一种浸没式双向旋转MBR装置的制作方法

本实用新型涉及水处理领域，特别涉及一种浸没式双向旋转mbr装置。

背景技术：

膜生物反应器(mbr)是上世纪六十年代发展起来的新型污水处理工艺，它由膜分离单元与生物处理单元结合而成。mbr结合膜分离技术与生物降解技术，以膜分离装置代替传统生物反应器的二沉池，来获得高效的固液分离效果。

由于系统运行稳定，出水水质优良，剩余污泥量少等优点，mbr技术越来越受到重视，工业应用也越来越多。mbr工艺拥有许多常规活性污泥法无法比拟的优点，但在实际应用中仍存在这一些问题和缺陷，如能耗高，膜污染带来的膜持续运行性能差及使用寿命缩短等，这些问题都严重制约了其在实际中的应用和推广。

通常采用的延缓膜污染的方法为曝气，曝气的作用主要是产生大气泡，依靠气泡的快速提升冲刷膜表面，或在气泡上升的过程中形成污泥混合液中的扰动，以减缓膜污染的发展和积累。然而曝气的处理方式有如下缺陷：

曝气可以对膜表面进行冲刷，减少滤饼层的形成，稳定跨膜压差，但是也造成mbr的运行能耗非常高。同时，曝气强度也会对膜污染产生影响。曝气强度过小时，膜表面冲刷强度削弱，膜污染加重；曝气强度过大时，会导致污泥絮体结构被破坏，svi明显增大，从而加重膜污染，跨膜压差上升速率增加。

堵塞以及曝气不均匀是mbr曝气系统常见的问题。曝气管长时间使用，孔内会有污泥堵塞。在系统休息或进行化学清洗时，通常会停止曝气，因此更容易堵塞曝气孔，导致曝气不畅。曝气不均匀，会对部分膜组件冲刷剧烈，对部分膜组件冲刷不够，造成部分膜组件污堵。

mbr由于曝气系统导致好氧环境的存在，使得反硝化速率受到限制，对总氮去除不理想。

技术实现要素：

为了解决目前mbr装置清理膜污染时出现的曝气mbr能耗高，效果较差且不易控制，离线清洗周期短，脱氮效果较差，装填率较低等问题，本申请提出一种浸没式双向旋转mbr装置，本申请采用如下技术方案实现：

一种浸没式双向旋转mbr装置，其特征在于，包括电机，所述电机连接有产水支撑管，产水支撑管浸入mbr膜池内；电机驱动产水支撑管顺时针旋转和逆时针旋转；

所述产水支撑管上设有连接头，连接头上安装有中空纤维膜膜丝；所述产水支撑管连接有集水管，集水管连接有产水抽吸泵；

所述产水抽吸泵将膜池内需净化的水通过中空纤维膜抽吸至产水支撑管中，再经过集水管抽出。

进一步的，所述中空纤维膜膜丝的两端均与连接头连接，使中空纤维膜膜丝呈弯曲状设置。

进一步的，所述产水支撑管上设有多个连接头，均匀排列在产水支撑管上，每个连接头上均安装中空纤维膜膜丝。

进一步的，所述连接头呈多排设置，每排连接头均匀的环绕设置在产水支撑管上，相邻的两排连接头交错设置。

进一步的，所述产水支撑管底部安装有全珠转盘。

进一步的，所述产水支撑管与集水管通过旋转接头连接。

进一步的，所述集水管上设有调节阀、压力表和液体流量计。

进一步的，所述电机底部设有支撑板，电机通过联轴器与产水支撑管连接。

本申请的浸没式双向旋转mbr装置具有如下优点：(1)以旋转代替曝气，节能降耗；(2)膜组件旋转过程中，在膜表面产生高剪切力和离心力能够有效的削弱污泥颗粒在膜表面的吸附与沉积，有效地阻碍滤饼层的形成，从而减小了膜污染并削弱了浓差极化，延缓膜通量的衰减速率。在旋转方向变换的瞬间，膜形态发生变化，膜表面剪切作用增强。原位清洗采用只旋转不抽吸的方式，清除泥饼，减缓污染，增大离线清洗周期，进一步提高了膜组器的抗污染特性。(3)清洗方式采用原位清洗，当跨膜压差接近或达到35kpa时进行原位清洗，原位清洗采用只旋转不抽吸的方式，有良好的清洗效果，延缓膜污染，增大离线清洗周期。(4)双向旋转的方式使膜丝各部分受力均匀，同时也防止剪切作用减弱。(5)旋转代替曝气的形式能够使混合液形成缺氧环境，在反硝化菌作用下将no2--和no3--还原成n2。某些聚磷菌在缺氧状态下能够利用硝酸盐作为电子受体进行除磷和反硝化的功能，整体降低水中n、p含量，提高出水水质；(6)旋转膜组件独特的交错式结构设计能够提高中空纤维膜的装填率，提高土地利用率。(7)装置可以一个电机电动多个膜组件进行旋转，实现工程应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面对实施例描述中所需的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，这些附图直接得到的技术方案也应属于本实用新型的保护范围。

图1为浸没式双向旋转mbr装置结构图。

图2为中空纤维膜俯视图。

图3为中空纤维膜旋转状态图。

图1、2和3中标记：1、电机，2、支撑板，3、联轴器，4、产水支撑管，5、产水接头，6、中空纤维膜膜丝，7、全珠转盘，8、旋转接头，9、集水管，10、调节阀，11、压力表，12、产水抽吸泵，13、液体流量计。

具体实施方式

浸没式双向旋转mbr装置结构如图1所示：

浸没式双向旋转mbr装置，包括电机1，电机1底部设有支撑板2，电机1通过联轴器3与产水支撑管4连接，产水支撑管4浸入mbr膜池内；电机1可驱动产水支撑管4顺时针旋转和逆时针旋转；

产水支撑管4上设有多排产水接头5，相邻两排产水接头5交错设置，均匀的环绕在产水支撑管4上，产水接头5上安装有中空纤维膜膜丝6，中空纤维膜膜丝6的两端均与产水接头5连接，使中空纤维膜膜丝6呈弯曲状设置。

所述产水支撑管4，产水支撑管4底部设有全珠转盘7，产水支撑管4通过旋转接头8连接有集水管9，集水管9连接有产水抽吸泵12，产水抽吸泵12将膜池内需净化的水通过中空纤维膜丝6抽吸至产水支撑管4，再经过集水管抽出。集水管上还设有调节阀10、压力表11和液体流量计12。

浸没式双向旋转mbr装置运行步骤：

①常规运行阶段：

旋转装置工作：电机1通过支撑板2固定，开启电机1，电机1通过联轴器3带动膜组件同时带动全珠转盘7和旋转接头8进行旋转，旋转产生的剪切作用和离心作用加速膜丝上污染物的脱离，延缓膜污染。正向旋转8min后，通过变频器控制电机1带动膜组件进行反向转动，反向转动8min后再次变换旋转方向，如此循环往复。双向旋转的运行方式，使膜丝各部分受力均匀，同时又防止流体同步流动削弱剪切作用。

膜过滤过程：产水通过产水抽吸泵12进行抽吸，正向旋转7min后关闭产水泵12，停止抽吸产水1min，待膜组件开始反向旋转，再打开产水泵抽吸7min，停止抽吸1min，如此循环往复。产水通过产水接头5汇集到产水支撑管4后进入集水管9，集水管上设置调节阀10和压力表11，产水量通过液体流量计13进行读数。

②清洗阶段：在线反洗、原位清洗及离线清洗相结合。在线反洗：旋转mbr运行7天后，先关闭其产水泵12，1～2min后关闭电机1，通过集水管道9反向向膜组件里加500～1000mg/l次氯酸钠，设定好加药流量，药液分三次加入，每次加入药量的三分之一，约30min完成加药，加药完成后膜组件需静置1～1.5h，然后打开产水泵，恢复运行状态。原位清洗：当跨膜压差接近或达到35kpa时进行原位清洗，开启电机1关闭产水泵12和调节阀10，只双向旋转不抽吸0.5h～1h，清除膜丝表面泥饼，延缓膜污染，增大药洗清洗周期。离线清洗：当跨膜压差接近或达到35kpa且原位清洗和在线反洗无法恢复膜功能时，需要进行离线化学清洗，将膜组件吊出，将膜丝6表面污泥及杂物等冲洗干净，然后将膜放入有效氯含量为3000-5000mg/l的次氯酸钠浸泡16～20h，若膜丝表面存在碱性结垢，还需要进一步进行柠檬酸、草酸或其他合适酸(1～5％)浸泡处理，浸泡后将膜组件用清水洗净再放入膜池中。

本实施例的mbr装置具有如下特点：

1.膜组件：

①旋转膜组件独特的交错式结构设计能够提高中空纤维膜的装填率，提高土地利用率。

2.机械旋转装置：

①以机械方式控制膜组件做双向旋转运动，采用旋转方式代替曝气，在对膜池起到搅拌作用的同时起到节能降耗的作用；

②膜组件的旋转可以改变膜池内水流状态，在膜表面产生高剪切力以及离心力，产生的剪切和离心作用能够有效的削弱污泥颗粒在膜表面的吸附与沉积，有效地阻碍滤饼层的形成，从而减小了膜污染并削弱了浓差极化，延缓膜通量的衰减速率。同时，在旋转方向变换的瞬间，膜形态发生变化，膜表面经历了较大加速和减速的过程，增强了膜表面的剪切作用，控制膜污染，延缓清洗周期；

③膜组件可以实现原位清洗，当跨膜压差接近或达到35kpa时进行原位清洗，原位清洗采用只旋转不抽吸的方式，能够有效清除泥饼，延缓膜污染，增大离线清洗周期。

④膜组件可以实现双向旋转，使膜丝各部分受力均匀，也防止了流体同步流动削弱剪切作用。

⑤旋转代替曝气的形式能够使混合液形成缺氧环境，do较低，反硝化菌快速繁殖发挥作用，将污水中的no2--n和no3--n还原成n2。同时一些聚磷菌在缺氧状态下具有利用硝酸盐作为电子受体除磷和反硝化的功能。降低水中n、p含量，提高出水水质。

⑥装置可以实现一个电机通过齿轮链条带动多个膜组件进行旋转，达到工程应用需求。