[发明专利]一种卷式低压膜处理含藻水过程中的膜污染振动控制装置及利用该装置控制膜污染的方法

说明书

一种卷式低压膜处理含藻水过程中的膜污染控制装置及利用该装置控制膜污染的方法。本发明涉及一种处理含藻水过程中的膜污染控制装置及利用该装置控制膜污染的方法。本发明的目的是为了解决现在尚没有一种针对低压卷式膜污染现象提出的振动控制技术的问题。装置中设置振动驱动器，使得卷式膜反应器在驱动电机的带动下实现沿轴心线的转动、回转归位、反转和回转归位，从而达到膜组件振动的效果。该振动方法延长了卷式膜维持高通量运行的时间且确保了出水水质。

技术领域

本发明涉及一种处理含藻水过程中的膜污染振动控制装置及利用该装置控制膜污染的方法。

背景技术

目前大规模的蓝藻水华污染事件给人类和动植物的健康带来极大的隐患，甚至造成严重的政治负面影响和社会震荡。低压膜分离技术(微滤膜、超滤膜)作为一种物理分离过程，对细菌、藻类及其他水生生物等具有十分高效的截留作用，是保证水体微生物安全性的最有效手段，因此将其应用到含藻水处理中具有十分明显的优势和重要意义。但是膜污染问题依然是膜技术进一步推广应用的瓶颈。目前延缓膜污染的方式主要包括原水预处理和膜反应器运行参数的调整以及改变原水的性质。在膜过滤过程中，原水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子会吸附或沉积在膜表面或膜孔内，造成膜孔径变小或堵塞，为延缓产水量与分离特性大幅度降低的现象出现，增大膜表面剪切力是最常用且有效的方式，尤其是针对含有高浓度液体和固体颗粒的溶液。

作为增大膜表面剪切力的最常见方法，曝气可以增强液体流动的湍流程度，在膜表面产生水力剪切力，使得悬浮杂质和污泥难以粘附在膜表面，从而减少了膜过滤阻力并使膜组件在较长时间内保持较高渗透速率。但是相比其高能耗问题，因为无法有效控制实际产生的气泡大小以及气泡运动方向，该方法产生的剪切力大小并不突出；而且当曝气量达到一定值时其对膜污染的改善能力还将出现峰值。不仅如此，在较高速度下，不规则的气泡会破坏污泥结构和混凝过程中产生的絮体，尤其是对藻细胞而言，细胞壁的破碎意味着更多胞内分泌物质的释放，导致原水水质恶化。增大原水流速也是缓解膜污染的另一主要方法，通过直接破坏膜表面传质层，加速其表面溶液的混合速率，消除浓差极化现象。但是其在应用时存在着不可避免的缺陷，即膜表面流速的提高必须通过增大跨膜压差实现，这必然导致膜表面污染层更加紧密并难以洗脱，造成膜污染速率的增加。含藻水中除了藻细胞本身，其正常代谢产生的分泌物也占有很大比例，其中碳水化合物是重要成分之一。该种黏性物质不仅通过分子间作用力形成更大的聚合体被膜表面截留，而且也会通过化学键作用将更多的藻细胞和其他种类分泌物质粘附在膜表面。针对这种胶体和大分子物质占主导地位的水体，寻找到适宜的方法增大膜表面剪切力同时维持藻细胞的完整性对缓解膜污染将有着重要意义。

利用振动作用控制膜过滤过程中的污染问题正在逐渐兴起。例如：针对平板膜开发的振动剪切强化膜系统和针对中空纤维膜提出的垂直振动系统已在多个商业规模的工业应用中获得成功。但是，该研究目前还仅仅局限于平板式和中空纤维式膜组件，并未涉及卷式膜组件。然而，相比平板式和中空纤维式膜组件，卷式膜组件因为在填充面积、清洗方式、改造和维护成本等方面的诸多优势受到了业界的广泛关注，成为给水厂升级改造工程的首选。因此，有必要研究出一种针对低压卷式膜组件的振动过滤系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现在尚没有一种针对低压卷式膜污染现象提出的振动控制技术的问题，而提供一种卷式低压膜处理含藻水过程中的膜污染振动控制装置及利用该装置控制膜污染的方法。