一種浸沒式膜池及其運行方法

2023-11-07 02:06:57

一種浸沒式膜池及其運行方法
【專利摘要】本發明公開一種浸沒式膜池及其運行方法，其由上部浸沒式膜組件的過濾區和下部汙泥停留區組成，過濾區設有進水口和溢流口，膜組件上端設有產水口，膜組件下端設有空氣衝洗口，汙泥停留區下端設有排泥口，過濾區還設有反洗排放口。此系統處理高濁度水時膜運行穩定，大大提高了回收率，減少了二次處理。對於高濁度水處理工藝流程簡便，操作簡單，適用於應對水源地夏季藻類爆發或其他緊急汙染處理，尤其適合缺水地區飲用水深度處理。
【專利說明】一種浸沒式膜池及其運行方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於膜法水處理領域，具體涉及一種浸沒式膜池及其運行方法。
【背景技術】
[0002]隨著水處理膜技術的日益發展，國內膜技術在飲用水處理領域得到了長足的發展，尤其近幾年，應用範圍也在不斷擴大，以浸沒式超濾為主的膜法水處理工藝在實際工程中取得了良好的運行效果。
[0003]浸沒式中空纖維膜組件浸入敞開的浸沒容器內的原水中，對堵塞在膜表面及膜絲之間的汙染物去除較壓力式組件優勢更明顯，通常在原水濁度較高時浸沒式膜組件運行穩定性較壓力式膜組件更穩定。
[0004]目前浸沒式膜組件對於較高濁度水通常採用以下方法:在過濾過程以及物理清洗過程中持續進行空氣曝氣；或者定期排出大部分物理清洗後浸沒池內的原水；或者結合兩者方法的方法。持續空氣曝氣主要廣泛應用於汙水處理，但運行成本較高，且操作方法缺乏穩定性。而定期排出物理清洗後膜池大部分水後，膜池重新進水運行使得膜池內濃度較低，這種操作方法用於處理高濁度水膜能穩定運行，但由於膜池中的水大部分被排放，因而存在運行回收率大大降低的問題。同時，由於膜池中大部分濃度較高的水排放，較高的泥水比造成嚴重二次汙染，如果直接排入河道等水體，可能造成淤泥堵塞河床，且造成水體汙染問題。

【發明內容】

[0005]本發明針對上述浸沒式膜組件運行過程中的缺陷，採用持續進水使膜池內汙染濃度保持在較低水平，使得運行操作穩定，而通過溢流及反洗水回流大大提高回收率。同時通過自然沉降使得泥水分離，大大`減少二次汙染。
[0006]本發明提供一種浸沒式膜池，其由上部浸沒式膜組件的過濾區和下部汙泥停留區組成，過濾區設有進水口和溢流口，膜組件上端設有產水口，膜組件下端設有空氣衝洗口，汙泥停留區下端設有排泥口，過濾區還設有反洗排放口。
[0007]反洗排放口優選位於膜組件的垂直方向的1/2以上位置。由於反衝洗時組件1/2處膜絲可能抖動幅度大，汙染物容易脫落，隨著氣泡上升懸浮汙染物也上升，上部懸浮物汙染濃度較高，反洗排放口設於1/2以上位置有利於汙染物回流，有利於膜穩定運行。進一步優選位於膜組件的垂直方向的2/3以上位置。
[0008]進水口優選位於膜組件產水口以上。進水口可持續進水，進水可採用虹吸或泵抽吸等方式。
[0009]本發明中，優選在過濾區和汙泥停留區間設有鋸齒型隔板。設置隔板可以防止反洗時水力衝擊引起汙泥停留區汙泥上升，提高過濾區懸浮汙染物濃度，影響膜穩定運行。鋸齒型隔板位於空氣反衝洗口下方，為減少停留區汙泥對膜穩定運行影響，距離空氣反洗口大於等於200mm。如若小於200mm，反洗時浸沒池內水可能發生擾動，易引起沉澱於隔板表面懸浮物重新懸浮，不利汙泥聚集，影響膜運行穩定性。
[0010]本發明還提供一種浸沒式膜池運行方法為:待處理水經進水口進入過濾區，膜產水經膜組件產水口流出，過濾l(Tl20min後，膜產水經膜組件產水口進行反洗1.0-3.0min,同時打開空氣衝洗口和反洗排放口，部分反洗溶液經反洗排放口流回原水箱，反洗完畢系統重新啟動過濾。
[0011]本發明中停留區汙泥通過排泥口排出。
[0012]本發明對於膜的材質沒有特別限定，但為了保證浸沒式超濾系統的穩定性，本發明中浸沒式超濾膜優選採用聚偏氟乙烯材質，孔徑為0.0.01 μ m。 [0013]本發明的主要特點在於:
[0014]反洗水經反洗排放口回流至原水箱提高處理水的回收率，同時大大減少二次汙染。而對於高濁度水處理，可以選擇持續進水和溢流，確保膜處理過程中運行穩定。使得高濁度水處理工藝流程簡便，操作簡單，適用於應對水源地夏季藻類爆發或其他緊急汙染處理，尤其適合缺水地區飲用水深度處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為浸沒式膜池示意圖。
[0016]其中I為浸沒式膜池；2為進水口 ；3為溢流口 ；4為膜產水口 ；5為反洗排水口 ；6為膜組件；7為空氣衝洗口 ；8為隔板；9為排泥口。
[0017]圖2為沿著圖1所示的A-A方向截取的剖面的示意性剖面圖。
【具體實施方式】
[0018]測試方法:
[0019]濁度:HACH2100N 濁度儀。
[0020]實施例1:
[0021]某原水投加一定量粉碳或混凝劑後，待處理水濁度為45~100NTU。具體處理流程如下:經進水口持續進入膜池中，控制溢流進水量比為10%，膜組件為PVDF浸沒式中空纖維超濾膜，膜孔徑0.01um,膜組件膜絲外圍由網狀PVC板包圍，膜組件過濾通量為1.7m/d,過濾30min後進行反洗及空氣衝洗lmin，反洗水量為過濾通量的1.5倍，反洗時膜池內水經反洗排水口回流至原水箱，反洗排放口位於膜組件垂直高度2/3處，反洗完成系統循環運行。過濾區與汙泥停留區之間設有鋸齒型隔板，膜運行初期壓差為3(T45kPa，持續運行30天後，膜運行壓差維持為35~55kPa，膜出水濁度低於0.1NTU，浸沒式超濾膜組件運行穩定，化學清洗周期超過2個月，運行7~10天後通過排泥口排泥一次，系統處理回收率達到99.6%以上。
[0022]實施例2:
[0023]與上述相同的待處理水，經進水口進入膜池後，膜過濾通量與過濾時間及反洗通量及反洗時間與實施例1相同，反洗排水口位於膜組件垂直方向的1/2處，反洗時膜池內溶液經反洗管路回流至原水箱，反洗完成系統循環運行。過濾區與汙泥停留區之間設有鋸齒型隔板，膜運行初期壓差為3(T45kPa，持續運行30天後，膜運行壓差範圍為35飛5kPa，化學清洗周期能達到2個月。系統回收率維持在99.6%以上。[0024]實施例3:
[0025]與上述相同的待處理水，經進水口進入膜池後，膜過濾通量與過濾時間及反洗通量及反洗時間與實施例1相同，反洗排水口位於膜組件垂直方向的1/3處，反洗時膜池內溶液經反洗管路回流至原水箱，反洗完成系統循環運行。過濾區與汙泥停留區之間設有鋸齒型隔板，膜運行初期壓差為3(T45kPa，持續運行30天後，膜運行壓差範圍為4(T60kPa，運行壓差較實施例1稍高，膜汙染有所增加，系統運行達到膜化學清洗周期要求。系統回收率維持在99.6%以上。
[0026]實施例4:
[0027]與上述相同處理水，經進水口進入膜池後，膜過濾通量與過濾時間及反洗通量及反洗時間與實施例1相同，反洗排水口位於膜組件垂直方向的2/3處，反洗時膜池內溶液經反洗口回流至原水箱，反洗完成系統循環運行。過濾區與汙泥停留區之間無隔板，膜運行初期壓差為3(T45kPa,持續運行30天後,膜運行壓差範圍為45~65kPa,運行壓差較實施例1稍高，膜汙染有所增加，但系統運行達到膜化學清洗周期要求。系統回收率達99.6%以上。
[0028]對比例1:
[0029]針對上述待處理水， 採用與實施例相同的膜過濾通量及反洗過濾時間進行運行，反洗通量為過濾通量的1.5倍，反洗溶液直接從膜池底部排水口排放，浸沒式膜池無汙泥停留區，排放完膜池水後重新進水過濾。膜運行初期壓差為3(T45kPa，運行30天後，膜運行壓差為33~52kPa。系統處理回收率為93.2%。
【權利要求】
1.一種浸沒式膜池，其由上部浸沒式膜組件的過濾區和下部汙泥停留區組成，過濾區設有進水口和溢流口，膜組件上端設有產水口，膜組件下端設有空氣衝洗口，汙泥停留區下端設有排泥口，其特徵在於:過濾區還設有反洗排放口。
2.根據權利要求1所述的一種浸沒式膜池，其特徵在於:所述的反洗排放口位於膜組件的垂直方向的1/2以上位置。
3.根據權利要求1所述的一種浸沒式膜池，其特徵在於:所述的進水口位於膜組件產水口以上。
4.根據權利要求1所述的一種浸沒式膜池，其特徵在於:所述的過濾區和汙泥停留區間設有鋸齒型隔板。
5.根據權利要求4所述的一種浸沒式膜池，其特徵在於:所述鋸齒型隔板位於空氣衝洗口下方，距離空氣衝洗口大於等於200mm。
6.一種使用權利要求1所述的浸沒式膜池的運行方法，其特徵在於:待處理水經進水口進入過濾區，膜產水經膜組件產水口流出，過濾l(Tl20min後，膜產水經膜組件產水口進行反洗l.(T3.0min，同時打開空氣衝洗口和反洗排放口，部分反洗溶液經反洗排放口流回原水箱，反洗完畢系統重新啟動過濾。
7.根據權利要求6所述的浸沒式膜池的運行方法，其特徵在於:停留區汙泥通過排泥口排出。`
【文檔編號】B01D61/18GK103626259SQ201210301444
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月22日 優先權日:2012年8月22日
【發明者】鄒高輝, 常春, 楊瑜芳 申請人:東麗先端材料研究開發（中國）有限公司