[发明专利]絮体增强中空纤维膜处理污水的分离方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及絮体增强中空纤维膜处理污水的分离方法及装置，属于水处理膜技术领域。

背景技术

20世纪50年代以后，全球人口急剧增长，工业发展迅速。全球水资源状况迅速恶化，水危机日趋严重。为了缓解水资源的短缺，污水处理、回用势在必行，而膜处理污水成为污水处理的主要趋势。

中空纤维膜是现代膜技术应用中一种重要的膜形式，它具有装填密度高，体积小，处理效率高和生产工艺简单等特点，在国内外已被广泛应用于工业废水处理、生活污水回用等多方面。中空纤维膜也被称为自支撑膜，该膜的内在结构是多孔结构，它的力学强度不高，在运行过程中，很容易出现断丝的问题。

为了提高中空纤维膜的强度，许多高校和科研院所都在开展高强度中空纤维膜的研究，采用NIPS法制备中空纤维膜时，可通过调节膜材料和制备工艺或者在制备中加入纳米氧化物，在一定程度上可提高中空纤维膜的强度，但是，提高的效果不明显。采用TIPS法制备中空纤维膜，在一定程度上也可提高中空纤维膜的强度，但是，该方法成本高，能耗大，制备出的中空纤维膜的抗污染性不好。

此外，中空纤维膜用于水处理常用的一种工艺为MBR，该技术是将活性污泥法水处理技术与膜分离技术相结合，并且，将生化处理的水力停留时间和污泥停留时间进行独立控制，增加了处理工艺的灵活性。然而，在MBR处理过程中，需要高强度和大量地曝气将停留在膜丝表面中的污泥不停地抖掉，以防止造成膜的污染，而影响膜的过滤性能，在该过程中，一方面对膜的强度要求较高，另一方面导致运行成本很高。中空纤维膜用于水处理的另一种工艺为污水生化处理与膜过滤工艺的结合，该工艺是先将污水进行生化处理，然后采用自然沉降的方式进行泥水分离，分离后的水进入超滤系统中。在这种水处理工艺中，采用自然沉降的方式存在停留时间长、占地面积大、处理量小和小颗粒物沉降不完全等问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供絮体增强中空纤维膜处理污水的分离方法及装置。

絮体增强中空纤维膜处理污水的分离装置，絮体增强中空纤维膜帘式膜组件放置膜池中，絮体增强中空纤维膜帘式膜组件有絮体增强中空纤维膜、污泥絮体膜连接，曝气管放置膜池的底部，曝气管连接气体流量计，气体流量计通过管道连接鼓风机，排泥管连接在膜池的底部，排泥管连接阀门，絮体增强中空纤维膜帘式膜组件通过管道连接压力表，压力表通过管道连接抽吸泵，抽吸泵通过管道连接液体流量计，液体流量计连接产水管，进水管放置在膜池的上方，向膜池中注水；

絮体增强中空纤维膜为中空纤维膜丝的外表面附有一层管状外支撑增强体，管状外支撑增强体为网状多孔结构，管状外支撑增强体上附有絮状的污泥絮体膜。

本发明是使用絮体增强中空纤维膜中的絮体、增强的网状结构和中空纤维膜的一种处理污水分离方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

絮体增强中空纤维膜处理污水分离方法，采用絮体增强中空纤维膜作为过滤膜，通过在絮体增强中空纤维膜的表面带微细纤维的网状结构上形成絮体膜，首先实现污水中的泥水分离，然后泥水分离后的水进入超滤膜或者微滤膜中进行过滤。

絮体增强中空纤维膜处理污水的分离方法，包括以下步骤：

步骤(1)将絮体增强中空纤维膜制备成帘式膜组件，将絮体增强中空纤维膜膜组件浸没在需要分离的污水处理工艺中好氧池末端的污泥混合液中，即膜池中；

步骤(2)污泥絮体膜形成阶段：由于絮状增强中空纤维膜外表面有一个管状的网状多孔结构，该网状多孔表面附有一层微细纤维的絮体状，当抽吸水泵启动开始时，污泥由于受到低负压的作用而靠近中空纤维膜并存积在带有微细纤维的网状多孔结构上；

步骤(3)运行阶段：当絮状增强中空纤维膜外表面形成了一层絮体膜时，通过水泵吸水口安装的压力传感器监控抽负压值不超过50Kpa，当压力超过50Kpa时，该运行阶段结束并进入高曝气清洗阶段；

步骤(4)清洗阶段：采用100-150m³/m².h的气量进行曝气，使絮体增强中空纤维膜发生抖动；把在絮体增强中空纤维膜外表面的老化絮体膜清洗下来并完全分散返回混合液中。

本发明絮体增强中空纤维膜处理污水的分离方法的技术效果在于：

(1)在絮体膜形成的过程中，污泥是通过低负压的作用而靠近中空纤维膜并存积在带有微细纤维的网状多孔结构上，由于低负压的作用，使得形成污泥絮体膜所需要的时间大大缩短。