专利名称：一种可变弹性阶梯管式动态膜元件的制作及使用方法
技术领域：
本发明涉及一种动态膜生物反应器组件，尤其是一种可变弹性阶梯管式动态膜元件及其制作和使用方法。
背景技术：
动态膜生物反应器(DMBR)的原理是利用大孔基材代替膜生物反应器(MBR)中的超/微滤膜，依靠在大孔基材上快速形成的活性污泥滤饼层完成高精度分离，同时实现降低投资、降低能耗的目的。一般来讲，反应器由动态膜组件、生物反应器、进出水装置、控制系统等组成。其中，需完成截留和生物强化功能的动态膜组件是其核心部分。动态膜组件的运行分为三个步骤涂膜/再生、产水、清洗。涂膜是指将预涂剂或活性污泥通过机械或水流动力涂到动态膜基材上，使其逐步达到预定过滤精度的目的；在此期间，出水往往不合格，需返回至前工艺段。待过滤层的精度达到预定过滤精度时，可依靠泵抽吸或重力出水，出水外排或进入下一工序。由于过滤层厚度的积累及内部孔隙的逐步堵塞，出水通量下降，需要对其进行清洗；清洗方法可分为机械清洗、人工清洗和化学清洗。清洗完成后，动态膜进行再生，重复涂膜/再生-产水-清洗的过程。动态膜的运行方法决定了较佳的组件结构应满足以下要求1)提供稳定的、水力条件好的涂膜空间，使涂膜时间尽量短，滤饼层尽量均匀；2)运行时保证已形成的滤饼层尽量稳定，不易受水流冲击而遭到破坏、影响产水水质；同时可借助适宜的水力冲刷保持滤饼层增长速度较小，保证较长的运行周期；3)单周期结束时，可轻易去除滤饼层。目前所见的动态膜元件多为平板式、筒式、V网式、管式等单一平滑结构，均难以完全满足上述要求。如中国专利CN101455942A —种玻璃纤维编织管动态膜组件，提出采用玻璃纤维丝材料机械编织支撑管式膜组件，虽然具有机械强度大、耐腐蚀的优点，但因膜管表面平滑，污泥或预涂剂难以快速涂膜，造成涂膜时间较长；且运行过程中，形成的滤饼层直接暴露在错流混合液中，易受到水流的冲击，遭到破坏，若保持较低的水流冲刷则会造成滤饼层增长过快，通量迅速下降，单次运行周期短。中国专利CN1162352C使用无纺布过滤的膜生物反应器，提供了一种由多孔性支撑材料和覆盖于其上的无纺布共同组成的平板动态膜组件，具有运行成本低、材料低廉的特点。但该组件本身由两层材质组成，且涂膜区域为平滑的平板状，存在以下问题平板基材涂膜速度较慢，且难以达到分布均匀；两层材质之间的空隙容易积累污泥，造成难以清洗的中间堵塞层；清洗时布气布水面积大、死角多，难以清洗干净。中国专利CN101481174可连续在线更新动态膜的V形槽式微网组件及应用方法， 提供了一种由多层不同孔径的微网叠加并固定成形为由多个同心环状V形槽依次连接形成的扁圆柱形微网多孔滤体，该组件的主要涂膜面仍然为平滑平板状，且面积较大，仍会造成涂膜速度慢且不均匀，运行时难以承受较大的水流冲击负荷。
发明内容
发明目的本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可以快速稳定成膜、耐水流冲击、可较长时间稳定运行、可轻易去除滤饼层的一种可变弹性阶梯管式动态膜组件及其制作和使用方法。技术方案本发明公开了一种可变弹性阶梯管式动态膜元件，包括一组平行设置的膜管，设置在膜管两端的封装板；所述膜管上设有支撑加强筋；所述膜管上端的封装板上设有通气管，膜管下端的封装板上设有出水管。其中，所述膜管至少为I根。其中，所述膜管上的支撑加强筋呈同一方向螺旋围绕在膜管上。其中，支撑加强筋强度大、厚度略大、变形量小，仅在搭接处螺旋出现，可起到支撑作用；支撑加强筋为形成的滤饼层提供了良好的保护。其中，所述的通气管为直径5 50mm的管道，起保持膜管内部、外部气压平衡的作用。所述的封装板具备粘结管式膜元件所必须的封装孔和集水区域。其中，膜管为多孔过滤材料，具有一定弹性，可随内外压差的变化实现一定的形变量，为单层结构。该结构不会出现中间堵塞层；
其中，所述的一种可变弹性阶梯管式动态膜元件的利记博彩app，包括以下步骤
(1)将弹性多孔材料切成膜管直径的I.5^3倍的窄条，将支撑加强材料切成lmnT5mm的窄条；
(2)把弹性多孔窄条斜对角42 45°卷成外径为3 30mm，长度为O.3^3. Om的筒状膜管， 将支撑加强材料嵌于两层弹性多孔材料搭接处之间，进行热熔焊接或强力胶粘合，形成支撑加强筋；
(3 )将膜管水平竖直设置，膜管上下两端安装封装板，封装板上分别安装通气管和出水管。其中，步骤I所述弹性多孔材料为孔径为1(Γ300μπι，材质为PET或尼龙的丝网或滤布。其中，步骤I所述支撑加强材料厚度约为O. f 5mm，材质为PET或尼龙或不锈钢等金属材料。其中，所述的一种可变弹性阶梯管式动态膜元件的使用方法，其特征是，包括以下步骤
(1)将动态膜元件置于活性污泥混合液中，外压式运行，保持进出水压差为5(Γ1000_ 进行涂膜，初期出水返回至系统的调节池；
(2)待出水浊度达到5NTU以下时，开始正常出水，通过回流保持膜面错流流速在 O. 5 5cm/s之间；
(3)当出水通量下降至设计通量的80%时，进行反洗、错流洗同步进行反冲洗，清洗时间为5 25min。出水时运行方式为外压式运行，多孔材料向内凹陷，低于支撑材料，可快速堆积活性污泥，形成较好的过滤层；清洗时为反洗、错流洗同时进行，反洗压力使多孔材料凸起，高于支撑材料，在错流流速下可轻易去除过滤层。有益效果本发明公开了一种可变弹性阶梯管式动态膜元件及其制作和使用方法，可以快速稳定成膜、耐水流冲击、可较长时间稳定运行、可轻易去除滤饼层。
附图I为可变弹性阶梯管式动态膜元件的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的解释。实施实例1 :
将材质为PET、孔径为40 μ m的聚酯多孔弹性网切割成为宽度为15mm的窄条；将材质为PET、厚度为I. 8mm的支撑加强筋PET薄片切割为宽度为I. 5mm的窄条；将多孔弹性窄条螺旋搭接，搭接处嵌入支撑加强筋。二者裹在直径为6_的模具上，送入焊接器，在高温作用下，搭接处熔为一体，厚度大于原多孔材料。每I. 5m剪切I次，总共制作500根。分别制作封装板、出水管、通气管。按照附图I进行装配。将制作好的可变弹性阶梯动态膜组件放入活性污泥反应器中，污泥浓度为 5000mg/L。在进出水压差为500mm的情况下，进行出水挂膜，初期出水返回至系统的调节池。3分钟后，出水浊度降为O. 5NTU,正常产水，出水通量为80L/m2h。运行72小时后，出水通量下降到65 L/m2h，启动反洗。在出水口通入空气的同时，在膜组件底部进行曝气以形成错流冲刷，此过程持续10分钟。10分钟后，可观察到膜管内外均无残留的活性污泥絮体。 重复再生一产水一清洗的过程。
实施实例2
将材质为尼龙、孔径为150 μ m的多孔弹性微网切割成为宽度为25mm的窄条；将材质为不锈钢、厚度为O. 5mm的支撑加强薄片切割为宽度为I. Omm的窄条；将多孔弹性窄条螺旋搭接，搭接处嵌入支撑加强筋。二者裹在直径为12mm的模具上，涂抹强力胶水进行粘合。每根膜管长度为2.0，总共制作200根。分别制作封装板、出水管、通气管。按照附图I进行装配。将制作好的可变弹性阶梯动态膜组件置于圆形膜壳中，构成外置式膜组件，与活性污泥反应器连接，反应器内污泥浓度为9000mg/L。在进出水压差为IOOOmm的情况下，进行出水挂膜，初期出水返回至系统的调节池。5分钟后，出水浊度降为3NTU，正常产水，出水通量为150L/m2h。运行48小时后，出水通量下降到120 L/m2h，启动反洗。在出水口通入空气的同时，在膜组件底部进行曝气以形成错流冲刷，此过程持续5分钟。5分钟后，可观察到膜管内外均无残留的活性污泥絮体。重复再生一产水一清洗的过程。本发明提供了一种可变弹性阶梯管式动态膜元件的制作思路及使用方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种可变弹性阶梯管式动态膜元件，其特征是，包括一组平行设置的膜管(I )，设置在膜管(I)两端的封装板(2);所述膜管(I)上设有支撑加强筋(3);所述膜管(I)上端的封装板(2)上设有通气管(4)，膜管(I)下端的封装板(2)上设有出水管(5)。
2.根据权利要求I所述的一种可变弹性阶梯管式动态膜元件，其特征是，所述膜管(I) 至少为I根。
3.根据权利要求I或2所述的一种可变弹性阶梯管式动态膜元件，其特征是，所述膜管 (I)上的支撑加强筋(3)呈同一方向螺旋围绕在膜管I上。
4.权利要求I所述的一种可变弹性阶梯管式动态膜元件的利记博彩app，其特征是，包括以下步骤(1)将弹性多孔材料切成膜管直径的I.5^3倍的窄条，将支撑加强材料切成lmnT5mm的窄条；(2)把弹性多孔窄条斜对角42 45°卷成外径为3 30mm，长度为O.3^3. Om的筒状膜管， 将支撑加强材料嵌于两层弹性多孔材料搭接处之间，进行热熔焊接或强力胶粘合，形成支撑加强筋；(3)将膜管水平竖直设置，膜管上下两端安装封装板，封装板上分别安装通气管和出水管。
5.根据权利要求4所述的一种可变弹性阶梯管式动态膜元件的利记博彩app，其特征是， 步骤I所述弹性多孔材料为孔径为1(Γ300 μ m，材质为PET或尼龙的丝网或滤布。
6.根据权利要求4所述的一种可变弹性阶梯管式动态膜元件的利记博彩app，其特征是， 步骤I所述支撑加强材料厚度约为O. f 5mm，材质为PET或尼龙或不锈钢等金属材料。
7.权利要求I所述的一种可变弹性阶梯管式动态膜元件的使用方法，其特征是，包括以下步骤(1)将动态膜元件置于活性污泥混合液中，外压式运行，保持进出水压差为5(Γ1000_ 进行涂膜，初期出水返回至系统的调节池；(2)待出水浊度达到5NTU以下时，开始正常出水，通过回流保持膜面错流流速在O.5 5cm/s之间；(3)当出水通量下降至设计通量的80%时，进行反洗、错流洗同步进行反冲洗，清洗时间为5 25min。
全文摘要
本发明公开了一种可变弹性阶梯管式动态膜元件，包括一组平行设置的膜管，设置在膜管两端的封装板；所述膜管上设有支撑加强筋；所述膜管上端的封装板上设有通气管，膜管下端的封装板上设有出水管。本发明公开了一种可变弹性阶梯管式动态膜元件及其制作和使用方法，可以快速稳定成膜、耐水流冲击、可较长时间稳定运行、可轻易去除滤饼层。
文档编号B01D65/02GK102580564SQ201210075209
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者洪树虎, 熊江磊, 王盘云, 邵强, 雷大鹏 申请人:江苏百纳环境工程有限公司