[发明专利]一种转盘式动态膜组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种转盘式动态膜组件，属于生物化工的固液分离技术领域。

背景技术

悬浮生长式的生物反应器在污水处理、发酵、生物化工等领域都有广泛的应用，这些生物反应器通常必须与一定的固液分离操作相结合。通过一定的固液分离操作对参加反应的混合液进行固液分离，一方面使以微生物为主的固体物质截流的反应器内，保持反应器内有足够的微生物浓度；另一方面获得比较澄清的出水，使出水中不含或含很少固体悬浮物。目前与生物反应器结合的固液分离方法主要可分离两种，一种是重力沉降，这种方法运行成本低，应用十分广泛，但一般占地较大，水力停留时间大于2小时，而且受多种因素影响往往难以获得良好的分离效果；另一种是膜分离技术，即采用膜过滤方法进行固液分离操作，由于膜的筛分孔径很小，因此生物混合液通过膜过滤后的滤液中几乎不含固体颗粒物，因此近年来在出水要求高的场合如回用水中得到了快速发展。

在膜分离技术中，根据不同的分类方法可以将现有的滤膜分为有机材料膜和无机材料膜，或者中空纤维膜、平板膜或管式膜。在这类膜材料中，具有高效筛分能力的膜层是预先加工好的，在投入过滤操作之前就具备所需的选择透过能力，这种膜可简称为固定膜。由于各种固定膜需要通过特殊的成膜工艺加工制造，导致固定膜的制造成本较高，一定程度上影响了大规模的推广应用，尤其是在污废水处理上的应用。应用固定膜过滤的缺点还有：一是固定膜过滤阻力较大，一般需要通过机械方式进行压滤或抽吸过滤；二是需要通过化学的清洗方法才能去除膜污染，清洗过程复杂且不能完全恢复膜的通透性。

动态膜是近年来逐渐发展起来的新的膜分离技术，黄霞等（2002年，公开号1363026A）首次提出了利用动态膜对生物反应器混合液进行过滤的方法及装置，即动态膜-生物反应器，使用普通滤材作为动态膜基材，在很小的水位差下进行过滤，实现了自流出水，出水水质良好。后续研究者对动态膜-生物反应器进行了优化和扩展，专利（2006年，公开号1807279A）提出的高通量柔性仿生型动态膜，采用垂直帘式结构，由滤材缝合成管状的帘片在曝气作用下可产生柔性抖动，有效控制控制膜表面生物膜的厚度；专利（2009年，公开号101455942A）提出的动态膜-生物反应采用机械强度大、耐腐蚀的玻璃纤维编织管组成帘式结构，但没有提出膜清洗的方式；专利（2009年，公开号101492202A）提出了一种连续更新动态膜的微网动态膜生物反应器，通过在扁圆柱形的微网网体下部设置清洗喷头以及在上部安装跳动陶粒实现对动态膜的连续更新，从而保证动态膜出水的稳定性；专利（2010年，公开号101857304A）提出的用于市政污水处理的动态膜装置，采用框架式平板膜形式，通过在反应器内设置导流板形成环流加强膜表面的错流冲刷能力；在膜通量低于设置值时，采用水力反冲消除过厚的污泥层以恢复通量；动态膜-生物反应器可以获得与使用固定膜的膜-生物反应器（MBR，Membrane Bioreactor）接近的固液分离效果，而且动态膜材料廉价、运行所需跨膜压力低，具有广阔的应用前景。但是目前该技术还不成熟，主要表现在：（1）出水不稳定，产水率低：由于动态膜使用污泥层作为过滤介质，在动态膜刚刚清洗后的再生期间，会产生大量未经过滤的出水，这些出水需要返回至生物反应器，限制了产水率的提高；（2）膜清洗能耗高不彻底：随着过滤的进行，动态膜的污泥层逐渐增厚，通量下降，需要以大量的水或气水联合对动态膜进行清洗，造成反洗设备功率大能耗高，且容易形成死角清洗不彻底；（3）膜组器难以放大，膜组件强度较低，限制了单个组件的面积，各个组件的排布困难，占地面积较大。这些问题都制约了动态膜-生物反应的工程应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种转盘式动态膜组件，可以解决动态膜-生物反应器存在的制约工程应用的诸如出水不稳定产水率低、膜清洗能耗高不彻底、膜组器难以放大等问题。

本发明所提供的一种转盘式动态膜组件，包括膜架、中央出水管和若干个设有腔体的转盘；

所述中央出水管固定于所述膜架上，且所述中央出水管可转动；所述中央出水管的一端为封闭设置，另一端设有出水口；

所述转盘固定套设在所述中央出水管上，且所述转盘与所述中央出水管通过设置于所述转盘上的出水孔和设置于所述中央出水管上的进水孔相连通；

所述转盘由过滤基材制成。

上述的转盘式动态膜组件，所述过滤基材可为金属网、聚合物网或无纺布；

所述过滤基材的孔径可为0.05～0.5mm。

上述的转盘式动态膜组件，所述转盘沿所述中央出水管的轴向方向均匀布置。