结构作进一步详细说明。
参见图1，根据本实用新型所述的自控式膜生物反应器，它主要由反应器箱体、膜组件、进水装置、出水装置、曝气装置、膜污染控制装置和自动在线药洗装置组成，膜组件位于反应器箱体13内。参见图2、图3，膜污染控制装置由挡板12、支架23、驱动绳25、定滑轮21以及电机9、左转盘7、右转盘8组成的驱动装置构成，挡板12中部为环形，它固定在膜组件中的膜丝的中部，挡板12两边各有上下两块支撑板28，上支撑板上开有条形槽30；支架23为长方形框架，框架两边各开有两个孔29，挡板的支撑板28从该孔29中穿出，支架23的两边框架上还设有四个定滑轮21，其中两个固定在框架的上边缘，另两个固定在两孔29之间的框架上，驱动绳25为两根尼龙绳，两根尼龙绳25的一端分别与左右转盘7、8边缘的转轴26a、26b相接，另一端分别沿滑轮21a、21b、穿过挡板上支撑板的条型槽30，再经滑轮21c、21d后穿过支架23两边的框架板与固定于挡板左右侧的连接环27相接。另外，为了使挡板12在做往复运动时滑动自如，在支架23两边用于支撑挡板12上下支撑板的孔29处均设置有滑轮22。自动清洗装置由控制箱1、清洗剂储槽3、加药泵15、单向阀5、电动阀4、电动阀10、液位传感器6组成，其位置结构参见图4。
本实用新型所述自控式膜生物反应器在运行时，进水通过进水泵2提升，流量由一个阀门20和液体流量计19控制，采用恒定流量的方法，出水液位差通过出水流量与进水流量的平衡自动调节。由气泵18进行曝气，曝气管16位于膜组件正下方，曝气量通过气体流量计17测定并调节。在反应器运行的整个过程中，污染控制装置始终处于工作状态，电机9带动转盘7、8旋转，与转盘上转轴26连接固定的尼龙绳25通过转盘7、8的旋转牵引挡板12作往复运动。使膜丝在挡板12的作用下作横向弯曲运动，阻止膜面沉积层的形成。
反应器运行过程中，电动阀10和出水阀14开启，电动阀4关闭，净化出水通过出水阀14流出。随膜污染的增加，出水流量下降，由于进水流量大于出水流量，反应器内液位上升。当污染达到一定程度后，液面触动液位传感器6，控制箱1内自控电路关闭进水泵2、出水阀14和电动阀10，开启电动阀4、加药泵15，使清洗药剂循环通过膜丝内腔，实现在线污染治理，从而恢复膜通量。清洗完毕后重新关闭电动阀4，开启进水泵2、出水阀14和电动阀10，恢复装置的正常运行。
本实用新型自控式膜生物反应器处理生活废水、餐饮废水和食品工业废水，出水水质良好，可达到国家规定的杂用水回用标准。同时生物降解效率高、能耗低，自控程度高、膜组件操作维护方便，使用寿命长，并且占地面积小，安装方便，特别适用于土地资源紧缺、对污水处理要求高的地区使用。
权利要求1.一种自控式膜生物反应器，它包括反应器箱体[13]、膜组件、进水装置、出水装置以及曝气装置，膜组件由膜丝[11]和集水管[24]组成，它位于反应器箱体[13]内，曝气装置中的曝气管[16]位于反应器箱体[13]内膜组件的下方，其特征是它还包括一个膜污染控制装置和自动在线药洗装置，膜污染控制装置由挡板[12]、支架[23]和电机驱动装置组成，支架[23]位于反应器箱体[13]内膜组件的两边，电机驱动装置位于支架[23]的顶部，挡板[12]位于膜组件中膜丝[11]的中部，挡板[12]两边设置有可在支架[23]上横向运动的上下支撑板[28]，上支撑板开有条形槽[30]，支架[23]两边设有对称的定滑轮[21]，并开有用于支撑挡板[12]上下支撑板的孔[29]，挡板[12]两边还设有连接环[27]，两根驱动绳[25]的一端分别固定在挡板两边的连接环[27]上，另一端通过支架[23]两边的定滑轮[21]、并穿过挡板[12]上支撑板上的条形槽[30]与电机驱动装置连接；自动在线药洗装置主要由控制箱[1]、液位传感器[6]、清洗药剂储槽[3]、加药泵[15]、单向阀[5]、电动阀[4]和电动阀[10]组成，液位传感器[6]设置在反应器箱体[13]内膜组件的上方，液位传感器[6]的输出与控制箱[1]输入端相接，清洗药剂储槽[3]的出液口通过一个加药泵[15]和单向阀[5]与膜组件的集水管[24a]相连，集水管[24a]的出水口设置有电动阀[10]，清洗药剂储槽[3]的入液口通过一个电动阀[4]与膜组件的另一端集水管[24b]相连，电动阀[4]、电动阀[10]、加药泵[15]以及进水装置中的进水泵[2]和出水装置中的出水阀[14]均由控制箱[1]控制。
2.根据权利要求1所述自控式膜生物反应器，其特征是上述膜污染控制装置中电机驱动装置是由电机[9]、左右转盘[7]、[8]组成，左右转盘[7]、[8]由电机[9]带动旋转，其边缘分别设有用于连接驱动绳[25]的转轴[26]。
3.根据权利要求1和2所述自控式膜生物反应器，其特征是支架[23]两边用于支撑挡板[12]上下支撑板的孔[29]处均设置有滑轮[22]。
专利摘要本实用新型公开了一种自控式膜生物反应器，它主要由反应器箱体、膜组件、进水装置、出水装置、曝气装置、膜污染控制装置和自动在线药洗装置组成。该反应器在运行过程中，由膜污染控制装置驱动膜丝作往复弯曲运动，使膜丝过滤表面在被处理的水中产生运动，以减少膜污染，并根据水通量的变化判断膜污染程度，自动执行在线药洗程序，去除膜污染。本实用新型操作程序简化，出水水质良好，达到国家规定的杂用水回用标准，可广泛用于对生活废水、餐饮废水和食品工业废水的处理，特别适用于土地资源紧缺、对污水处理要求高的地区使用。
文档编号C02F3/12GK2682069SQ20042002614
公开日2005年3月2日 申请日期2004年4月9日 优先权日2004年4月9日
发明者王连军, 顾志明, 赵军, 李健生, 孙秀云, 刘晓东 申请人:南京理工大学