本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種延長(zhǎng)序批式膜生物反應(yīng)器膜使用壽命的方法及裝置。

背景技術(shù)：

在工業(yè)水處理技術(shù)領(lǐng)域，傳統(tǒng)類(lèi)型的污水處理與回用設(shè)施的建設(shè)需大量占地；處理廢水的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多種二次污染物；在凈化污水的過(guò)程中因氣味、剩余污泥、噪音以及耗用能源所造成的污染問(wèn)題十分嚴(yán)重。因此，膜生物反應(yīng)器作為一種新型高效污水生物處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)外受到廣泛的關(guān)注，并且隨著膜技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，該技術(shù)已將在實(shí)際工程中得到廣泛應(yīng)用。而序批式膜生物反應(yīng)器能夠在單一反應(yīng)器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化，更加成為研究的熱點(diǎn)。

在廢水處理中，膜的滲透通量都會(huì)逐漸降低，其主要原因就是膜的污染，因此膜污染是影響膜生物反應(yīng)器推廣應(yīng)用的主要因素之一。造成膜污染的機(jī)理大致有以下幾個(gè)：形成濾餅層、形成沉淀、形成凝膠層、吸附污染和阻塞污染。廣義的膜污染不僅包括由于不可逆的吸附、堵塞引起的污染(不可逆污染)，而且包括由于可逆的濃差極化導(dǎo)致凝膠層的形成(可逆污染)，二者共同造成運(yùn)行過(guò)程中膜通量的衰減。

然而序批式膜生物反應(yīng)器在工作時(shí)，分為好氧時(shí)段和缺氧時(shí)段。在好氧時(shí)段由于曝氣的存在，氣泡能夠?qū)δけ砻娈a(chǎn)生剪切作用，能夠減少膜的污染；但是在缺氧時(shí)段工作時(shí)，膜組件幾乎處于靜止不動(dòng)的狀態(tài)，此時(shí)最為容易產(chǎn)生微生物對(duì)膜表面的附著，而產(chǎn)生膜污染。如何減小膜污染，延長(zhǎng)膜的有效操作時(shí)間，減少清洗頻率，提高生產(chǎn)能力和效率，是研究的重點(diǎn)方向。

專(zhuān)利cn101259378b，廢油的震動(dòng)膜微過(guò)濾，公開(kāi)了一種從廢油轉(zhuǎn)化為再生油的方法，過(guò)濾時(shí)不僅需要給微濾膜提供額外的震動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)，而且需要額外的過(guò)濾壓力，動(dòng)力消耗很大。同時(shí)，該專(zhuān)利沒(méi)有公開(kāi)具體的裝置結(jié)構(gòu)。

專(zhuān)利cn200988799y，一種吸附再生與分體式震動(dòng)膜生物反應(yīng)器，雖然能夠減少以無(wú)紡布為膜材質(zhì)的膜生物反應(yīng)器的膜污染問(wèn)題，但是存在三方面的不足，一是改變了一體式 膜生物反應(yīng)的運(yùn)行為分體式膜生物反應(yīng)器運(yùn)行方式，增加了設(shè)備投資及占地面積，二是需要為膜生物反應(yīng)器提供額外的震動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)，消耗較高的動(dòng)力費(fèi)用，三是此裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易操作，運(yùn)行管理和維護(hù)的工作量較大。

專(zhuān)利cn1476924a，振動(dòng)床膜分離器，為原有的不同形式的膜分離系統(tǒng)額外增設(shè)了一套振動(dòng)系統(tǒng)，使得原有膜分離系統(tǒng)處于振動(dòng)狀態(tài)。雖然能夠用于高濃度物質(zhì)的分離，但是增加了額外的傳動(dòng)裝置和動(dòng)力消耗，投資成本較大。

專(zhuān)利cn201276438y，智能型超聲波震動(dòng)膜生物反應(yīng)污水處理及中水回用裝置，采用高頻超聲波來(lái)降低膜生物反應(yīng)器的膜污染問(wèn)題，雖然能夠起到減緩膜污染的作用，但是需要增設(shè)超聲發(fā)生器和超聲振版等裝置，工藝的投資和運(yùn)行成本較高。

專(zhuān)利cn201411390y，振動(dòng)式膜生物反應(yīng)器，為原有的膜生物反應(yīng)器裝置提供了一套振動(dòng)裝置，當(dāng)膜出水壓差大于設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)振動(dòng)裝置，通過(guò)振動(dòng)減少膜污染，以此延長(zhǎng)反洗間隔。雖然節(jié)省了膜化學(xué)清洗的藥劑費(fèi)用，但是增加了設(shè)備投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。

專(zhuān)利cn101805043a，振動(dòng)式膜過(guò)濾裝置及運(yùn)用該裝置的工業(yè)廢水處理方法，該專(zhuān)利采用振動(dòng)式膜過(guò)濾處理工業(yè)廢水，取得了一定效果，但是存在兩方面的不足，一是需要為膜生物反應(yīng)器提供額外的震動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)，消耗較高的動(dòng)力費(fèi)用，二是此裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易操作，運(yùn)行管理和維護(hù)的工作量較大。

專(zhuān)利cn202415243u，采用機(jī)械振動(dòng)除垢的mbr膜組器，是采用機(jī)械振動(dòng)的方式來(lái)給膜生物反應(yīng)器除垢的裝置，但是該裝置的連接方式較為復(fù)雜，不易于設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，同時(shí)需要提供額外的振動(dòng)配套系統(tǒng)，增加了運(yùn)行成本。

專(zhuān)利cn103007759a，超聲震動(dòng)型卷式超濾膜組器及其超濾裝置，在超濾膜殼的端頭及外部水平和垂直的方向安裝超聲波振子，強(qiáng)化對(duì)膜通量的提高和膜污染的減緩。但是需要配套超聲波系統(tǒng)，增加了設(shè)備投資和運(yùn)行管理成本。

專(zhuān)利cn201632138u，振動(dòng)式膜過(guò)濾裝置，需要為膜過(guò)濾系統(tǒng)提供額外的振動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)，增設(shè)底板、配重、彈性主軸和偏心塊等設(shè)備，操作程序繁瑣，工藝投資和運(yùn)行成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)潔、高效延長(zhǎng)序批式膜生物反應(yīng)器膜使用壽命的方法及裝置，可減緩序批式膜生物反應(yīng)器在缺氧時(shí)段所產(chǎn)生的膜污染，延長(zhǎng)膜的有效操作時(shí)間，減少清洗頻率，提高生產(chǎn)能力和效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種延長(zhǎng)序批式膜生物反應(yīng)器膜使用壽命的方法，將原反應(yīng)器攪拌系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)能量直接傳遞給膜組件，利用原有電機(jī)使膜組件產(chǎn)生間歇式旋轉(zhuǎn)，從而減緩微生物對(duì)膜表面產(chǎn)生的污染，同時(shí)保持反應(yīng)器內(nèi)泥水混合均勻，具體步驟為：

1)膜組件通過(guò)密封固定旋轉(zhuǎn)套確保抽水時(shí)膜組件內(nèi)部真空，同時(shí)在固定旋轉(zhuǎn)套的配合下滿(mǎn)足膜組件的自由旋轉(zhuǎn)；由電機(jī)帶動(dòng)膜組件旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，帶動(dòng)膜組件的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)數(shù)為20-100r/min，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針和逆時(shí)針交替間歇進(jìn)行，交替間歇時(shí)間為5-25s，每次旋轉(zhuǎn)時(shí)間為2-4min；

2)當(dāng)真空表讀數(shù)達(dá)到21kpa時(shí)，對(duì)膜組件進(jìn)行清洗。

一種延長(zhǎng)序批式膜生物反應(yīng)器膜使用壽命的裝置，包括膜組件、抽水管、電機(jī)，膜組件上連接有抽水管，還包括密封固定旋轉(zhuǎn)套、真空表、固定旋轉(zhuǎn)套、傳動(dòng)盤(pán)、傳動(dòng)條帶，膜組件上部的抽水管上設(shè)有密封固定旋轉(zhuǎn)套，保持抽水管的密封性，使密封固定旋轉(zhuǎn)套下方的抽水管隨膜組件轉(zhuǎn)動(dòng)，而密封固定旋轉(zhuǎn)套上方的抽水管不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；密封固定旋轉(zhuǎn)套下方的抽水管上固定有傳動(dòng)盤(pán)，傳動(dòng)盤(pán)與電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)條帶連接，密封固定旋轉(zhuǎn)套上方的抽水管上設(shè)有真空表，膜組件底部通過(guò)固定旋轉(zhuǎn)套與反應(yīng)器底部連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

不需要增添額外的傳動(dòng)系統(tǒng)，充分利用原有系統(tǒng)中的能量，操作簡(jiǎn)單，節(jié)省投資和運(yùn)行成本。通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)膜組件順時(shí)針和逆時(shí)針交替間歇運(yùn)行，消除微生物在膜組件表面的附著，減小了膜污染，進(jìn)而延長(zhǎng)了膜的有效操作時(shí)間，減少了清洗頻率，提高了生產(chǎn)能力和效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-反應(yīng)器2-膜組件3-傳動(dòng)盤(pán)4-密封固定旋轉(zhuǎn)套5-真空表6-抽水出口7-傳動(dòng)條帶8-電機(jī)9-固定旋轉(zhuǎn)套。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述，但是應(yīng)該指出本發(fā)明的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。

見(jiàn)圖1，一種延長(zhǎng)序批式膜生物反應(yīng)器1膜使用壽命的方法，將反應(yīng)器1攪拌系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)能量直接傳遞給膜組件2，使膜組件2產(chǎn)生間歇式旋轉(zhuǎn)，從而減緩微生物對(duì)膜表面產(chǎn) 生的污染，同時(shí)保持反應(yīng)器1內(nèi)泥水混合均勻，具體步驟為：

1)膜組件2通過(guò)密封固定旋轉(zhuǎn)套4確保抽水時(shí)膜組件2內(nèi)部真空，同時(shí)在固定旋轉(zhuǎn)套9的配合下滿(mǎn)足膜組件2的自由旋轉(zhuǎn)；由電機(jī)8帶動(dòng)膜組件2旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電機(jī)8工作時(shí)，帶動(dòng)膜組件2的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)數(shù)為20-100r/min，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針和逆時(shí)針交替間歇進(jìn)行，交替間歇時(shí)間為5-25s，每次旋轉(zhuǎn)時(shí)間為2-4min；

2)當(dāng)真空表5讀數(shù)達(dá)到21kpa時(shí)，對(duì)膜組件2進(jìn)行清洗。

一種延長(zhǎng)序批式膜生物反應(yīng)器1膜使用壽命的裝置，包括膜組件2、抽水管，膜組件2上連接有抽水管，還包括密封固定旋轉(zhuǎn)套4、真空表5、固定旋轉(zhuǎn)套9、傳動(dòng)盤(pán)3、電機(jī)8、傳動(dòng)條帶7，膜組件2上部的抽水管上設(shè)有密封固定旋轉(zhuǎn)套4，使密封固定旋轉(zhuǎn)套4下方的抽水管隨膜組件2轉(zhuǎn)動(dòng)，密封固定旋轉(zhuǎn)套4下方的抽水管上固定有傳動(dòng)盤(pán)3，傳動(dòng)盤(pán)3與電機(jī)8通過(guò)傳動(dòng)條帶7連接，密封固定旋轉(zhuǎn)套4上方的抽水管上設(shè)有真空表5，膜組件2底部通過(guò)固定旋轉(zhuǎn)套9與反應(yīng)器1連接。密封固定旋轉(zhuǎn)套4和固定旋轉(zhuǎn)套9的主要部件為密封軸承。

實(shí)施例1：

膜組件2的上端安裝密封固定旋轉(zhuǎn)套4、下端安裝固定旋轉(zhuǎn)套9，利用密封固定旋轉(zhuǎn)套4實(shí)現(xiàn)下半部的抽水管隨膜組件2旋轉(zhuǎn)，上半部的抽水管固定。該結(jié)構(gòu)使膜組件2在抽水時(shí)，保持內(nèi)部真空狀態(tài)，同時(shí)膜組件2可自由旋轉(zhuǎn)；固定旋轉(zhuǎn)套9在反應(yīng)器底部固定，能夠滿(mǎn)足膜組件2的自由旋轉(zhuǎn)；其傳動(dòng)盤(pán)3通過(guò)傳動(dòng)條帶7與電機(jī)8連接，電機(jī)8帶動(dòng)膜組件2旋轉(zhuǎn)，膜組件2的轉(zhuǎn)數(shù)與電機(jī)8的轉(zhuǎn)數(shù)相同。

當(dāng)電機(jī)8工作時(shí)，傳動(dòng)條帶7帶動(dòng)膜組件2產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)數(shù)為20r/min，順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)交替間歇進(jìn)行，間歇時(shí)間為5s，旋轉(zhuǎn)時(shí)間為2min，從而實(shí)現(xiàn)減緩膜污染、增加使用壽命的目的。當(dāng)真空表5讀數(shù)達(dá)到21kpa時(shí)，膜組件2需要進(jìn)行清洗。

實(shí)施例2：

其裝置結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。當(dāng)電機(jī)8工作時(shí)，傳動(dòng)條帶7帶動(dòng)膜組件2產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)數(shù)為40r/min，順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)交替間歇進(jìn)行，間歇時(shí)間為10s，旋轉(zhuǎn)時(shí)間為2.5min，從而實(shí)現(xiàn)減緩膜污染、增加使用壽命的目的。當(dāng)真空表5讀數(shù)達(dá)到21kpa時(shí)，膜組件2需要進(jìn)行清洗。

實(shí)施例3：

其裝置結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。當(dāng)電機(jī)8工作時(shí)，傳動(dòng)條帶7帶動(dòng)膜組件2產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)， 轉(zhuǎn)數(shù)為60r/min，順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)交替間歇進(jìn)行，間歇時(shí)間為15s，旋轉(zhuǎn)時(shí)間為3min，從而實(shí)現(xiàn)減緩膜污染、增加使用壽命的目的。當(dāng)真空表5讀數(shù)達(dá)到21kpa時(shí)，膜組件2需要進(jìn)行清洗。

實(shí)施例4

其裝置結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。當(dāng)電機(jī)8工作時(shí)，傳動(dòng)條帶7帶動(dòng)膜組件2產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)數(shù)為80r/min，順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)交替間歇進(jìn)行，間歇時(shí)間為20s，旋轉(zhuǎn)時(shí)間為3.5min，從而實(shí)現(xiàn)減緩膜污染、增加使用壽命的目的。當(dāng)真空表5讀數(shù)達(dá)到21kpa時(shí)，膜組件2需要進(jìn)行清洗。

實(shí)施例5

其裝置結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。當(dāng)電機(jī)8工作時(shí)，傳動(dòng)條帶7帶動(dòng)膜組件2產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)數(shù)為100r/min，順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)交替間歇進(jìn)行，間歇時(shí)間為25s，旋轉(zhuǎn)時(shí)間為4min，從而實(shí)現(xiàn)減緩膜污染、增加使用壽命的目的。當(dāng)真空表5讀數(shù)達(dá)到21kpa時(shí)，膜組件2需要進(jìn)行清洗。

上述實(shí)施例的結(jié)果及對(duì)比情況如表1所示，結(jié)果表明當(dāng)序批式膜組件在缺氧過(guò)程處于旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠有效減緩膜表面的微生物污染，延長(zhǎng)使用周期。

表1各實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及對(duì)比