[发明专利]一种用于膜曝气生物膜反应器的平板膜元件的封装方法

说明书

本发明公开了一种用于膜曝气生物膜反应器的平板膜元件的封装方法，两片硅橡胶膜被封装胶二四周胶合，形成封闭的膜腔，并被一对支撑边框通过封装胶一夹住进行稳固与保护；在支撑边框外侧通过封装胶一粘贴无纺布；在支撑边框上预留进气口与排水口，进气口连接进气管，排水口连接排水管；在框内横梁上设有贯通孔；工作时，压缩空气通过进气管经由进气口进入膜腔，并经由带坡度的框内横梁上的贯通孔扩散至整个膜腔，膜腔内的积水经由贯通孔和支撑边框的带坡度的底边上的排水口通过排水管定期排出。本方法可以保证膜腔的完整性、严密性与胶合强度，形成稳定可靠的平板膜元件膜曝气气腔，并易于生物膜生长，使平板膜元件具有长期稳定的工作性能。

技术领域

本申请属于环境工程领域，涉及水处理用气体膜分离技术，具体涉及一种用于膜曝气生物膜反应器的平板膜元件的封装方法。

背景技术

膜曝气生物膜反应器(MABR)是一种将传统生物膜法与气体膜分离技术相结合的污水处理工艺，在保证气相压力低于膜泡点压力的条件下，膜腔内的氧以溶解扩散的形式扩散到生长在膜表面的生物膜内，在降低曝气能耗的同时，提高了曝气效率与氧利用率，对于处理含易挥发性污染物和难降解有机物的废水具有天然优势，同时避免二次污染。膜曝气元件不仅起到膜曝气的作用，同时作为微生物附着生长的载体，所以质量稳定可靠的膜曝气元件是MABR污水处理工艺的核心。膜曝气元件的常用膜为管式的中空纤维有机膜。近年来，利用平板式的膜制作的平板膜元件由于其结构简单、方便使用、易于调控、便于维护等特点，在MABR的应用中是一种很有竞争力的选择，但平板膜元件的封装方法直接影响其质量和应用效果。

现行的平板膜元件的封装方法主要采用外贴的方式来进行膜材料与框架的贴合，外贴的方式包括热熔焊接和胶合粘接等。例如，专利CN 110252146 A中介绍了一种MBR平板膜元件的焊接方法，借助超声波的方式使膜片与支撑框架加热熔融，实现两者的热熔焊接，并应用于膜生物反应器的固液分离中。该方法虽可以快速可靠地将膜片固定在框架上，但该封装方法在密封性上不适用于膜曝气生物膜反应器中平板膜元件的封装，因为用作膜曝气的硅橡胶膜是一种气体传递性能良好的致密无孔薄型膜材料，采用超声焊接的方式会损坏膜材料本身，不能实现膜曝气的目的；专利CN 210825659 U中采用了胶合粘接的方式封装无泡曝气平板膜元件，通过液体硅橡胶，将硅橡胶材质的膜材料粘合在支撑框架两侧，实现两者的胶合粘接。该方法可以实现封装后硅橡胶膜的完整性，但是膜材料与支撑框架之间粘贴性差，粘合强度、耐久性会随着粘贴剂的化学性质和使用条件的变化而变化，存在曝气膜片从支撑框架上脱落的风险，适宜在曝气压强为0.1～0.5kPa的微压下进行操作，粘合强度不高，在使用中受到限制。

由此可见，现行的平板膜元件的封装方法存在以下问题：(1)热熔焊接无法保证曝气膜片的完整性；(2)膜与支撑框架的粘合强度不高，耐受的曝气压强较低；(3)无泡曝气平板膜元件没有考虑到其在实际应用中可能会出现的膜腔内积水问题；(4)无泡曝气平板膜元件的封装方法仅仅从封装的角度进行考虑，没有考虑到其作为膜曝气生物膜反应器生物膜载体的稳定性；(5)无泡曝气平板膜元件曝气时膨胀体积变化明显，实际应用中反应器的膜比表面积受到限制，同时也不利于为微生物附着生长提供稳定的载体条件。

现行的平板膜元件的封装方法，从封装方式、元件结构、操作条件和应用要求等方面，均不适合膜曝气生物膜反应器的长期稳定运行。研发质量可靠、性能稳定、适应性强、经济有效的平板膜元件封装方法对膜曝气生物膜反应器的开发与应用具有重要的实际意义。

发明内容：

针对现有技术中存在的不足，本申请所要解决的技术问题是提供一种用于膜曝气生物膜反应器的平板膜元件的封装方法，提高封装质量，使平板膜元件具有长期稳定的工作性能。

为解决上述技术问题，本申请所采取的技术方案如下：

用于膜曝气生物膜反应器的平板膜元件的封装方法，为方案1或方案2；

方案1包括以下步骤：