本发明涉及污水处理
技术领域：
，特别是指一种用于去除污水中悬浮物的无支撑动态膜的形成方法及装置。
背景技术：
：作为新型的过滤技术，动态膜过滤技术克服了传统膜组件价格高、膜污染重、膜通量易变低等缺陷，被逐渐应用于污水处理行业。按照动态膜形成的条件来区分，动态膜分为有支撑件动态膜和无支撑件动态膜。有支撑件动态膜是以驯养微生物或在支撑件上涂装特殊材料从而去除水中的悬浮物。比如，用于处理生活污水的动态膜支撑件采用柔性塑料材料，利用活性污泥在其上挂膜、驯养微生物，形成微生物过滤膜。有支撑件的动态膜，常用的支撑件是大孔径的过滤网或者过滤板，为了增加过滤效率或者去除水中某些特定的物质，需要对支撑件进行预涂，操作繁琐。无支撑件动态膜则是利用药剂与污水中的污染物发生物化反应形成过滤膜，从而去除水中的污染物。在污水的实际处理中，有支撑件的动态膜具有如下不足：(1)稳定的动态膜形成所需要的时间长，初期动态膜的培养受环境影响大，耗费大量时间；(2)进水水质对膜形成的影响大，以微生物动态膜为例，当水中某种污染物含量过高时，将会破坏微生物的生长；(3)过滤能力和膜通量短时间内恢复困难，一旦膜层遭受破坏，则需要较长时间来培养，影响出水的合格率；(4)出水水质不稳定，处理效果受流速的限制，如流速过高，膜层与污染物的反应时间缩短，污水的处理效果不佳；(5)操作繁琐、投资成本高。如何改进动态膜的形成方法，将环境、进水水质或进水流速对其的限制降至最低，同时简化操作、降低投资成本，是目前需要解决的技术问题。技术实现要素：为解决以上现有技术的不足，本发明提出了一种无支撑动态膜的形成方法及装置。本发明的技术方案是这样实现的：一种无支撑动态膜的形成方法，包括如下形成步骤：第一步，将待处理污水与药剂充分混合，药剂包括絮凝剂和助凝剂；第二步，将第一步得到的混合液以一定角度旋流流入水流速度减缓区的底部，药剂与待处理污水充分反应形成絮状体，在进水水力的推动下，底部混合液在水流速度减缓区的底部进行剧烈旋切运动，絮状体的体积从小变大并克服阻力在水流速度减缓区内由下向上运动；第三步，混合液的速度不断减慢，大体积的絮状体旋流进入过渡区并彼此聚集形成矾花，当矾花的漩涡剪切力与水的粘结力达到平衡时，矾花旋流停止并向上浮动进入层流区，当矾花重力与水流上升推力达到平衡时，矾花停留在层流区的一定高度并逐渐聚集形成动态膜；第四步，动态膜不断过滤混合液中的污染物，随着过滤的进行，动态膜上层的过滤膜逐渐失去活性，动态膜下层不断产生新的活性过滤膜。优选的，混合液的进水速度为0.5-1.5m/s。一种无支撑动态膜的形成装置，包括由下往上依序连接的布水器、锥形斗和直桶，布水器上设有进水管，锥形斗的大口朝上，直桶上设有收集管和出水管，出水管所在的高度高于收集管所在的高度；待处理污水与药剂充分混合后经由进水管进入布水器中，药剂包括絮凝剂与助凝剂。优选的，进水管的进水速度为0.5-1.5m/s。与现有技术相比，本发明提出的无支撑动态膜的形成方法及装置简单、易操作，受环境、进水水质或进水流速的限制很小，同时大幅降低了投资成本，值得应用推广。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明一种无支撑动态膜的形成装置的结构示意图。图中：1、进水管；2、布水器；3、锥形斗；4、收集管；5、直桶；6、出水管。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1所示：一种无支撑动态膜的形成装置，包括由下往上依序连接的布水器2、锥形斗3和直桶5，布水器2上设有进水管1，锥形斗3的大口朝上，直桶5上设有收集管4和出水管6，出水管6所在的高度高于收集管4所在的高度；待处理污水与药剂充分混合后经由进水管1进入布水器2中，优选的进水速度为0.5-1.5m/s，药剂包括絮凝剂与助凝剂。工作原理：污水中存在大量胶体颗粒，各个胶体颗粒互相排斥、分散其中，加入絮凝剂与助凝剂后，胶体颗粒之间的电荷改变，药剂与胶体颗粒瞬间凝聚并开始絮凝，将待处理污水与药剂充分混合后经由进水管1进入布水器2中；布水器2以一定的角度(该角度的大小视进水中悬浮物浓度而定，悬浮物浓度高时，安装角度大，水量分散更均匀)将添加有药剂的污水均匀旋转排出，该污水在锥形斗3内形成高速旋的紊流区，底部的污水沿锥形斗3的斗壁剧烈旋切运动，其内的絮状体开始以自我为中心自旋并不规格向周围运动，絮状体不断捕捉周围的细小颗粒物使得其体积逐渐增大。由于锥形斗3的开口朝上，上升水流流速减慢，大体积的絮状体逐渐进入锥形斗3与直桶5相连处即过渡区，该区域内絮状颗粒物接近最大化，但是仍然在自旋，由于运动速度减慢，絮状体与絮状体之间开始聚集并形成更大体积的絮状体即矾花，此时矾花的漩涡剪切力和水的粘结力开始达到平衡。矾花进入层流区即直桶5内，在直桶5的底部矾花旋流停止并开始向上浮动。当矾花的重力与水流上升推力达到平衡时，矾花聚集停留在一定高度，随着矾花越集越多，动态膜逐渐形成；动态膜不断过滤混合液中的污染物，过滤后的清水进入出水管6内。随着过滤的进行，动态膜上层的过滤膜逐渐失去活性并被收集管4收集，动态膜下层不断产生新的活性过滤膜。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1、尤其适合悬浮物含量较高或者仅仅对水中特定胶体颗粒的去除，投资低、见效快、过滤效果好；2、无支撑动态膜内部结构简单，无支撑层，不会产生污染物堵塞问题；3、受水质影响小，可以实现持续有效的过滤，水质变化较大时，可增加前端药剂投加量，过滤层可保持持续出水水质，以处理含油污水为例，含油量较高时，可在进水端投加除油剂可实现污水净化；4、受水量影响小，水量忽高忽低时，该过滤层可随时停止过滤，也可随时在短时间起效工作，无需特别维护，当污水处理量增加时，短时间的流速加快，不影响出水水质。实施例1以生活污水作为处理样品，要求出水达到城镇污水厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级B标准。带支撑层的动态膜制备及实验过程如下：实验装置内在收集管4上方10mm处布置了孔径为1mm的尼龙网。处理水量为0.5m3/h，水力停留时间为4h，进水流速控制范围为：0.5～0.8m/s。生活污水中混合油活性污泥，布水器的下方安装曝气头，曝气管侧向与风机连接，持续进气。生活与活性污泥菌群充分混合后，进水实验装置中，工作2h后停止曝气。取水样分析水质，停止曝气，下降水位，看支撑件上挂膜情况。表现为：尼龙网上有部分可见颗粒物粘附在网上，从网绳纤维肉眼清晰可见，分析2h膜的微生物群落还未建立。出水水质见表1。水质达标率低。而经过7天后，肉眼可看到尼龙网粘性物，尼龙网孔已被微生物群覆盖，边界不清晰。而出水水质见表1，出水水质在排放标准内。将水的流速控制在1.2m/s时，出水浊度上升，水中杂质增多。表1：无支撑动态膜制备及实验过程如下：处理水量为0.5m3/h，水力停留时间为4h，进水流速控制范围为：1.1～1.5m/s。将污水与絮凝剂、助凝剂充分混合后持续从设备底部中心位置以一定角度旋转进入锥形斗3内，锥形斗3内的絮体不断絮凝、聚集，开始形成动态膜。1h后在收集管4上端开始形成动态膜过滤层，2h后出水情况见表1，随着实验持续，7天后的出水指标稳定在达标范围内。将水流速度继续提升，提升至1.8m/s时，出水水样中出现了细小颗粒物。实施例2以大庆石化厂含油污水为处理样品，要求出水指标可进入炼化厂生化池。表2：项目0il(mg/L)SS(mg/L)生化进水标准5050实验水质473.31838.32h后无撑件膜的出水水质26.718.9无支撑动态膜制备及实验过程如下：处理水量为为0.5m3/h，水力停留时间为4h，进水流速控制范围为：0.9～1.1m/s。将含油污水与净水剂、絮凝剂、助凝剂充分混合后持续从设备底部中心位置以一定角度旋转进入锥形斗3内，在收集管4上部分开始形成动态膜。2h后在收集管4的上端开始形成动态膜过滤层，2h后出水情况见表2，可以满足生化进水标准。而带支撑层的动态膜实验在动态膜的制备过程中，由于污水中含油量高，造成微生物群体形成困难，出水水质差。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3