專利名稱：：旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及環(huán)境工程
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧裝置及其方法。
背景技術(shù)：
：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長(zhǎng)，水資源短缺已經(jīng)成為一個(gè)全球化問(wèn)題。當(dāng)今世界80個(gè)國(guó)家，約20多億人口面臨淡水資源危機(jī)，其中26個(gè)國(guó)家的3億多人正生活在缺水狀態(tài)中。而我國(guó)的缺水形勢(shì)尤為嚴(yán)峻，根據(jù)2005年《中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》顯示，我國(guó)水資源總量為2.8萬(wàn)億立方米，居世界第6位，但人均水資源量為2238.6立方米，僅為世界人均占有量的四分之一，已被聯(lián)合國(guó)列為13個(gè)水資源貧乏的國(guó)家之一。而且，在全部水資源中，可供城市工業(yè)與生活用的水資源不到一半，水污染嚴(yán)重。在全國(guó)600多座建制市中，有近400座城市缺水，其中缺水嚴(yán)重的城市達(dá)130多個(gè)。缺水每年給城市工業(yè)產(chǎn)值造成的損失在1200億元以上。水資源短缺和水環(huán)境污染已經(jīng)成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素。水環(huán)境質(zhì)量的嚴(yán)重惡化和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，迫切要求開(kāi)發(fā)適合時(shí)代發(fā)展的污水資源再利用技術(shù)，以緩解水資源的短缺。目前常用的污水處理技術(shù)主要有"混凝沉降"、"氣浮"和"生化處理"等，這些方法雖然成本不高，但往往存在處理效率低、能耗高等缺點(diǎn)。因此，近年來(lái)各種新型、改良型的高效廢水處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其中尤以膜分離技術(shù)，特別是膜-生物反應(yīng)器、無(wú)泡膜式充氧技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用格外引人注目。以活性污泥法為代表的污水生物處理技術(shù)在生活污水以及工業(yè)廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。其核心處理單元是活性污泥曝氣池(好氧氧化反應(yīng)池)，它是通過(guò)曝氣來(lái)強(qiáng)化氧氣溶解到污泥混合液中，供好氧微生物用于降解污水中的有機(jī)物。傳統(tǒng)的曝氣技術(shù)存在氧氣利用效率低、能耗高、污染空氣等問(wèn)題，而采用中空纖維膜進(jìn)行無(wú)泡充氧具有以下眾多優(yōu)點(diǎn)(l)由于充氧過(guò)程不產(chǎn)生氣泡，氧直接以分子狀態(tài)擴(kuò)散進(jìn)入水體，幾乎百分之百地被吸收，在使用純氧的情況下，氧利用率可髙達(dá)100%。(2)有效避免了傳統(tǒng)曝氣時(shí)污水中易揮發(fā)性物質(zhì)如甲苯、苯酚隨氣泡進(jìn)入大氣而對(duì)環(huán)境造成的污染，可用于含揮發(fā)性有毒有機(jī)物廢水處理系統(tǒng)，同時(shí)不會(huì)由于表面活性劑的存在而產(chǎn)生泡沫。(3)充氧過(guò)程中氣液兩相分離，溶液的混合與供氧互不干擾，氣體壓力不受容器內(nèi)混合狀態(tài)的影響，可以通過(guò)調(diào)節(jié)氣體壓力的辦法來(lái)控制氧的供應(yīng)。因此可以各自獨(dú)立設(shè)計(jì)，反應(yīng)器的形式更加靈活多變。(4)中空纖維膜的比表面積可高達(dá)5018mVm為氧的傳遞提供了巨大的表面積，有利于反應(yīng)器向小型化發(fā)展。(5)動(dòng)力消耗小。假設(shè)工業(yè)廢水和生活污水的總處理率分別為70%和90%，則每天的處理量分別為0.39億噸和0.48億噸。當(dāng)采用無(wú)泡膜式充氧裝置進(jìn)行充氧時(shí)，由于它的動(dòng)力消耗小，如果以每噸廢水處理可節(jié)約0.1度電進(jìn)行計(jì)算時(shí)，每天可為國(guó)家節(jié)約用電870萬(wàn)度。由此可見(jiàn)，高效節(jié)能無(wú)泡膜式充氧裝置的研發(fā)成功，將具有巨大的市場(chǎng)應(yīng)用前景，并能產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)曝氣技術(shù)中存在的氧氣利用率低、能耗高、污染空氣等缺陷，提供一種旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧裝置及其方法。旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧裝置包括旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件、供排氣系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)、電機(jī)與電氣控制系統(tǒng)；供排氣系統(tǒng)包括空壓機(jī)、減壓閥、儲(chǔ)氣罐、節(jié)流閥、進(jìn)氣控制閥、旋轉(zhuǎn)接頭、排氣控制閥，空壓機(jī)依次與減壓閥、儲(chǔ)氣罐、節(jié)流閥、進(jìn)氣控制閥、旋轉(zhuǎn)接頭、傳動(dòng)齒輪、活性污泥曝氣池相連接，旋轉(zhuǎn)接頭與排氣控制閥相連接，傳動(dòng)齒輪與調(diào)速電動(dòng)機(jī)相連接；供排水系統(tǒng)包括原水箱、節(jié)流閥、污水泵、分流閥、流量控制閥、流量計(jì)、活性污泥曝氣池、曝氣池出水閥、二沉池、二沉池出水閥、污泥回流閥，原水箱依次與節(jié)流閥、污水泵、流量控制閥、流量計(jì)、活性污泥曝氣池、曝氣池出水閥、二沉池、二沉池出水閥相連接，二沉池經(jīng)污泥回流閥與活性污泥曝氣池相連接，污水泵與流量控制閥連接處設(shè)有分流閥；活性污泥曝氣池內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件具有中空轉(zhuǎn)動(dòng)軸，在中空轉(zhuǎn)動(dòng)軸上下分別固定上轉(zhuǎn)盤(pán)式框架和下轉(zhuǎn)盤(pán)式框架，兩轉(zhuǎn)盤(pán)式框架之間固定有2個(gè)或多個(gè)中空纖維膜器件，轉(zhuǎn)盤(pán)式框架與中空纖維膜器件通過(guò)活接或插入式密封結(jié)構(gòu)相連接，中空轉(zhuǎn)動(dòng)軸穿過(guò)固定裝置與傳動(dòng)齒輪相連接，中空纖維膜器件上集氣管與中空轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)軟管相連接，中空纖維膜器件的下集氣管密封。所述的中空纖維膜器件采用中空纖維微孔膜，中空纖維微孔膜是陶瓷膜、金屬膜或高分子膜，中空纖維微孔膜的膜孔徑0.010.5^im，孔隙率為4090%，泡點(diǎn)0.01lMpa，高分子膜的材料為聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或聚氯乙烯。中空纖維膜器件是平面簾式中空纖維膜器件或束狀中空纖維膜器件。平面簾式中空纖維膜器件具有上、下兩段集氣管，兩集氣管之間呈平行簾狀固定有中空纖維膜微孔膜，在中空纖維膜微孔膜上進(jìn)行一道或多道編織，外側(cè)罩有保護(hù)網(wǎng)，中空纖維膜微孔膜兩端用環(huán)氧樹(shù)脂封端。束狀中空纖維膜器件具有上、下兩段集氣管，兩集氣管之間呈束狀固定有中空纖維膜微孔膜，在中空纖維膜微孔膜上進(jìn)行一道或多道編織，外側(cè)罩有保護(hù)網(wǎng)，中空纖維膜微孔膜兩端用環(huán)氧樹(shù)脂封端。旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件為一個(gè)或多個(gè)，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件為橫向排列或縱向排列，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件為單層或多層，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件以串聯(lián)或者并聯(lián)的方式進(jìn)行充氧。旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧的方法是將原水通入活性污泥曝氣池，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件固定在活性污泥曝氣池中并以幾轉(zhuǎn)幾十轉(zhuǎn)/分鐘的速度旋轉(zhuǎn)，充氧過(guò)程中采取間歇充排氣的方式，控制供氣壓力在中空纖維膜泡點(diǎn)以下，氧氣在濃差和壓差的驅(qū)動(dòng)下，在中空纖維膜表面迅速溶解并擴(kuò)散到污泥水中，使活性污泥曝氣池中水的溶解氧濃度保持在12.5mg/L，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件同時(shí)起到了混合和攪拌活性污泥的作用。所述的間歇充排氣的方式由供排氣系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)控制；充氣時(shí)，進(jìn)氣控制閥開(kāi)啟，排氣控制閥關(guān)閉，氣體通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭向旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件供氣，進(jìn)行無(wú)泡供氧；排氣時(shí)，進(jìn)氣控制閥關(guān)閉，排氣控制閥開(kāi)啟，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件中的氣體通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭向外排氣；充排氣時(shí)間和轉(zhuǎn)換由電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，設(shè)定當(dāng)旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件中的氧含量下降1090%時(shí)，停止充氣，開(kāi)始排氣，排氣時(shí)間為ls60s，再開(kāi)始充氣，該過(guò)程循環(huán)進(jìn)行；間歇排氣可使空氣中的氮?dú)庋杆倥抛?，避免了氮?dú)庠跉庀嗪湍の⒖字芯奂瑴p小膜的傳質(zhì)阻力。供氣壓力為0.01MpalMpa，污水在活性污泥曝氣池的水力停留時(shí)間為4IO小時(shí)，之后流入二沉池，經(jīng)二沉池沉淀，出水即可達(dá)到排放要求。平面簾式中空纖維膜器件或束狀中空纖維膜器件，在充氧過(guò)程中，氣相和液相的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是橫向流運(yùn)行方式。本發(fā)明的效果和益處主要有以下幾個(gè)方面l.本發(fā)明采用中空纖維微孔膜在低于膜泡點(diǎn)的壓力下進(jìn)行無(wú)泡充氧，氧是以分子的形式擴(kuò)散進(jìn)入水中，此外，由于旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件在活性污泥曝氣池中以幾轉(zhuǎn)幾百轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，中空纖維微孔膜與水相相對(duì)運(yùn)動(dòng)的線速度較先前的技術(shù)有很大的增加，而且由于離心力的存在，充氧水較容易向外圍擴(kuò)散，氧利用率大大提高，可達(dá)100%。2.由于中空纖維微孔膜在充氧過(guò)程中不參與分離作用，而且由于中空纖維膜與水是橫向流的運(yùn)行方式，膜外表面的水力剪切力大大增加，不但提高了傳質(zhì)速度,而且降低了膜污染的可能性，膜的使用壽命大大增加，運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行成本更低。3.由于旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件在活性污泥曝氣池中旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也起到了混合和攪拌活性污泥的作用，不需要另外加裝攪拌裝置，而且水處理量大，設(shè)備費(fèi)用和能耗進(jìn)一步降低。4.本發(fā)明為避免水蒸氣附著在中空纖維微孔膜內(nèi)壁而增大傳質(zhì)阻力，在氣體排出端設(shè)置排氣控制閥，間歇排氣能使空氣中的氮?dú)庋杆倥抛?，避免了氮?dú)庠跉庀嗪湍の⒖字芯奂瑴p小膜的傳質(zhì)阻力，氧傳質(zhì)效率進(jìn)一步增加。5.本發(fā)明可采取多個(gè)旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件串聯(lián)或者并聯(lián)的方式進(jìn)行充氧，并且旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件上的轉(zhuǎn)盤(pán)式框架與中空纖維膜組件通過(guò)活接或插入式密封結(jié)構(gòu)相連接，膜組件更換和維修方便，而且成本能進(jìn)一步降低。本發(fā)明與常規(guī)的曝氣技術(shù)方法相比，具有氧傳遞速率高、充氧效果好、氣量小、低能耗、膜污染小、性能穩(wěn)定、更換和維修方便等顯著特點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧方法可廣泛應(yīng)用于環(huán)保、養(yǎng)殖、食品等領(lǐng)域，具有強(qiáng)大的生命力和廣闊的發(fā)展前景。圖1是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)平面簾式無(wú)泡膜式充氧組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)束狀無(wú)泡膜式充氧組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧裝置示意圖中軟管1、上轉(zhuǎn)盤(pán)式框架2、中空轉(zhuǎn)動(dòng)軸3、中空纖維膜器件4、下轉(zhuǎn)盤(pán)式框架5、原水箱6、節(jié)流閥7、污水泵8、分流閥9、流量控制閥10、流量計(jì)11、活性污泥曝氣池12、旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件13、曝氣池出水閥14、二沉池15、二沉池出水閥16、污泥回流閥17、空壓機(jī)18、減壓閥19、儲(chǔ)氣罐20、節(jié)流閥21、進(jìn)氣控制閥22、旋轉(zhuǎn)接頭23、排氣控制閥24、傳動(dòng)齒輪25、固定裝置26、調(diào)速電動(dòng)機(jī)27。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。如圖1、2所示中空纖維膜器件4是平面簾式中空纖維膜器件或束狀中空纖維膜器件。所述的平面簾式中空纖維膜器件具有上、下兩段集氣管，兩集氣管之間呈平行簾狀固定有中空纖維膜微孔膜，在中空纖維膜微孔膜上進(jìn)行一道或多道編織，外側(cè)罩有保護(hù)網(wǎng)，中空纖維膜微孔膜兩端用環(huán)氧樹(shù)脂封端。束狀中空纖維膜器件具有上、下兩段集氣管，兩集氣管之間呈束狀固定有中空纖維膜微孔膜，在中空纖維膜微孔膜上進(jìn)行一道或多道編織，外側(cè)罩有保護(hù)網(wǎng)，中空纖維膜微孔膜兩端用環(huán)氧樹(shù)脂封端。如圖3所示，旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧裝置包括旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件13、供排氣系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)、電機(jī)與電氣控制系統(tǒng)；供排氣系統(tǒng)包括空壓機(jī)18、減壓閥19、儲(chǔ)氣罐20、節(jié)流閥21、進(jìn)氣控制閥22、旋轉(zhuǎn)接頭23、排氣控制閥24，空壓機(jī)18依次與減壓閥19、儲(chǔ)氣罐20、節(jié)流閥21、進(jìn)氣控制閥22、旋轉(zhuǎn)接頭23、傳動(dòng)齒輪25、活性污泥曝氣池12相連接，旋轉(zhuǎn)接頭23與排氣控制閥24相連接，傳動(dòng)齒輪25與調(diào)速電動(dòng)機(jī)27相連接；供排水系統(tǒng)包括原水箱6、節(jié)流閥7、污水泵8、分流閥9、流量控制閥IO、流量計(jì)ll、活性污泥曝氣池12、曝氣池出水閥14、二沉池15、二沉池出水閥16、污泥回流閥17，原水箱6依次與節(jié)流閥7、污水泵8、流量控制閥10、流量計(jì)11、活性污泥曝氣池12、曝氣池出水閥14、二沉池15、二沉池出水閥16相連接，二沉池15經(jīng)污泥回流閥17與活性污泥曝氣池12相連接，污水泵8與流量控制閥10連接處設(shè)有分流閥9;活性污泥曝氣池12內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件13，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件13具有中空轉(zhuǎn)動(dòng)軸3，在中空轉(zhuǎn)動(dòng)軸上下分別固定上轉(zhuǎn)盤(pán)式框架2和下轉(zhuǎn)盤(pán)式框架5，兩轉(zhuǎn)盤(pán)式框架之間固定有2個(gè)或多個(gè)中空纖維膜器件4，轉(zhuǎn)盤(pán)式框架與中空纖維膜器件4通過(guò)活接或插入式密封結(jié)構(gòu)相連接，中空轉(zhuǎn)動(dòng)軸3穿過(guò)固定裝置26與傳動(dòng)齒輪25相連接，中空纖維膜器件4上集氣管與中空轉(zhuǎn)動(dòng)軸3通過(guò)軟管1相連接，中空纖維膜器件4的下集氣管密封。所述的中空纖維膜器件4釆用中空纖維微孔膜，中空纖維微孔膜是陶瓷膜、金屬膜或高分子膜，中空纖維微孔膜的膜孔徑0.010.5pm，孔隙率為4090%，泡點(diǎn)0.01lMpa，高分子膜的材料為聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或聚氯乙烯。所述的旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件13為一個(gè)或多個(gè)，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件13為橫向排列或縱向排列，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件13為單層或多層，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件13以串聯(lián)或者并聯(lián)的方式進(jìn)行充氧。所述的電機(jī)與電氣控制系統(tǒng)中的控制箱控制進(jìn)氣控制閥22、排氣控制閥24、流量控制閥IO、曝氣池出水閥14、二沉池出水閥16和調(diào)速電動(dòng)機(jī)27。旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧的方法是將原水通入活性污泥曝氣池12，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件13固定在活性污泥曝氣池12中并以幾轉(zhuǎn)幾十轉(zhuǎn)/分鐘的速度旋轉(zhuǎn)，充氧過(guò)程中釆取間歇充排氣的方式，控制供氣壓力在中空纖維膜泡點(diǎn)以下，氧氣在濃差和壓差的驅(qū)動(dòng)下，在中空纖維膜表面迅速溶解并擴(kuò)散到污泥水中，使活性污泥曝氣池12中水的溶解氧濃度保持在12.5mg/L，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件13同時(shí)起到了混合和攪拌活性污泥的作用。所述的間歇充排氣的方式由供排氣系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)控制；充氣時(shí)，進(jìn)氣控制閥22開(kāi)啟，排氣控制閥24關(guān)閉，氣體通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭23向旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件13供氣，進(jìn)行無(wú)泡供氧；排氣時(shí)，進(jìn)氣控制閥22關(guān)閉，排氣控制閥24開(kāi)啟，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件13中的氣體通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭23向外排氣；充排氣時(shí)間和轉(zhuǎn)換由電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，設(shè)定當(dāng)旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件13中的氧含量下降1090%時(shí)，停止充氣，開(kāi)始排氣，排氣時(shí)間為ls60s，再開(kāi)始充氣，該過(guò)程循環(huán)進(jìn)行；間歇排氣可使空氣中的氮?dú)庋杆倥抛?，避免了氮?dú)庠跉庀嗪湍の⒖字芯奂?，減小膜的傳質(zhì)阻力。供氣壓力為0.01MpalMpa，污水在活性污泥曝氣池12的水力停留時(shí)間為410小時(shí)，之后流入二沉池15，經(jīng)二沉池15沉淀，出水即可達(dá)到排放要求。二沉池15中的污泥可通過(guò)污泥回流閥17回流到活性污泥曝氣池12中。平面簾式中空纖維膜器件或束狀中空纖維膜器件，在充氧過(guò)程中，氣相和液相的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是橫向流運(yùn)行方式。本發(fā)明的工作原理將加壓空氣連續(xù)通入中空纖維微孔膜的管腔中，水在管外流動(dòng)，保持氣體壓力低于泡點(diǎn)(即在充氧的過(guò)程中產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的氣泡時(shí)的最小氣體壓力)，在膜兩側(cè)氧分壓差的推動(dòng)下管腔內(nèi)的氧透過(guò)膜壁或膜壁上的微孔直接擴(kuò)散進(jìn)人管外水體中。由于旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件在活性污泥曝氣池中以幾轉(zhuǎn)幾十轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，中空纖維微孔膜與水相相對(duì)運(yùn)動(dòng)的線速度較先前的技術(shù)有很大的增加，而且由于離心力的存在，充氧水較容易向外圍擴(kuò)散，氧利用率大大提高。由于中空纖維微孔膜在充氧過(guò)程中不參與分離作用，而且由于中空纖維膜與水是橫向流的運(yùn)行方式，膜外表面的水力剪切力大大增加,不但提高了傳質(zhì)速度,而且降低了膜污染的可能性，膜的使用壽命大大增加，運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行成本更低。依照上述一種旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧的方法，下面以具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。所有實(shí)施例的實(shí)施工藝步驟均與前述實(shí)施步驟相同，表中參數(shù)為各實(shí)施條件和得到的膜結(jié)構(gòu)與性能。需要注意的是，所述實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。9實(shí)施例1旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件13中采用3個(gè)平面簾式中空纖維膜器件，請(qǐng)參照?qǐng)D1，中空纖維膜材料為聚丙烯，外徑為450pm，壁厚405(Him，膜孔徑為0.10.2,;孑L隙率為4050%，泡點(diǎn)大于0.5Mpa，氣通量大于0.05cm3/cm2's-cmHg，平面簾式中空纖維膜組件尺寸為45xl5cm，膜絲有效長(zhǎng)度為40cm，膜有效面積為3m2，間歇排氣每隔lmin排氣5s，轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/min，活性污泥曝氣池有效容積70L，試驗(yàn)用水為脫氧水，溶解氧濃度接近零，供氣為空氣，試驗(yàn)條件和結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例2旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件13中采用3個(gè)束狀中空纖維膜器件，請(qǐng)參照?qǐng)D2，中空纖維膜材料為聚丙烯，外徑為450nm，壁厚4050^im，膜孔徑為0.10.2^im;孔隙率為4050%，泡點(diǎn)大于0.5Mpa,氣通量大于0.05cm3/cm2.s.cmHg，膜絲有效長(zhǎng)度為40cm，膜有效面積為3m2，間歇排氣每隔lmin排氣5s，轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/min，活性污泥曝氣池有效容積70L，試驗(yàn)用水為脫氧水，溶解氧濃度接近零，供氣為空氣，試驗(yàn)條件和結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.一種旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧裝置，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件(13)、供排氣系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)和電機(jī)與電氣控制系統(tǒng)；供排氣系統(tǒng)包括空壓機(jī)(18)、減壓閥(19)、儲(chǔ)氣罐(20)、節(jié)流閥(21)、進(jìn)氣控制閥(22)、旋轉(zhuǎn)接頭(23)、排氣控制閥(24)，空壓機(jī)(18)依次與減壓閥(19)、儲(chǔ)氣罐(20)、節(jié)流閥(21)、進(jìn)氣控制閥(22)、旋轉(zhuǎn)接頭(23)、傳動(dòng)齒輪(25)、活性污泥曝氣池(12)相連接，旋轉(zhuǎn)接頭(23)與排氣控制閥(24)相連接，傳動(dòng)齒輪(25)與調(diào)速電動(dòng)機(jī)(27)相連接；供排水系統(tǒng)包括原水箱(6)、節(jié)流閥(7)、污水泵(8)、分流閥(9)、流量控制閥(10)、流量計(jì)(11)、活性污泥曝氣池(12)、曝氣池出水閥(14)、二沉池(15)、二沉池出水閥(16)、污泥回流閥(17)，原水箱(6)依次與節(jié)流閥(7)、污水泵(8)、流量控制閥(10)、流量計(jì)(11)、活性污泥曝氣池(12)、曝氣池出水閥(14)、二沉池(15)、二沉池出水閥(16)相連接，二沉池(15)經(jīng)污泥回流閥(17)與活性污泥曝氣池(12)相連接，污水泵(8)與流量控制閥(10)連接處設(shè)有分流閥(9)；活性污泥曝氣池(12)內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件(13)，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件(13)具有中空轉(zhuǎn)動(dòng)軸(3)，在中空轉(zhuǎn)動(dòng)軸上下分別固定上轉(zhuǎn)盤(pán)式框架(2)和下轉(zhuǎn)盤(pán)式框架(5)，兩轉(zhuǎn)盤(pán)式框架之間固定有2個(gè)或多個(gè)中空纖維膜器件(4)，轉(zhuǎn)盤(pán)式框架與中空纖維膜器件(4)通過(guò)活接或插入式密封結(jié)構(gòu)相連接，中空轉(zhuǎn)動(dòng)軸(3)穿過(guò)固定裝置(26)與傳動(dòng)齒輪(25)相連接，中空纖維膜器件(4)上集氣管與中空轉(zhuǎn)動(dòng)軸(3)通過(guò)軟管(1)相連接，中空纖維膜器件(4)的下集氣管密封。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧裝置，其特征在于，所述的中空纖維膜器件(4)采用中空纖維微孔膜，中空纖維微孔膜是陶瓷膜、金屬膜或高分子膜，中空纖維微孔膜的膜孔徑為0.010.5,，孔隙率為4090%，泡點(diǎn)為0.011Mpa，高分子膜的材料為聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或聚氯乙烯。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧裝置，其特征在于，所述的中空纖維膜器件(4)是平面簾式中空纖維膜器件或束狀中空纖維膜器件。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧裝置，其特征在于，所述的平面簾式中空纖維膜器件具有上、下兩段集氣管，兩集氣管之間呈平行簾狀固定有中空纖維膜微孔膜，在中空纖維膜微孔膜上進(jìn)行一道或多道編織，外側(cè)罩有保護(hù)網(wǎng)，中空纖維膜微孔膜兩端用環(huán)氧樹(shù)脂封端。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧裝置，其特征在于，所述的束狀中空纖維膜器件具有上、下兩段集氣管，兩集氣管之間呈束狀固定有中空纖維膜微孔膜，在中空纖維膜微孔膜上進(jìn)行一道或多道編織，外側(cè)罩有保護(hù)網(wǎng)，中空纖維膜微孔膜兩端用環(huán)氧樹(shù)脂封端。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧裝置，其特征在于，所述的旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件(13)為一個(gè)或多個(gè)，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件(13)為橫向排列或縱向排列，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件(13)為單層或多層，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件(13)以串聯(lián)或者并聯(lián)的方式進(jìn)行充氧。7.—種使用如權(quán)利要求1所述裝置的旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧的方法，其特征在于，將原水通入活性污泥曝氣池(12)，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件(13)固定在活性污泥曝氣池(12)中并以幾轉(zhuǎn)幾十轉(zhuǎn)/分鐘的速度旋轉(zhuǎn)，充氧過(guò)程中采取間歇充排氣的方式，控制供氣壓力在中空纖維膜泡點(diǎn)以下，氧氣在濃差和壓差的驅(qū)動(dòng)下，在中空纖維膜表面迅速溶解并擴(kuò)散到污泥水中，使活性污泥曝氣池(12)中水的溶解氧濃度保持在12.5mg/L，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件(13)同時(shí)起到了混合和攪拌活性污泥的作用。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧的方法，其特征在于，所述的間歇充排氣的方式由供排氣系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)控制；充氣時(shí)，進(jìn)氣控制閥(22)開(kāi)啟，排氣控制閥(24)關(guān)閉，氣體通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭(23)向旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件(13)供氣，進(jìn)行無(wú)泡供氧；排氣時(shí)，進(jìn)氣控制閥(22)關(guān)閉，排氣控制閥(24)開(kāi)啟，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件(13)中的氣體通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭(23)向外排氣；充排氣時(shí)間和轉(zhuǎn)換由電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，設(shè)定當(dāng)旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件(13)中的氧含量下降1090%時(shí)，停止充氣，開(kāi)始排氣，排氣時(shí)間為ls60s，再開(kāi)始充氣，該過(guò)程循環(huán)進(jìn)行；間歇排氣可使空氣中的氮?dú)庋杆倥抛撸苊饬说獨(dú)庠跉庀嗪湍の⒖字芯奂?，減小膜的傳質(zhì)阻力。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧的方法，其特征在于所述的供氣壓力為0.01MpalMpa，污水在活性污泥曝氣池(12)的水力停留時(shí)間為410小時(shí)，之后流入二沉池(15)，經(jīng)二沉池(15)沉淀，出水即可達(dá)到排放要求。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧的方法，其特征在于，所述的平面簾式中空纖維膜器件或束狀中空纖維膜器件，在充氧過(guò)程中，氣相和液相的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是橫向流運(yùn)行方式。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)式中空纖維微孔膜無(wú)泡充氧裝置及其方法。裝置包括旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件、供排氣系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)和電機(jī)與電氣控制系統(tǒng)。方法是將原水通入活性污泥曝氣池，旋轉(zhuǎn)式無(wú)泡膜式充氧組件在曝氣池中以幾轉(zhuǎn)～幾十轉(zhuǎn)/分鐘的速度旋轉(zhuǎn)，充氧過(guò)程采取間歇充排氣的方式，控制供氣壓力在纖維膜泡點(diǎn)以下，氧氣在濃差和壓差的驅(qū)動(dòng)下，在膜表面迅速溶解并擴(kuò)散到污泥水中，使其溶解氧濃度保持在1～2.5mg/L，旋轉(zhuǎn)式充氧組件同時(shí)起到了混合和攪拌活性污泥的作用。本發(fā)明與常規(guī)曝氣方法相比，具有氧傳遞速率高、充氧效果好、氣量小、低能耗、膜污染小、更換和維修方便等特點(diǎn)，特別適合污水處理技術(shù)中活性污泥曝氣池的升級(jí)和改造。文檔編號(hào)C02F3/20GK101514049SQ200910096978公開(kāi)日2009年8月26日申請(qǐng)日期2009年3月26日優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日發(fā)明者徐又一,朱利平,駿李申請(qǐng)人:浙江大學(xué)