[发明专利]浸没式重力膜过滤装置及膜过滤方法

说明书

技术领域

本发明涉及液体膜过滤技术领域和污水处理技术领域，特别涉及一种浸没式液体重力膜过滤装置，特别适用于膜生物反应器(MBR)污水处理方法。

技术背景

膜生物反应器(MBR)技术作为新型污水处理技术，已经得到了较为广泛的应用。膜过滤技术也逐渐被广泛地用于自来水处理，更为节能和运行方便的膜过滤技术也是膜技术也将为自来水处理提供可靠的技术方法。

MBR膜的主要种类有中空纤维、编织管强化毛细管(简称毛细管)、板框式和管式四类。由于中空纤维和毛细管MBR膜存在断丝脱皮问题和毛发纸屑聚集问题，平板MBR膜和管式MBR膜相对而言，断丝脱皮问题和毛发纸屑聚集问题不严重，但是存在投资过高、运行成本高问题、化学清洗不完全等问题。这些种种问题使得MBR技术面临巨大挑战。如何发挥平板膜的技术优势，减低其投资和运行成本、提高其化学清洗效果是MBR技术的重要出路。

中国专利(201210532170.5)揭示的一种盒式平板膜过滤技术旨在解决平板膜投资和运行成本双高问题。同时采用持久亲水聚四氟乙烯(PTFE)膜使得过滤跨膜压差明显降低，可以实现重力过滤。然而，该专利没有揭示相应的膜系统运行方式方法。

中空纤维膜、毛细管膜和平板膜均可以以浸没方式运行。传统的浸没式膜过滤系统需要负压抽吸泵、真空排气系统、反洗及加药反洗装置、化学清洗装置等，系统较为复杂。

膜在过滤过程中必定会发生污染。如何通过清洗恢复膜通量也是膜过滤技术的重要部分。然而对于浸没式膜过滤装置，传统技术通常是通过向膜过滤液一侧注入化学药品实现对膜的清洗。在膜过滤液侧注入的药品必须置换膜过滤液侧原本存在的液体才能进入膜过滤液侧，即药品的进入必须伴随液体的跨膜过程。药品首先在注入口附近提高浓度，并对该处膜实现有效清洗，此后再注入的药品的大部分均在注入口附近跨膜逸出，因为此处液体的跨膜阻力明显小于注入口远端液体跨过未得到有效清洗膜的阻力。最终结果是只有注入口附近膜得有效清洗，注入口远端膜难以得到有效清洗。对于浸没式平板膜，药品的注入压力非常低，这种注入口远端膜难以得到清洗的现象更为严重。由于注入口远端膜得不到有效清洗，膜系统的过滤效率大大降低，严重时只要约30％的膜正常工作。此时由于正常工作的膜负担过重，会造成膜过滤系统的崩溃。

发明内容

本发明要解决浸没式膜过滤工艺较为复杂和膜的清洗效果较差的技术问题，揭示一种简单高效、清洗较完全的浸没式重力膜过滤装置。

浸没式重力过滤膜装置，包括一个膜池、至少一组位于膜池内的膜过滤装置、至少一组曝气装置、位于膜池外竖直设立的一个产液缓冲管、一个产液控制阀、一个产液流量变送器、一个膜清洗药箱、一个药液循环泵、至少一个药品注入口、至少一个药品浓液箱、至少一个加药计量泵、一个产液流量变送器、一个膜池液位变送器、一个产液缓冲管液位变送器、一个清洗药箱液位变送器、至少一个药液浓度变送器、必要的管路、必要的多个调节阀和多个截止阀；所述膜池通过一个膜池溢流管限定了膜池液位L2，所述膜过滤装置有膜装置上产水管和膜装置下产液管，膜装置上产水管和膜装置下产液管在低于膜池液位L2处在A1和A2处分别与所述产水缓冲管连接，在产液缓冲管A1位置以上略高于膜池水位L2处连接所述清洗药箱设有药液回流管，该药液回流管限定了清洗药液最高液位L1，在产液缓冲管上L1以下设有药液注入管路，并依次与药液注入调节阀、药液注入截止阀、药液循环泵和清洗药箱连接，在产液缓冲管上膜装置产液A1和A2之间，自上而下分别设有产液管路、产液缓冲管截止阀、药液回流管路；其中药液回流管路与清洗药箱连接，该连接位置限定了药液回流液位L3，L3略低于膜池水位L2；在清洗药箱上设置清洗药箱溢流管，该溢流管限定了清洗药箱最高液位L4；产液缓冲管上安装所述的产液管液位变送器。

浸没式重力过滤膜装置液体过滤方法包膜过滤过程和膜清洗过程。