[发明专利]气提内循环膜过滤器及液体膜过滤方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护水处理技术和膜分离技术领域，特别涉及一种在过滤 器内部形成气提液体循环的压力式中空纤维膜或毛细管膜过滤器及液体膜过滤 方法。该种膜过滤器适用于膜生物反应器(MBR)、膜加强生物反应器(MEBR) 和膜过滤。

技术背景

已知技术中中空纤维膜或毛细管膜或管式膜通常组成压力式或浸没式膜过 滤器。所述中空纤维膜、毛细管膜和管式膜间在业内没有明确的区分。为简化 起见以下统称毛细管膜，涉及的中空纤维膜或毛细管膜或管式膜过滤器统称为 膜过滤器。

浸没式膜过滤器通常被用于过滤杂质较高的液体。浸没式膜过滤器一般通 过向膜周围的液体中由下向上曝气来减低液体中固体杂质在膜表面的沉积和对 膜表面的污染。浸没式膜过滤器的一种特殊应用是过滤污水处理中的生化反应 器中的生化反应液；这种将生化反应器和膜过滤器相结合的技术被称为膜生物 反应器。另外中国专利(申请号200610002387X)揭示了将生物膜反应器和膜 过滤相结合的《膜加强生物反应器》(MEBR)。已知技术《气提垂柳式中空纤 维膜或毛细管膜过滤器》(ZL200820000577.2)揭示了一种利用设置在中空纤 维或毛细管膜周围外壳及设置在外壳底部的曝气装置在外壳内产生气提液体流 的技术以加强对膜表面的冲洗效果。

浸没式膜过滤器共同特征之一是将中空纤维或毛细管膜过滤器浸没于被过 滤液体中。中国专利《气提循环式膜生物反应装置及污水处理方法》(申请号 200710195136.2)说明书中指出，浸没式膜过滤器虽然具有较高的抗污染能力， 但是断丝、耗能高、表面污泥化和清洗难等技术弱点。而这些弱点以及为克服 这些弱点采取的各种措施给MBR技术应用带来的高成本大大限制了这一技术 的发展。

中国专利《曝气外压垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器》(ZL20082 0000575.3)和《曝气内压膜过滤器》(ZL200820132831.4)，中国专利申请《曝 气外压水草式膜过滤器》(申请号200820000989.6)和中国专利申请《曝气外压 膜过滤器》(申请号200820177859.X)揭示了几种包含了曝气装置的压力式膜 过滤器。这些技术将浸没式膜过滤器应用的连续气擦洗技术应用到了压力式膜 过滤器中，利用膜过滤器内部安装的曝气装置在膜丝底部曝出的气泡对膜表面 擦洗，大大增加了膜过滤器的抗污染能力。这些形式的膜过滤器与中国专利《气 提循环式膜生物反应装置及污水处理方法》相结合，以曝气装置提供在给水池 与膜过滤器间的气提液体循环流，进而进一步加强膜表面的冲刷。这种气提循 压力式膜过滤技术避免了浸没式膜过滤器断丝、耗能高、表面污泥化和清洗难 等技术弱点，为MBR技术更为广泛的应用提供了技术基础。

但是以上提及的各种压力式曝气膜过滤器仅仅在与《气提循环式膜生物反 应装置及污水处理方法》相结合时，才能实现膜过滤器与给液池之间的气提液 体循环流。而中国专利《气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器》只是以浸 没形式实现气提液体循环流。另外这些技术在形成气提液体循环流时几乎无法 提供高于与之相连的液池的液位压力，影响膜过滤通量。

本发明的目的就是揭示一种可以以供液泵提供压力，同时利用气提实现膜 过滤器内部液体循环的膜过滤器，或称气提内循环膜过滤器。

发明内容

本发明要解决已知技术中浸没式膜过滤器存在的断丝、耗能高、表面污泥 化和清洗难等技术弱点，以及《气提循环式膜生物反应装置及污水处理方法》 膜过滤压力受到限制的技术问题揭示一种气提内循环的压力式膜过滤器，该过 滤器内部通过气提形成液体循环流。

本发明气提内循环膜过滤器及液体膜过滤方法，在所述气提内循环膜过滤 器的底部设置曝气装置，内部设置液体回流通道；其中曝气装置向液体回流通 道以外的区域曝气；由于气提效应，被过滤液体在曝气空间形成液体的向上流， 在非曝气空间液体回流形成向下流，因而实现膜过滤器内部以气提为推动力的 液体循环。这一技术即可以保证膜过滤器内部的压力，又能保证通过气提效应 实现在膜表面有很高的液体线流速，因而使得低耗能外压式MBR成为可能。

附图说明

图1是本发明第一种气提内循环膜过滤器纵向剖面示意图。

图2是本发明第一种气提内循环膜过滤器底浇筑层AA横向剖面示意图。

图3是本发明第二种气提内循环膜过滤器纵向剖面示意图。