[发明专利]膜分离器

说明书

技术领域

本发明涉及膜生物反应器技术领域，特别涉及浅水层膜分离器。

背景技术

一种公知的膜生物反应器，即错流式膜生物器，由生物反应器单元和错流式膜分离器单元组成。其膜分离器存在以下缺点：为了防止膜污染，采用高的循环流量冲洗膜表面，膜分离器的循环水量与透水量之比高达100-600∶1，循环水流速度一般在1-4m/s之间(樊耀波等，环境科学学报，1997，17(1)：68-74)。这样高的水流速度产生的剪切力不仅可将微生物细胞打碎，降低微生物的活性，而且造成错流式膜分离器的运行能耗高，为5-8kWh/m³，是传统活性污泥法的15-20倍。因此，膜分离器内水温升高，有时需要冷却设备。为了克服错流式膜分离器存在的缺点，由日本学者Yamamoto在1989年提出了一体式膜生物反应器，由生物反应器和浸没于生物反应器中的膜分离器组成(Yamamoto K.et al.，1989，Wat.Sci.Tech.，Vol21：(4/5)，43-54)。一体式膜分离器的能耗大大降低。工业化应用的一体式膜分离器运行能耗一般在2-4kWh/m³。利用一体式膜生物反应器浸没膜分离器降低能耗的特点，加拿大Zenon公司研究了浸没式膜分离器(Hadi Husain，QWI Mar/Apr.1999，pp19-22)。将这种膜分离器与生物反应器结合构成了分离浸没式膜生物反应器。但这种浸没式膜分离器由膜组件和装有膜组件的膜箱组成。其运行能耗仍较高，1.3-2kWh/m³。这种膜分离器运行能耗仍较高的根本原因是膜过滤压力与膜冲洗所须压力仍没有有效分离。其采用的膜组件高达1.8-2.0m，其浸没式膜分离器箱体高度约达3米。对膜进行冲洗时的鼓气必须克服鼓气管上3米水深的压力才能对膜达到清洗的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使膜过滤压力与膜冲洗所需压力有效分离的可以大大减小膜冲洗能耗的，进而可大大减低膜过滤运行能耗，大大减小膜分离器造价的浅水层膜分离器。

本发明提供的浅水层膜分离器，由膜冲洗鼓气装置1、浅水层膜槽槽体2、膜组件3、膜组件上装有微滤中空纤维膜丝或摸板的膜块4、膜净化水出水干管5、膜净化水出水连同支管6、鼓气干管7、鼓气支管穿孔管8、基架或基座9、膜分离器进水管10、膜分离器回流管口11、膜组件与膜块的接口12组成。

浅水层槽体2为敞口，水深须控制在自水面～2.5m，特别是为减小膜冲洗鼓气的能耗水深可取1.0m、.5m或更浅；为了冲洗膜组件3，空气通过鼓气装置1的鼓气干管7进入鼓气支管穿孔管8；鼓气干管7和膜冲洗鼓气支管8安装在水面至2.5米水深范围内的水层中，空气鼓动混合液冲刷其上方排列安装有竖向但一定角度倾斜的中空纤维膜丝或膜板的膜组件3；膜组件3的倾斜放置以保证膜丝或膜板得到鼓气和混合液的有效冲洗；膜过滤时靠静水压力或靠抽吸泵引出净化水。净化水经膜组件出水管5引出；混合液经连通的进水管10进入膜槽2，经连通的回流管11引出。

本发明浅水层膜分离器由于采用水深在自水面～2.5m条件下冲洗膜组件，冲洗压力低，冲洗能耗小，应用与分离式膜生物反应器，其运行能耗可比一种公知低能耗浸没式膜生物反应器运行能耗降30％～60％，若采用更浅的水层深度，其运行能耗将会降低的更多。

附图说明

图1表示本发明所述的浅水层膜分离器侧面图；

图2表示本发明所述的浅水层膜分离器正面刨视图。

浅水层膜分离器可以同各种类型的生物反应器结合组成分离式膜生物反应器。生物反应器可以是活性污泥法系统也可以是生物膜法系统。可在工业废水处理系统和大中规模城市污水处理系统中应用，处理水可以适宜回用。