[实用新型]连续减振实时在线线形反冲洗高通量圆盘式微网组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种污、废水处理领域膜生物反应器工艺用膜组件，尤其涉及一种连续减振实时在线线形反冲洗高通量圆盘式微网组件。

背景技术

近年，在膜生物反应器MBR领域开始出现对微网动态膜分离技术的研究，其特点是以普通孔状材料，通常是指孔径在200目以上微细滤网(行业统称微网)制作微网组件来代替传统的微滤或超滤膜组件，构成一种新型的微网动态膜反应器(Micro-screen Dynamic Membrane Bio-Reactor，简称DMBR)。

微网组件主要由完成微滤的箱体及反冲洗机构及收水机构构成，现有箱体一般由不透水板材制作的方形围框及固定封装在围框两端面的微网体构成的方形的空腔箱体。微网虽有过滤性能，但只能作为粗滤隔离一些粒径较大固体物质，在动态膜微滤系统中则只作为动态膜的支撑载体。上述箱体内部的空腔，是盛放过滤水的容器，箱体外部的水只能通过微网体进入空腔。微网组件在使用时，置于膜生物反应器混合液中，随着生化反应及过滤过程的进行，微生物菌胶团沉淀附着在微网体上形成周期性生长脱落的生物质层也称为凝胶层或自生动态膜。该膜的形成改进了作为支撑体微网基质的过滤性能。动态膜具有活性、柔性和吸附性特征，在一定的控制条件下，可达到与传统固态膜组件相同的微滤分离效果。由于DMBR在固液分离过程中，作为基础分离介质的凝胶层是在生化反应过程中自生的，混合液可以源源不断地为其提供成膜材料并在静水压力下保证通量，加之微网组件价格低廉和膜材料的更新无成本问题，建设和运行成本将远低于传统的MBR，因此DMBR技术有了大规模应用和推广的可能。

然而，该技术目前并不成熟，尚处于研发阶段。主要存在以下缺点：①法向振动问题，膜生物反应器中扰动的水流是形成混合液的必要条件，但这种水流带来的振动会使微网网面产生不同幅度和频率的法向振动；这种不规则振动给动态膜在微网基质上的附着和生长带来不利影响：它使膜层的附着力下降，生长不均匀，凝胶层薄厚不一，极易出现因局部膜层脱落而产生“漏洞”，导致生产的出水即生产水水质不稳定。②连续工作以及反冲洗问题，动态膜在使用过程中由于表面不断有泥饼层的积累和凝胶层的生成故动态膜层不断增厚、致密，这样一来就必然会使微网组件在工作过程中通量逐渐下降直到通量小到难以满足生产需要；这样就必须削薄甚至去除动态膜和泥饼层，主要采取的手段为暂停工作使用生产水进行大水量反冲洗(反冲洗水量占生产水的比例很大)或用机械方式刷去膜层，这样动态膜就不能连续工作，影响产水率，同时也伴随着发生设备的投入和能源消耗大的问题。③膜的不规则脱落，随着时间推移，动态膜老化直至失去黏性脱落而产生“漏洞”，导致胶体物质以及小粒径的悬浮物质混入生产水，以上问题目前仍阻碍DMBR技术形成规模化应用。

面对上述诸问题，近年，业内人世通过改变微网组件结构形式、实施减振以及在线连续反冲洗等各种技术手段消除上述妨碍DMBR技术实现大规模应用的弊端。尽管在解决“法向振动”、“连续工作以及反冲洗问题”、“膜的不规则脱落”等问题上取得效果，但由于微网组件空腔箱体的自身结构，仍存在妨碍系统稳定运行的因素。由于微网基质具有柔软性及弹性，而方形或其他带棱角结构的围框环周结构应力分布不均匀，因此直接影响固定在围框上的微网绷紧度，在侧压作用下易产生变形。在过滤过程中，随着动态膜层的致密程度不断增加造成膜过滤的渗透压不断上升，在正常工作状态下，由于污水向网里压，使两侧网面内凹闭合，增加腔内摩擦阻力，导致机械构件在空腔内移动需要消耗更多的动力，同时也很可能会造成对微网的损害；同时还使腔内体积变小，减少过膜水容积，无法实现高通量出水。若增大组件两侧微网基质之间的距离就增大了组件的体积，尤其在小型微网组件应用场合会影响组件在应用中的装填密度；而在反冲洗时，使高压水在腔内释放，微网基质向外凸，影响反冲洗效果。如将微网绷得过紧还会造成固定微网的围框变形，围框的变形就给分布减振、线形连续反冲洗技术手段的实施带来较大困难，虽然增加围框材料的刚性可以减小其变形程度但是这样一来就增加了微网组件的耗材从而增加了组件的成本。方形围框由于上述缺点，也不宜于扩大微网基质的面积，影响生产水通量提高。总之，上述诸因素，使微网组件的工作不能处于稳定工作状态，生产水通量较低、通量与水质不稳定且运行成本高，制约了微网动态膜技术真正“走出”实验室，进入工程应用领域。

综上所述，如何使动态膜分离技术真正意义成为一种低成本、可连续运行、高通量、生产稳定的水处理实用技术，成为业界关注问题。

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