专利名称：双级式膜过滤装置的制作方法
技术领域：
双级式膜过滤装置
技术领域：
本实用新型涉及水处理技术领域，更具体的，本实用新型涉及一种用于工业或城市污水处理的双级膜过滤装置。
背景技术：
MBR(膜生物反应器,membrane biological reactor)工艺是将传统的生物处理法与膜分离技术结合起来的一种高效污水处理工艺，该工艺结构较传统工艺简单，出水质好， 可承受高污泥深浓度，耐冲积性强，可实现自动化控制，在污水资源化领域日益受到重视。在MBR实际应用中，膜的过滤过作用使得膜池内的污泥浓度非常高而且会越来越高，因此在膜丝表面会有浓差极化现象发生，随着抽吸进行，这种现象越来越强烈，越来越多的胶体颗粒及其它有机无机污染物附着在膜丝表面甚至进入膜丝内部；而在这个过程中起主要作用的污染物是有机物，或者说有机物促进了其它的微生物、无机颗粒的附集，主要包括胞外聚合物EPS、溶解性微生物产物SMP,具体是指蛋白质、胞外酶以及多糖等。它们对膜丝污染的贡献以及对膜压升高的贡献是最大的。因此如何能有效的降低有机物对膜丝的污染，特别是在低温或者进水COD较小的情况下降低膜丝污染就成为控制膜污染的关键点。MBR工艺具有设备占地面积小，易于实现自动化控制等优点，但是膜丝在使用中易污染，对MBR工艺系统操作管理造成很大的不便，使得在线反洗频率增加，缩短了使用寿命，大大增加了能耗。同时由于水质要求，特别是对含有大分子有机污染物的废水来说，一般MBR应用中都会在膜池前加装预处理曝气池，以降低膜池的污泥负荷，但这个无疑增加了处理成本，同时曝气池中类积的EPS、溶解性无机物等也会随着水流进放膜池，更会增加膜池EPS的含量，会加剧膜的污染。目前在实际工程中主要是通过改进曝气结构、或者添加例如絮凝剂等添加剂的方式来降低EPS等有机物在膜丝表面的附集，但在使用中这两种方式都其限制性，一方面是成本过大，另一方面，所加絮凝剂对微生物的活性有较大的影响；中国专利申请200810120467. 4提出利用连续超微滤和反渗透的方式处理印染废水，这种方式下混合液先经过超滤过滤，再经过反渗透，虽然出水水质较好，但它本质是一种连续膜过滤系统，在膜池存在的EPS对膜的污染仍然是存在的，并未解决EPS对膜的污染问题。
发明内容本实用新型的目的是为了解决现在技术的缺陷，提供一种能够有效降低EPS等有机物在膜丝表面的积聚、结构简单、广泛适用的膜过滤装置。为了实现上述发明目的，本实用新型提供一种双级式膜过滤装置，包括膜池、一级过滤膜和MBR组器及MBR膜，其中，所述膜池具有两级式结构，所述膜池包括一级过滤膜池7和二级过滤膜池8，所述二级过滤膜池8位于所述一级过滤膜池的中间7 ;所述一级过滤膜池7中设有作为池壁的一级过滤膜3 ;所述二级过滤膜池8以一级过滤膜3为池壁，二级过滤膜池8中安装有MBR膜4 ;在所述膜池外有风机9，所述风机9分别通过曝气管向所述一级过滤膜池7和二级过滤膜池曝气8。根据一种优选的实施方式，所述一级过滤膜池7和二级过滤膜池8的深度相同，底面高度平齐。而且，所述一级过滤膜池7的池壁高度和二级过滤膜池8的池壁高度相同。在本实用新型中，所述一级过滤膜3选自丙纶(PP)、涤纶(PET)、锦纶(PA)、粘胶纤维、腈纶、乙纶(HDPE)、氯纶(PVC)制成的无纺布；特别优选地以PP无纺布为最佳。根据另一种优选的实施方式，所述一级过滤膜3的形状是折扇状、管状或平板状；优选的以扇折状形式为最佳，相同体积下，面积最大。根据一种优选的实施方式，所述一级过滤膜3的孔径为10-500微米，优选的以100
微米最佳。在本实用新型中，所述MBR膜4选自聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、聚酰胺(尼龙，Polyamide, PA)、聚缩醒(Polyacetal, Polyoxy Methylene, POM)、变性聚苯醚(PolyPhenylene Oxide,变性PPE)、聚酯(ΡΕΤΡ,ΡΒΤΡ)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,PPS)、聚芳基酯不饱和聚酯、酚塑胶、环氧塑胶、聚丙烯(PP)等材质制成的微孔膜，优选的以PP材
质最佳。根据一种优选的实施方式，所述曝气管为孔径为5-15mm，优选的以7mm为最佳。所述曝气管的孔间距为10_40mm,优选的以20mm为最佳。具体地，本实用新型提供一种能有效降低传统MBR工艺膜污染的两级过滤式MBR水处理装置，主体结构是水解酸化调节池和一体式双级膜池一由一级过滤膜池7和二级过滤膜池8组成。二级膜池位于一级膜池内部，组成一个回字型结构，两级膜池同深同底。其中，一级过滤膜池7代替了传统MBR工艺中的预处理曝气池。废水先进入一级过滤膜池7内，经过一级过滤膜3的过滤，然后进入二级过滤膜池8，即安装传统的MBR组器的膜池。这样，再经过二级膜过滤后的水可以达标排放。运行时，污水经过前处理(例如采用水解酸化调节池一一可根据进水水质选用)后进入一级过滤膜池7。此时由于混合液浓度很高，所以可以处理COD较高的废水。废水经混合液中的微生物降解处理，首先经过一级过滤膜3过滤，一级过滤膜3可以是矩形框体结构，在一级过滤膜池7内部形成一个小形膜池，但上方无盖，能够过滤或拦截混合液中的有机物，特别是微生物的分泌物EPS，如蛋白质、胞外酶、多糖和核酸等这些易在微滤膜丝表面附集的污染物。经过一级过滤膜3过滤后的水进入二级膜池，再进行MBR微滤膜过滤。这时水中的有机物含量很低，水中污染物主要是较微小的无机悬浮颗粒，已经不会对微滤膜产生严重的污染。因此，本实用新型的装置无需设置传统MBR工艺中的预处理曝气池，预处理曝气池功能由一级过滤膜池7代替。一般情况下，一级过滤膜池7进水COD范围是100-20000mg/l之间，可耐进水质波动范围较大，而运行过程中的一级过滤膜池7内的混合液污泥浓度范围一般是5000-15000mg/l ；根据进水水质和处理要求，一级膜池内的水力停留时间HRT为6-19小时，一级膜池水力停留时间一般占总停留时间的75% -90% ；一级过滤膜3的平均通量在120_5001/m2h。一级过滤膜池7中的曝气强度可以是30m3/m2. h 90m3/m2. h。需要提及的是一级膜过滤可采用多层过滤膜组，或者同时选用多种材料过滤膜组，如多层无纺布组件，或者由无纺布组件和微孔板组件相结合的装置，优选的层数为3层。二级过滤膜池8为传统MBR膜池，其停留时间为l_3h范围内，占总停留时间的10% -15%。 二级过滤膜池8内的混合液浊度在2-30NTU之间。
图I为本实用新型的装置结构示意图；其中3、一级过滤膜；4、MBR膜；7、一级过滤膜池；8、二级过滤膜池；9、风机。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型详细说明。建造统一套双级式膜过滤装置，包括回字形膜池，其中，所述回字形膜池具有两级式结构，包括外围的一级过滤膜池7和位于中间的二级过滤膜池8。一级过滤膜池7中设置折扇状聚丙烯无纺布作为一级过滤膜3，一级过滤膜3也作为分隔一级过滤膜池7与二级过滤膜池8的池壁。其平均孔径100微米，安装角度为45°。在二级过滤膜池8中设有二级MBR组器和MBR膜4。在这个回字形膜池外通过风机9和曝气管分别向内外膜池曝气。在建造时，内外膜池同底同深。运行时，经过调节(预处理)的污水进入一级过滤膜池7，进行好氧生化处理。膜池内的微孔曝气系统主要是为一级过滤膜池7内的混合液中的微生物提供所需要的溶解氧。污水在一级膜池7中停留时间大约6-19小时。经过一级过滤膜池7处理后在重力作用下进入二级过滤膜池8。在二级过滤膜池8内，安装现有技术中常规的MBR膜组器，由于经过一级过滤的滤液中含有EPS等易引起膜污泥的有机物含量较低，此时再用二级过滤膜-MBR膜进行过滤，不会对膜造成严重污染。通过一级过滤处理后的水浊度较小，一般在2-30NTU之间，滤液中的EPS等有机污染物的去除率可达到95% -99%，TOC为l_5mg/l，从而保护二级过滤膜池8中的MBR膜4。二级过滤膜池8的水力停留时间较短，一般在1-3小时。与现有的过滤装置相比，本实用新型的由于采用了双级式设计，因此对MBR膜表面的污染极大的降低，增强了 MBR系统的抗污染性能，在实际工程中可延长MBR膜的清洗周期，降低清洗频率，延长膜的使用寿命，大大降低成本。
权利要求1.一种双级式膜过滤装置，包括膜池、一级过滤膜、MBR组器和MBR膜，其特征在于所述膜池具有两级式结构，所述膜池包括一级过滤膜池(7)和二级过滤膜池(8)，所述二级过滤膜池(8)位于所述 一级过滤膜池的中间(7);所述一级过滤膜池(7)中设有作为池壁的一级过滤膜(3);所述二级过滤膜池(8)以一级过滤膜(3)为池壁，二级过滤膜池(8)中安装有MBR膜(4);在所述膜池外有风机(9)，所述风机(9)分别通过曝气管向所述一级过滤膜池(7)和二级过滤膜池曝气(8)。
2.根据权利要求I所述的双级式膜过滤装置，其特征在于所述一级过滤膜池(7)和二级过滤膜池(8)的深度相同，底面高度平齐。
3.根据权利要求I所述的双级式膜过滤装置，其特征在于所述一级过滤膜池(7)的池壁高度和二级过滤膜池(8)的池壁高度相同。
4.根据权利要求I所述的双级式膜过滤装置，其特征在于所述一级过滤膜(3)选自丙纶、涤纶、锦纶、腈纶、乙纶或氯纶制成的无纺布。
5.根据权利要求I所述的双级式膜过滤装置，其特征在于所述一级过滤膜(3)是PP无纺布。
6.根据权利要求I所述的双级式膜过滤装置，其特征在于所述一级过滤膜(3)的形状是折扇状、管状或平板状。
7.根据权利要求I所述的双级式膜过滤装置，其特征在于所述一级过滤膜(3)的孔径为10-500微米。
8.根据权利要求I所述的双级式膜过滤装置，其特征在于所述一级过滤膜(3)的孔径为100微米。
9.根据权利要求I所述的双级式膜过滤装置，其特征在于所述MBR膜(4)选自聚碳酸酯、聚酰胺、聚缩醛、变性聚苯醚、聚酯、聚苯硫醚、聚芳基酯、不饱和聚酯、酚塑胶、环氧塑胶或聚丙烯制成微孔膜。
10.根据权利要求I所述的双级式膜过滤装置，其特征在于所述曝气管为孔径为5-15mm。
11.根据权利要求I所述的双级式膜过滤装置，其特征在于所述曝气管的孔间距为10-40mmo
专利摘要本实用新型涉及一种双级式膜过滤装置，其中所述膜池具有两级式结构，包括一级过滤膜池和二级过滤膜池，二级过滤膜池位于一级过滤膜池的中间；所述一级过滤膜池中设有作为池壁的一级过滤膜。所述二级过滤膜池以一级过滤膜为池壁，二级过滤膜池中安装有MBR膜；在所述膜池外有风机，所述风机分别通过曝气管向所述一级过滤膜池和二级过滤膜池曝气。本实用新型的由于采用了双级式设计，因此对MBR膜表面的污染极大的降低，增强了MBR系统的抗污染性能，废水经过一级过滤膜池处理后，通过一级过滤膜进入二级过滤膜池，再通过MBR膜过滤，达标排放。本实用新型的设计可延长MBR膜的清洗周期，降低清洗频率，延长膜的使用寿命，降低运行成本。
文档编号C02F3/02GK202379852SQ201120518608
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者吴强, 文剑平, 李天玉, 王力, 陈亦力 申请人:北京碧水源膜科技有限公司