一种适用于外置式膜生物反应器的中空纤维膜分离装置的制作方法

本实用新型涉及污水处理用膜分离装置领域，具体涉及一种适用于外置式膜生物反应器的中空纤维膜分离装置。

背景技术：

近年来，外置式膜生物反应器(外置式mbr)技术已经在工业废水处理、垃圾渗滤液、养殖废水处理、煤化工废水处理、表面涂装废水处理、线路板废水处理等领域得到了广泛应用。对于很多难处理废水和悬浮物浓度特别高的废水处理，具有明显的技术优势。

目前外置式膜生物反应器使用的管式膜分离系统存在能耗大、不能反冲洗、化学药剂消耗量大、维护保养困难等缺点。此外，一般中空纤维膜组件在外置式膜生物反应器设计使用过程中，存在污泥易沉积在膜表面，堆积在膜腔内，进而影响膜流道的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种适用于外置式膜生物反应器的中空纤维膜分离装置，以解决现有技术的不足。

本实用新型采用以下技术方案：

一种适用于外置式膜生物反应器的中空纤维膜分离装置，包括支架、若干中空纤维膜组件、原水泵、反洗泵、在线加药泵、鼓风机、排空泵；

中空纤维膜组件包括壳体、若干中空纤维膜丝，壳体顶端设置出水口，底端设置进气口/排污口，上侧部设置回流口，下侧部设置进水口；壳体内上部设置上膜丝分布器，下部设置下膜丝分布器，上膜丝分布器和下膜丝分布器均设有若干小孔，上膜丝分布器低于回流口，下膜丝分布器高于进水口；若干中空纤维膜丝设置于壳体内，每根中空纤维膜丝顶端分别单独穿过上膜丝分布器上的小孔，上膜丝分布器上的小孔和穿过的单根中空纤维膜丝之间留有间隙，每根中空纤维膜丝顶部之间及与壳体内壁间用树脂封装后顶端切开以使各中空纤维膜丝顶端开口，留下的树脂封装层高于回流口；每根中空纤维膜丝底端分别单独穿过下膜丝分布器上的小孔，下膜丝分布器上的小孔和穿过的单根中空纤维膜丝之间留有间隙，每根中空纤维膜丝底端单丝封死；中空纤维膜丝底端离进水口一定距离以形成进气缓冲腔；

各中空纤维膜组件进水口分别连至原水泵，出水口分别连至外部的出水管，回流口分别连至外部的浓缩液输出管，进气口/排污口分别连至鼓风机/排空泵；反洗泵连至各中空纤维膜组件出水口，在线加药泵连至该连接管路上；

若干中空纤维膜组件并排固定在支架上，原水泵设于生化池内或支架底座上，反洗泵、在线加药泵、鼓风机、排空泵设于支架底座上。

进一步地，支架为不锈钢方管焊接而成，若干中空纤维膜组件通过不锈钢绑带并排固定在支架上。

进一步地，中空纤维膜组件内的上膜丝分布器和下膜丝分布器上的小孔均匀分布。

进一步地，中空纤维膜丝底端离进水口的距离不小于壳体内直径。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型提供的适用于外置式膜生物反应器的中空纤维膜分离装置，解决了现有管式膜分离系统需要大流量循环泵，能耗大，清洗恢复困难的缺点。

2、本实用新型使用的中空纤维膜组件内每根膜丝底端单丝封死，并设有膜丝分布器，每根膜丝独立分开，可以使得各膜丝之间不会互相缠绕、交错，避免了流道容易堵死的缺陷，可以保证进入膜组件的泥水混合液在膜腔内的流道顺畅，还可以保证所有的膜丝，在底部曝气时都会单独抖动，沉积在膜丝表面的污染物更容易脱落下来。

3、本实用新型结合了反冲洗和压缩空气表面擦洗相结合的气洗工艺，同时也结合了药洗，确保膜组件在使用一段时间后能得到非常充分的清洗。

4、本实用新型设置了排空泵，该排空泵选用自吸泵，具有自吸能力，能将膜腔内的活性污泥和其它杂质比较彻底地从膜腔内排出，从而取得膜的自清洁作用。

5、本实用新型将中空纤维膜组件、原水泵、反洗泵、在线加药泵、鼓风机、排空泵集中设计在一套集成的设备里，结构简单，使用方便，占地面积小，成本低。

本实用新型通过膜组件内顺畅的流道、每根膜丝在曝气时的单独抖动和定期地反冲洗和加药清洗、定期地抽净排空膜腔内的活性污泥，实现了外置式膜生物反应器的长时间稳定运行。且各部件集成在一起，非常适合于外置式膜生物反应器的运行、维护和管理。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图。

图2为中空纤维膜组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本实用新型，但并不用来限定本实用新型的实施范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

一种适用于外置式膜生物反应器的中空纤维膜分离装置，如图1和图2所示，包括支架1、若干中空纤维膜组件2、原水泵3、反洗泵4、在线加药泵、鼓风机5、排空泵6。

中空纤维膜组件2包括壳体21、若干中空纤维膜丝22。壳体21顶端设置出水口211，底端设置进气口/排污口212，上侧部设置回流口213，下侧部设置进水口214。壳体21内上部设置上膜丝分布器23，下部设置下膜丝分布器24。上膜丝分布器23和下膜丝分布器24均设有若干小孔，优选地，上膜丝分布器23和下膜丝分布器24上的小孔均匀分布。上膜丝分布器23低于回流口213，下膜丝分布器24高于进水口214。若干中空纤维膜丝22设置于壳体21内。每根中空纤维膜丝22顶端分别单独穿过上膜丝分布器23上的小孔，上膜丝分布器23上的小孔和穿过的单根中空纤维膜丝22之间留有间隙。每根中空纤维膜丝22顶部之间及与壳体21内壁间用环氧树脂或者聚氨酯树脂封装后顶端切开以使各中空纤维膜丝22顶端开口，留下的树脂封装层高于回流口213。每根中空纤维膜丝22底端分别单独穿过下膜丝分布器24上的小孔，下膜丝分布器24上的小孔和穿过的单根中空纤维膜丝22之间留有间隙。每根中空纤维膜丝22底端单丝封死。中空纤维膜丝22底端离进水口214一定距离以形成进气缓冲腔25，优选地，中空纤维膜丝22底端离进水口214的距离不小于壳体21内直径。

各中空纤维膜组件2进水口214分别连至原水泵3，出水口211分别连至外部的出水管，回流口213分别连至外部的浓缩液输出管，进气口/排污口212分别连至鼓风机5/排空泵6；反洗泵4连至各中空纤维膜组件2出水口211，在线加药泵连至该连接管路上。原水泵3出口、出水管、浓缩液输出管、鼓风机5出口、排空泵6进口、反洗泵4出口、在线加药泵出口均设有控制阀门。各中空纤维膜组件2各连接管路上也可单独设置控制阀门，以实现单个中空纤维膜组件2的单独控制。

若干中空纤维膜组件2并排固定在支架1上，原水泵3设于生化池内或支架1底座上，反洗泵4、在线加药泵、鼓风机5、排空泵6设于支架1底座上。

壳体21、上膜丝分布器23、下膜丝分布器24材质优选为耐腐蚀塑料材质。支架1优选为不锈钢方管焊接而成。若干中空纤维膜组件2优选通过不锈钢绑带并排固定在支架1上。原水泵3可以使用潜水排污泵，直接安装在生化池内或者可以使用无堵塞自吸泵，装在本装置的支架1底座上。反洗泵4、在线加药泵可以使用普通的离心泵或者自吸式水泵。排空泵6可以使用无堵塞自吸排空泵。鼓风机5可以使用罗茨风机、回转式鼓风机等。

本实用新型装置可采用自动化控制，原水泵3、反洗泵4、在线加药泵、鼓风机5、排空泵6、各控制阀门接入自动化控制系统实现自动化控制。

本实用新型装置污水处理过程如下：

原水泵3抽吸生化池的泥水混合液即原液由各中空纤维膜组件2进水口214进入各中空纤维膜组件2内，再由下膜丝分布器24上的小孔和穿过的单根中空纤维膜丝22之间留有的间隙上升，原液中水及小分子溶质在一定压力下透过膜壁上的微孔，为过滤液，而较大分子杂质被膜截留，从而达到物质分离及浓缩的目的，过滤液汇集到出水口211排出，浓缩液由上膜丝分布器23上的小孔和穿过的单根中空纤维膜丝22之间留有的间隙汇集到回流口213排出，然后回流到生化池内。

本实用新型装置清洗过程如下：

反洗泵4抽取清洗液比如上述的过滤液，从各中空纤维膜组件2顶部的出水口211进去，通入到各中空纤维膜丝22内，清洗液在一定压力下透过膜壁，将膜表面截留的杂质洗脱下来，从下膜丝分布器24上的小孔和穿过的单根中空纤维膜丝22之间留有的间隙汇集到进气缓冲腔25中，再从下侧部的进水口214位置排出；在每次反洗的时候，可以通过在线加药泵投加一定浓度的药剂，对膜进行加药反洗。在反洗泵工作时，鼓风机5也可同时打开，气体从进气口/排污口212进入，和进气缓冲腔25中的液体混匀后，由下膜丝分布器24打碎成大量小气泡，再继续上升对膜表面进行冲刷，从而将不容易洗脱的较大分子杂质振动下来，可以保证膜表面沉积的所有杂质、胶体和大分子有机物等都能够被冲下来，从而形成效果非常好的“边反洗、边曝气”的气洗过程。

本实用新型装置排空过程如下：

在中空纤维膜组件2运行一段时间后，膜腔内的污泥浓度大幅度提高，影响流道顺畅时，停止出水，开启排空泵6，将膜腔内沉积的高浓度的泥水混合液抽尽排空，然后再投入重新使用。