-15，所述抽吸泵通过依次连接有单向电磁控制阀1-16和电磁阀c 1-10-3的管路与储水箱1-17连通，所述单向电磁控制阀靠近抽吸泵；所述微孔曝气器通过连接有空压机1-9的管路与所述连接有真空压力表的管路连通且连通点设在真空压力表和抽吸泵之间，所述空压机两端分别设有电磁阀a 1-10-1和电磁阀b 1-10-2，所述电磁阀a靠近微孔曝气器，所述电磁阀a和微孔曝气器之间还设有气体流量计，所述电磁阀a和电磁阀b之间连接有微控制器1-12 ;开启抽吸泵，通过微控制器开启电磁阀a，同时关闭电磁阀b进行曝气，关闭抽吸泵，通过微控制器关闭电磁阀a，同时开启电磁阀b进行气体反冲。所述进水箱与水泵之间设有液位控制器1-4。所述的转动单元中所述的集水管以摆动轴承为中心在中心两侧设有两个对称的出水管；所述出水管为垂直连通于集水管的径向管道，所述的径向管道以集水管为中心且两侧设有对称的出水口。所述的出水管通过固定件2-4与集水管连接。所述偏心轴上固定I?5个转动单元，所述转动单元中的偏心轮相位相同。所述钟摆式中空纤维膜装置平行于偏心轴或垂直于偏心轴方法摆动。所述偏心轴摆动的速率为0r/min-100r/min。所述偏心轴摆动的角度从0° -70°。所述偏心轴摆动幅度为5cm?50cm。所述中空纤维膜组件为外压式两端开口式膜组件。
[0031]本发明钟摆式中空纤维膜生物反应净水系统在处理废水中的应用为:开启进水泵，通过液位控制器控制进水泵的开关，废水直接进入装有活性污泥的生物反应器内，污泥浓度为5-10g/L，通过微控制器开启电磁阀a，关闭电磁阀b，对生物反应器进行曝气，为微生物代谢降解有机物提高氧气，同时开启电机、电磁阀c和抽吸泵，经生物处理后的水通过膜组件的筛分作用，进入储水箱；当膜通量降低为初始通量的5-10%，关闭电机、电磁阀c和抽吸泵，并通过微控制器开启电磁阀b，关闭电磁阀a，在空压机的作用下对膜组件反冲洗10-15h，将膜孔内的污染物质冲到反应池内，使膜通量恢复至初始通量的90%以上，然后继续进行膜生物反应器运行。
[0032]实施例1
[0033]采用本发明钟摆式膜生物反应系统对餐饮含油废水进行处理，对低浓度含油废水COD和含油量的去除效果以及膜通量进行测定，并与传统浸没式膜生物反应器(中空纤维膜组件与实施例1相同，不同的是膜组件浸没在生物反应器内，替代本发明钟摆式中空纤维膜装置)的去除效果和膜通量相比较。
[0034]餐饮含油废水的指标:COD 800-1500mg/L,含油率为30_70mg/L ；
[0035]生物反应器的运行条件:采用间歇抽吸出水方式，抽吸8min，停2min，系统水力停留时间(HRT)为24h，污泥MLSS浓度约为5000mg/L，污泥龄(SRT) 60d，反应器容积100L，采用PVDF微滤膜(孔径0.2 μ m)，跨膜压力为0.02-0.1MPa ；
[0036]钟摆式中空纤维膜装置的操作参数:垂直于偏心轴的方向摆动；摆动的速率为20r/min;摆动的角度为25°。
[0037]由图3和4可知，与传统浸没式MBR相比，垂直于膜组件方向摆动的MBR在处理低浓度含油废水时，具有较高的COD和含油量的去除率，分别为95%和82%，并且在60天的运行期间内保持了较高的膜通量，反应系统稳定时期内的膜通量约为传统MBR的10倍以上。
[0038]实施例2
[0039]采用钟摆式中空纤维膜生物反应净水系统对餐饮含油废水进行处理，对高浓度含油废水COD和含油量的去除效果以及膜通量进行测定，并与传统浸没式膜生物反应器的去除效果和膜通量相比较。
[0040]餐饮含油废水的指标:C0D 2000-3500mg/L，含油率为100_150mg/L ；
[0041]生物反应器的运行条件:采用间歇抽吸出水方式，抽吸8min，停2min，系统水力停留时间(HRT)为24h，污泥MLSS浓度约为5000mg/L，污泥龄(SRT) 60d，反应器容积100L，采用PVDF微滤膜，跨膜压力为0.02-0.1MPa ；
[0042]钟摆式中空纤维膜装置的操作参数:垂直于膜组件的方向摆动；摆动的速率为80r/min ;摆动的角度为65°。
[0043]由图3和4可知，与传统浸没式MBR相比，垂直于膜组件方向摆动的MBR在处理高浓度含油废水时，同样具有较高的COD和含油量的去除率，分别为88%和74%，并且在60天的运行期间内也保持了较高的膜通量。
[0044]实施例3
[0045]采用钟摆式中空纤维膜生物反应净水系统对餐饮含油废水进行处理，对高浓度含油废水COD和含油量的去除效果以及膜通量进行测定，并与传统浸没式膜生物反应器的去除效果和膜通量相比较。
[0046]餐饮含油废水的指标:C0D 2000-3000mg/L，含油率为100_150mg/L ；
[0047]生物反应器的运行条件:采用间歇抽吸出水方式，抽吸8min，停2min，系统水力停留时间(HRT)为24h，污泥MLSS浓度约为5000mg/L，污泥龄(SRT) 60d，反应器容积100L，采用PVDF微滤膜，跨膜压力为0.02-0.1MPa ；
[0048]钟摆式中空纤维膜装置的操作参数:平行于膜组件的方向摆动；摆动的速率为80r/min ;摆动的角度为65°。
[0049]由图3和4可知，与传统浸没式MBR相比，平行于膜组件方向摆动的MBR在处理高浓度含油废水时，具有较高的COD和含油量的去除率，分别为82%和70%，并且在60天的运行期间内也保持了更高的膜通量，反应系统稳定时期内的膜通量约为传统MBR的15倍以上。
【主权项】
1.一种钟摆式中空纤维膜生物反应净水系统，所述系统包括进水箱、生物反应器、钟摆式中空纤维膜装置、微孔曝气器和储水箱，所述进水箱通过连接有水泵的管路与生物反应器连通，所述进水箱设置有搅拌器，所述钟摆式中空纤维膜装置悬挂于生物反应器内，所述钟摆式中空纤维膜装置与储水箱连通，所述生物反应器底部设置有微孔曝气器，其特征在于:所述钟摆式中空纤维膜装置包括与电机连接的转轴、固定在转轴上的转动单元和中空纤维膜组件，所述的转轴悬挂于生物反应器内，所述的转动单元包括偏心轮、传动带、摆动轴承、集水管和出水管；所述偏心轮固定在所述的转轴上，所述偏心轮通过传动带与摆动轴承连接，所述摆动轴承的轴心固定有集水管，所述集水管两端分别与中空纤维膜组件的出水口连接，所述的集水管以摆动轴承为中心在中心两侧设有两个对称的出水管；所述的出水管的出口通过连接有真空压力表的管路与抽吸泵连接，所述抽吸泵连接有时间继电器，所述抽吸泵通过依次连接有单向电磁控制阀和电磁阀C的管路与储水箱连通，所述单向电磁控制阀靠近抽吸泵；所述微孔曝气器通过连接有空压机的管路与所述连接有真空压力表的管路连通且连通点设在真空压力表和抽吸泵之间，所述空压机两端分别设有电磁阀a和电磁阀b，所述电磁阀a靠近微孔曝气器，所述电磁阀a和微孔曝气器之间还设有气体流量计，所述电磁阀a和电磁阀b之间连接有微控制器。
2.如权利要求1所述钟摆式中空纤维膜生物反应净水系统，其特征在于所述的转动单元中所述的集水管以摆动轴承为中心在中心两侧设有两个对称的出水管；所述出水管为垂直连通于集水管的径向管道，所述的径向管道以集水管为中心且两侧设有对称的出水口。
3.如权利要求1或2所述钟摆式中空纤维膜生物反应净水系统，其特征在于所述的出水管通过固定件与集水管连接。
4.如权利要求1或2所述钟摆式中空纤维膜生物反应净水系统，其特征在于所述进水箱与水泵之间设有液位控制器。
5.如权利要求1或2所述钟摆式中空纤维膜生物反应净水系统，其特征在于所述偏心轴上固定I?5个转动单元，所述转动单元中的偏心轮相位相同。
6.如权利要求1所述钟摆式中空纤维膜生物反应净水系统，其特征在于所述中空纤维膜组件为外压式两端开口式膜组件。
7.一种钟摆式中空纤维膜生物反应净水系统在处理废水中的应用。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于所述的应用为:开启进水泵，通过液位控制器控制进水泵的开关，废水直接进入装有活性污泥的生物反应器内，污泥浓度为5-10g/L，通过微控制器开启电磁阀a，关闭电磁阀b，对生物反应器进行曝气，同时开启电机、电磁阀c和抽吸泵，对废水进行生物处理，经生物处理后的水通过中空纤维膜组件的筛分作用，进入储水箱；当膜通量降低为初始通量的5-10%时，关闭电机、电磁阀c和抽吸泵，并通过微控制器开启电磁阀b，关闭电磁阀a，在空压机的作用下对中空纤维膜组件进行气体反冲洗，使膜通量恢复至初始通量的90 %以上，停止反冲洗，然后通过微控制器开启电磁阀a，关闭电磁阀b，对生物反应器进行曝气，同时开启电机、电磁阀c和抽吸泵，对废水进行生物处理。
9.如权利要求8所述钟摆式中空纤维膜生物反应净水系统，其特征在于所述偏心轴摆动的速率为 0r/min-100r/min。
10.如权利要求8所述钟摆式中空纤维膜生物反应净水系统，其特征在于所述偏心轴 摆动的角度从0° -70°，所述偏心轴摆动幅度为5cm?50cm。
【专利摘要】本发明公开了一种钟摆式中空纤维膜生物反应净水系统及应用，所述系统包括进水箱、生物反应器、钟摆式中空纤维膜装置、微孔曝气器和储水箱；本发明钟摆式中空纤维膜装置的摇摆周期性变化，使膜组件与混合液体时刻处于交变的剪切流场中，有效地阻碍污染物和微生物在膜表面的沉积，从而更有利于减轻膜污染；钟摆式转动，可以实现膜旋转角度及频率的转变，更加易于膜组件摆动的控制，同时可以显著增加膜组件摆动的幅度，有利于膜污染的控制；钟摆式摇摆，明显降低生物反应器中因曝气而产生的巨大能耗，节约膜生物反应器运行的成本；该钟摆式中空纤维膜装置制备工艺简单，而且可填充大量中空纤维膜，增大面积，清洗更换组件方便。
【IPC分类】C02F9-14
【公开号】CN104710075
【申请号】CN201510086390
【发明人】张国亮, 秦磊, 孟琴
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月17日