[发明专利]浸没式膜分离装置及其运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于膜分离过程中膜污染控制的浸没式膜分离装置及其运行方法。

背景技术

膜生物反应器是传统活性污泥法与新兴的膜分离技术相结合的产物，它利用膜分离组件代替了传统工艺中的二沉池，不仅可以大大减小占地面积，还显著提高了固液分离的效率，使出水水质得到明显改善。膜化学反应器是将化学反应过程与膜分离过程集成一体，如在自来水净化过程的化学絮凝与膜分离过程集成一体，或将生物发酵反应与膜分离过程集成一体，等等。作为这些膜反应器(膜生物反应器和膜化学反应器)主体的膜分离装置，一般都是将膜单元浸没在需要分离处理的液体中，膜单元是由至少一个外压浸没式中空纤维膜组件并行排列连接而成。目前用于膜分离装置的污染控制方法，从原水水质方面是进行适当的原水预处理；从膜材料方面主要是进行材料的化学改性以提高抗污染能力；从膜组件方面主要是进行膜组件的流体结构优化设计；从浸没式膜分离装置的工程运行方面，主要是通过大量曝气来控制膜污染。曝气是将压缩空气从膜单元下方鼓入中空纤维膜丝间，利用气液两相流的冲刷扰动作用，控制污染物在中空纤维膜表面和中空纤维膜膜丝间的堆积。

目前，在浸没式膜分离装置的工程运行方面，通用的膜污染控制方法就是通入大量压缩空气进行曝气，一方面，使压缩空气在中空纤维膜丝间均匀分布，并且实现各膜单元间均匀曝气是技术难点，另一方面，不均匀曝气容易导致局部膜丝受力过大，发生断丝问题。同时，膜生分离装置的主要运行成本产生于产生压缩空气的鼓风机耗电。

发明内容

本发明的目的是针对现有浸没式膜分离装置运行过程中膜污染控制技术的不足，提供一种浸没式膜分离装置及其运行方法，该膜分离装置及其膜污染控制方法，可以实现膜分离装置的低成本稳定运行。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

本发明浸没式分离膜装置，包括水槽、产水抽出泵和数个膜单元；该数个膜单元分别浸没设置在水槽内，产水抽出泵与水槽通过产水管连接；其特征在于：还设置有牵引电机，膜单元之间通过平衡杆连接，该牵引电机通过牵引部件与连接膜单元的平衡杆连接。

前述的浸没式分离膜装置，其中：所述数个膜单元在水槽内的浸没设置包括膜单元侧面分别滑动式位于垂直竖立在水槽内的定位导轨上或者膜单元上部侧面分别滑动式位于垂直竖立在水槽内的定位导轨上且膜单元底端固定在水槽底部的两种方式；所述数个膜单元中的每两个或者两个以上的膜单元之间通过平衡杆连接构成一个平衡组，每两个或者两个以上的平衡组之间通过联动杆构成一个联动组；该平衡杆或者联动杆的重力平衡支点通过转动连接件与设置在水槽内的支架连接；所述牵引部件一端与牵引电机输出端连接，另一端与连接膜单元的平衡杆的悬臂端或者与连接平衡组的联动杆的悬臂端连接；所述牵引电机设置在膜单元上或者设置在水槽外部，该牵引电机为一台或者数台，每台牵引电机输出端连接一个或者数个牵引部件。

前述的浸没式分离膜装置，其中：所述平衡杆的两个悬臂端分别通过转动连接件与两个膜单元上端连接；所述联动杆的两悬臂端分别通过转动连接件与相邻两个平衡杆的相邻端连接。

前述的浸没式分离膜装置，其中：所述牵引部件为具有配重的尼龙牵引绳、钢绳或者杆体。

前述的浸没式分离膜装置，其中：所述支架为一个垂直竖立在水槽内的杆体，该杆体上端通过转动连接件与平衡杆或联动杆连接，底端固定于水槽底部。

前述的浸没式分离膜装置，其中：所述支架为与水槽液面呈平行状设置的杆体,该杆体两端分别固定在水槽对应的两个侧壁内侧低于平衡杆或者联动杆的位置处，在其中部通过转动连接件与平衡杆或者联动杆的重力平衡支点连接。

前述的浸没式分离膜装置，其中：所述支架为悬臂式支架，背离悬臂自由端的一侧固定在水槽上，悬臂支撑平衡杆或者联动杆的重力平衡支点。

本发明浸没式膜分离装置的运行方法，其特征在于，首先启动牵引电机；接着通过牵引电机的机械牵引作用，使位于水槽内的数个膜单元整体周期性上下运动或者仅是膜单元上端部周期性上下运动；使膜单元的中空纤维膜丝与水体发生机械冲刷作用，从而防止污染物在中空纤维膜表面和中空纤维膜膜丝间的堆积。

前述的浸没式膜分离装置的运行方法，其中，所述牵引电机牵引膜单元整体 上下升降的速度为5至300厘米/秒；所述膜单元整体上下位移量为5至100厘米；所述仅膜单元上端部运动时的上下位移量为5至100厘米。