专利名称：一种动态微滤膜组件及水处理工艺方法
技术领域：
本发明涉及污水处理领域，尤其是动态微滤膜组件及水处理工艺方法。
背景技术：
目前污水处理行业中采用微滤膜过滤分离生化池中混合液，从而获得较高质量出水的工艺称为MBR(Membrane Biological Reactor)工艺。与传统工艺相比，具有占地省，出水效果好等优点，处理出水可达到直接回用水水质标准。目前MBR工艺中微滤膜材质多为聚乙烯，聚丙烯，聚偏氟乙烯等材料，价格较高，寿命较短(进口膜5年左右，国产膜3年左右)，工程投资较高(膜投资大约占工程总投资的一半)，运行能耗较高(需大量的曝气冲刷，减缓膜的污染)，仅在一些水质要求较高的工程得到推广和使用，因而该工艺的推广受成了制约。
近年来出现的动态膜过滤分离混合液技术是污水处理膜技术的一个突破，它是利用普通的多孔材料(如不锈钢丝网，无纺布，滤布等)加工制作，过滤组件置于生物反应器中，随着过滤过程的进行，微生物代谢产物及菌胶团在过滤多孔介质表面通过吸附、沉积、粘附等形成一层周期性生长、脱落、再生长、再脱落的动态生物质层，它具备固定微滤膜的过滤能力。目前的动态膜组件过滤分离反应器内混合液的工艺仅限于小型试验阶段，因其过滤表面多为平面型(容积率较小，制作成本较高)，且遭受污染后难以实现在线清洗(在反应器内清洗过滤表面，清除污染物)，因此尚未走向市场化和工业化。
发明内容
本发明的发明目的为提供一种膜组件装填密度大，体积小，膜组件便于清洗的一种动态微滤膜组件及水处理工艺方法。
实现上述发明目的的技术方案如下一种动态微滤膜组件，包括滤室和过滤网，滤室前后壁面上开有微孔，侧面下端装有反冲进水管，侧面中上部装有过滤出水管，顶部装有排空气管，过滤网折成凹凸曲面分别固定于滤室的前后壁面上，滤室下端面与反冲洗布气系统相连，反冲洗布气系统包括配气管和曝气头，曝气头垂直分布在配气管两侧，曝气头位于过滤网与滤室间的通道内，在配气管上连接有进气管，滤室上下两端连接有凹凸面承托件，凹凸面承托件上放置有过滤网，凹凸面压固件固定在过滤网上，凹凸面承托件的外侧和凹凸面压固件的内侧为与过滤网两侧相应的曲面。
所述的滤室前后壁面上开有孔径相同的微孔，微孔的直径为0.5～5mm。
所述的过滤网为具有一定强度的多孔材料，如不锈钢丝网，无纺布，滤布等。
在滤室内部前、后壁面间装有加强筋，加强筋连接滤室前、后壁面，滤室前后两侧设多个固定点，用于固定滤网，滤网中间段固定方式如螺纹、承插或压条等各种方式都可以。
动态微滤膜组件中的所有进出气、进出水的接头可以做成矩形管变圆管的结构，以便于减小滤室的厚度。增大膜组件的装填密度。
一种动态微滤膜组件水处理工艺方法，包括以下步骤1、动态膜形成挂膜将膜组件置于生化反应器的混合液中，通过曝气、循环泵等手段促使混合液在滤网周围流动形成表面错流，经过一段时间，微生物胶体等颗粒在滤网表面粘附形成动态膜。
2、过滤出水在保证混合液与动态膜表面错流的前提下，通过提高动态膜两侧混合液与滤出液之间的压差，经生化处理净化后的水滤出，混合液中大颗粒物质被拦截；
3、动态膜的污染经过一段时间的过滤，动态膜受到污染，出水量下降，需要停止出水，对动态膜再生。
4、动态膜的清洗采用气泡冲刷清洗方式，空气由反冲洗进气管鼓入配气管，并通过曝气头进入过滤网和滤室的通道内，在上升过程中对动态膜进行冲刷，同时依靠提高溶解氧浓度加速动态膜的内源代谢，促使动态膜松动脱落，因上升流对周围水体扰动较小，膜组件置于混合液中，或经沉淀后的上清液中均可进行气泡冲刷清洗方式。
5、重复1～4的过程，周而复始。
其中当动态膜表面污染较严重时，步骤4中的冲刷清洗方式采用气水结合的冲洗方式先经一段时间的气泡冲刷清洗，使动态膜附着能力降低，然后进行水力反洗，由于水力反洗对膜组件单元的水体扰动较大，在水力冲洗前通过静置沉淀的办法使污泥沉于膜组件以下一定深度，防止在反冲洗时将大块污染物带入滤室。
本发明的有益效果如下1.优化了动态微滤膜组件的结构，采取凹凸曲面结构，增加了膜的装填密度，大大增加了单位体积的膜过滤面积，降低了制造成本。
2.结构简单，便于拆卸，可以快速更换多孔材料，并可取下单独清洗，延长了膜的使用寿命。
3.动态膜过滤曲面和滤室形成竖直的通道，利用气泡在升流过程中受周围水力冲击的不均匀性对通道进行全面的自下而上的冲刷。
4.在滤室底部及底部两侧设曝气系统，气泡在冲刷动态膜的同时，可影响周围环境的溶解氧浓度，造成附着生物相粘接侧的内源代谢，使动态膜松动更易脱落，为动态膜的更换创造有利条件。
5.采用由内而外的水力反冲洗代替传统的由内而外的气体反冲洗，从流体力学的角度可以做到均匀配水，防止了因水深不同造成的配气不均匀问题，对整个过滤膜面进行均匀冲刷，减小了运行能耗。
6.装置设排气口，在对膜进行逆向错流气泡冲刷时，避免气泡穿透动态膜表面造成生物相附着不均匀，造成出水水质变差。
7.滤室内采用增设多点加强筋连接两个开孔面，减小了滤室材料的厚度，增大材料的耐压能力，降低制造成本。
8.膜组件不需专门的排污口，正常过滤时的出水口可做为水力反冲洗时的排污口，反冲洗进水管设在滤室下端，在反洗时可以将滤室内沉积的污染物冲起，经正常过滤的出水管排出。
图1为本发明正面结构示意2为本发明俯视结构示意3为图2的A——A向剖视4为图2的B——B向剖视5为图1的C——C向剖面6为反冲洗系统局部放大7为图3中D——D剖局部放大8为滤网中间段与滤室固定处局部放大9为膜组件进出水、进出气管连接头局部放大10为本发明整体结构图具体实施方式
现结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
如图1-5所示动态微滤膜组件，主要包括滤室2和过滤网1，滤室2前后壁面上开有孔径相同的微孔13，微孔13的直径为0.5～5mm，侧面下端装有反冲进水管3，侧面中上部装有过滤出水管7，上端装有排空气管9，过滤网1折成凹凸曲面分别固定于滤室2的前后壁面上，滤室2下端面与反冲洗布气系统4相连，如图6所示反冲洗布气系统4包括配气管10和曝气头11，曝气头11位于配气管两侧过滤网1与滤室2间通道的下端。配气管10与进气管5相连，如图7所示滤室2上下两端连接有凹凸面承托件8，凹凸面承托件8上放置有过滤网1，凹凸面压固件6固定在过滤网1上，凹凸面承托件8的外侧和凹凸面压固件6的内侧为与过滤网1两侧相应的曲面。如图8所示在滤室2内部前、后壁面间装有加强筋12，加强筋12连接滤室2前、后壁面，滤室的前后壁面设有多个过滤网固定点14，用于固定滤网1，滤网中间段的固定方式如螺纹、承插或压条等各种方式都可以。
如图9所示，动态微滤膜组件中的所有进出气、进出水的接头15可以做成矩形管16变圆管17的结构，以便于减小滤室的厚度。增大膜组件的装填密度。
一种动态微滤膜组件水处理工艺方法，包括以下步骤1、动态膜形成挂膜将膜组件置于生化反应器的混合液中，通过曝气、循环泵等手段促使混合液在滤网周围流动形成表面错流，经过一段时间，微生物胶体等颗粒在滤网表面粘附形成动态膜。
2、过滤出水在保证混合液与动态膜表面错流的前提下，通过提高动态膜两侧混合液与滤出液之间的压差，经生化处理净化后的水滤出，混合液中大颗粒物质被拦截；3、动态膜的污染经过一段时间的过滤，动态膜受到污染，出水量下降，需要停止出水，对动态膜再生。
4、动态膜的清洗采用气泡冲刷清洗方式，空气由反冲洗进气管鼓入配气管，并通过曝气头进入过滤网和滤室的通道内，在上升过程中对动态膜进行冲刷，同时依靠提高溶解氧浓度加速动态膜的内源代谢，促使动态膜松动脱落，因上升流对周围水体扰动较小，膜组件置于混合液中，或经沉淀后的上清液中均可进行气泡冲刷清洗方式。
5、重复1～4的过程，周而复始。
其中当动态膜表面污染较严重时，步骤4中的冲刷清洗方式采用气水结合的冲洗方式先经一段时间的气泡冲刷清洗，使动态膜附着能力降低，然后进行水力反洗，由于水力反洗对膜组件单元的水体扰动较大，在水力冲洗前通过静置沉淀的办法使污泥沉于膜组件以下一定深度，防止在反冲洗时将大块污染物带入滤室。
权利要求
1.一种动态微滤膜组件，包括滤室和过滤网，其特征在于滤室前后壁面上开有微孔，侧面下端装有反冲进水管，侧面中上部装有过滤出水管，顶部装有排空气管，过滤网折成凹凸曲面分别固定于滤室的前后壁面上，滤室下端面与反冲洗布气系统相连，反冲洗布气系统包括配气管和曝气头，曝气头垂直分布在配气管两侧，曝气头位于过滤网与滤室间的通道内，在配气管上连接有进气管，滤室上下两端连接有凹凸面承托件，凹凸面承托件上放置有过滤网，凹凸面压固件固定在过滤网上，凹凸面承托件的外侧和凹凸面压固件的内侧为与过滤网两侧相应的曲面。
2.根据权利要求1所述的一种动态微滤膜组件，其特征在于所述的过滤网与滤室之间的通道，竖直置于混合液中，保证采用气泡冲刷清洗方式时，能够对整个过滤网的冲刷。
3.根据权利要求1所述的一种动态微滤膜组件，其特征在于所述的滤室内部前、后壁面间装有加强筋，加强筋连接滤室前、后壁面，滤室前后两侧设多个固定点，用于固定滤网。
4.根据权利要求1所述的动态微滤膜组件，其特征在于所述的滤室前后壁面上开有孔径相同的微孔，微孔的直径为0.5～5mm。
5.一种动态微滤膜组件水处理工艺方法，包括以下步骤①、动态膜形成挂膜将膜组件置于生化反应器的混合液中，通过曝气、循环泵等手段促使混合液在滤网周围流动形成表面错流，经过一段时间，微生物胶体等颗粒在滤网表面粘附形成动态膜；②、过滤出水在保证混合液与动态膜表面错流的前提下，通过提高动态膜两侧混合液与滤出液之间的压差，经生化处理净化后的水滤出，混合液中大颗粒物质被拦截；③、动态膜的污染经过一段时间的过滤，动态膜受到污染，出水量下降，需要停止出水，对动态膜再生；④、动态膜的清洗采用气泡冲刷清洗方式，空气由反冲洗进气管鼓入配气管，并通过曝气头进入过滤网和滤室的通道内，在上升过程中对动态膜进行冲刷，同时依靠提高溶解氧浓度加速动态膜的内源代谢，促使动态膜松动脱落，因上升流对周围水体扰动较小，膜组件置于混合液中，或经沉淀后的上清液中均可进行气泡冲刷清洗方式；⑤、重复①～④的过程，周而复始。
6.根据权利要求5所述的一种动态微滤膜组件水处理工艺方法，其特征在于当动态膜表面污染较严重时，所述的步骤④采用气水结合的冲洗方式先经一段时间的气泡冲刷清洗，使动态膜附着能力降低，然后进行水力反洗，由于水力反洗对膜组件单元的水体扰动较大，在水力冲洗前通过静置沉淀的办法使污泥沉于膜组件以下一定深度，防止在反冲洗时将大块污染物带入滤室。
全文摘要
本发明公开了一种动态微滤膜组件及水处理工艺方法，该动态膜组件包括滤室和过滤网，滤室壁开有微孔，侧面装有反冲进水管和过滤出水管，顶部装排空气管，过滤网折成凹凸曲面固定于滤室的前后壁上，滤室下端与反冲洗布气系统相连，反冲洗布气系统包括配气管和曝气头，配气管连接进气管，滤室上下两端连接有凹凸面承托件，承托件上放置过滤网，凹凸面压固件固定在过滤网上，承托件外侧和压固件内侧为与过滤网相应的曲面。一种动态微滤膜组件水处理工艺方法，包括挂膜，过滤出水，动态膜的清洗。本发明结构，增加了膜的装填密度，降低了制造成本和运行成本，延长了膜的使用寿命。
文档编号C02F3/02GK1807275SQ20051013556
公开日2006年7月26日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者于容朴, 张守昊, 于容川 申请人:于容朴