一種污水中污染物濃縮的高通量動態(tài)膜分離裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護、污水處理領域，具體涉及一種污水中污染物濃縮的高通量動態(tài)膜分離裝置。
【背景技術】
[0002]環(huán)境污染和資源短缺是21世紀亟需解決的全球性問題，近年來，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，城市污水排放量逐年增加，日益嚴重的水污染問題制約了經(jīng)濟社會的發(fā)展。因此，水污染的控制和治理刻不容緩。同時，將污水污染物進行資源能源轉(zhuǎn)化成為人們廣泛關注的焦點。目前城市污水處理大多采用活性污泥法，其主要的處理核心是實現(xiàn)污染物的去除。隨著污水處理可持續(xù)發(fā)展觀念的不斷深化，污水處理逐漸由“污染物去除”向“污水資源化、能源化處理”轉(zhuǎn)變。
[0003]厭氧生物處理技術可將碳源轉(zhuǎn)化為甲烷，能夠?qū)崿F(xiàn)污水的資源化、能源化。然而城市污水中污染物濃度低，直接影響污染物的資源化、能源化轉(zhuǎn)化與回收效率。典型的城市生活污水COD含量在150?400 mg/L之間，TN約為15?40 mg/L，氨氮約為10~30 11^/1，了?約為1.5-5 mg/L。因此進行城市污水的污染物富集濃縮是實現(xiàn)污水的能源化與資源化的關鍵，尋求經(jīng)濟高效的城市污水濃縮技術是該領域的迫切需求。
[0004]目前報道的有機污染物富集濃縮主要有兩種途徑:一種是采用短泥齡的活性污泥吸附工藝對低濃度城市污水進行富集濃縮，再進行碳源的資源化、能源化回收利用；另一種是通過短泥齡的膜-生物反應器(MBR)工藝對污水中的有機碳源進行富集與濃縮。第一種富集濃縮方法伴隨著污染物在濃縮過程中的損耗(微生物的降解);第二種濃縮方法同樣伴隨污染物的損耗，且獲得的污泥濃度低，后續(xù)需要濃縮等處理，同時短泥齡MBR的膜污染嚴重，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
[0005]近年來，膜分離技術在污水處理領域得到了快速發(fā)展，動態(tài)膜分離技術由于具有相對投資成本低、膜污染控制難度小、能耗低等優(yōu)點而在污水處理領域受到了關注。動態(tài)膜(dynamic membrane)又可以稱為次生膜(secondary membrane)，是指通過預涂劑或過濾介質(zhì)中的顆粒物在大孔基材表面形成的具有固液分離功能的膜。動態(tài)膜的形成可以顯著提高大孔基材的攔截效率，其中大孔基材主要包括尼龍網(wǎng)、滌綸網(wǎng)、不銹鋼網(wǎng)和無紡布等材料。動態(tài)膜形成后其固液分離效果可以達到微濾和超濾的分離效率。過度形成的動態(tài)膜可以用水力清洗等手段去除以恢復其過濾性能，清洗簡單方便。
[0006]目前，關于動態(tài)膜應用于城市污水中污染物的富集濃縮還鮮有報道。此外，在應用動態(tài)膜進行城市污水污染物富集濃縮時，要盡可能地避免濃縮過程中的碳源損失，需要采用較短的水力停留時間和較高的運行通量;然而較高的運行通量往往會導致動態(tài)膜的過度形成(即動態(tài)膜的污染)，影響系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。本發(fā)明即是針對上述背景，提出了一種適宜于城市污水中有機污染物濃縮的動態(tài)膜分離方法，可以實現(xiàn)動態(tài)膜的高通量穩(wěn)定運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提出一種污水中污染物濃縮的高通量動態(tài)膜分離裝置，通過物化分離手段，在較短的水力停留時間內(nèi)實現(xiàn)城市污水污染物富集濃縮，提高污水資源化、能源化處理效率。
[0008]本發(fā)明提出的一種污水中污染物濃縮的高通量動態(tài)膜分離裝置，由配水槽1、濃縮反應器6及動態(tài)膜組件7組成，其中:
配水槽I與濃縮反應器6通過單向止回閥11連接;配水槽I上部設有進水管2，進水管2用于引入待處理的污水，底部設有放空閥3;配水槽I設置有自動加藥裝置4和攪拌電機5，自動加藥裝置4用于向配水槽I投加高分子混凝劑，攪拌電機5用于對高分子混凝劑和污水進行攪拌混合，保證高分子混凝劑的混凝效果和進入濃縮反應器6水質(zhì)的均勻；動態(tài)膜組件7設置于濃縮反應器6內(nèi)，依靠動態(tài)膜組件7的過濾攔截作用對污水中的污染物進行富集濃縮；動態(tài)膜組件7—側(cè)連接減速電機8，通過減速電機8帶動動態(tài)膜組件7旋轉(zhuǎn)，形成旋轉(zhuǎn)式動態(tài)膜組件7，膜面剪切力能夠有效限制膜污染的增長;另一側(cè)通過萬向旋轉(zhuǎn)接頭9連接出水栗，進行抽吸出水。
[0009]本發(fā)明中，動態(tài)膜組件7為圓形膜組件，膜組件厚度為10?15mm。動態(tài)膜基材為250-500目的滌綸篩網(wǎng)或尼龍篩網(wǎng)，厚度小于等于I mm。
[0010]本發(fā)明中，萬向旋轉(zhuǎn)接頭通過油封保證于連接動態(tài)膜組件7連接的密封性。
[0011]本發(fā)明中，減速電機轉(zhuǎn)速為25?50rpm，通過油封保證減速電機與動態(tài)膜組件7連接的密封性。
[0012]本發(fā)明中，濃縮反應器底部設有排泥閥10。
[0013]本發(fā)明所述的一種污水中污染物濃縮的高通量動態(tài)膜分離裝置的使用方法，具體步驟如下:
待處理污水經(jīng)由配水槽進水管首先注入配水槽，與自動加藥裝置投加的高分子混凝劑充分混合后，通過單向閥進入濃縮反應器中，經(jīng)過絮凝的污水首先會有較大顆粒的污染物發(fā)生沉降。同時，圓形旋轉(zhuǎn)動態(tài)膜組件會最先截留一些大顆粒的污染物，使得動態(tài)膜組件支撐網(wǎng)上的孔徑逐漸縮小，之后在動態(tài)膜大孔基材上形成一層厭氧污泥層，污泥層的形成提高了大孔基材對污染物的富集和截留效果，具有良好的分離和濃縮功能。
[0014]在減速電機的帶動下，動態(tài)膜過濾過程中存在膜面剪切力，能夠有效限制污染物在膜表面的沉積，降低膜污染的速率，提高動態(tài)膜分離的運行周期。隨著運行時間的延長，經(jīng)過了長時間的過濾截留作用后，沉積在動態(tài)膜組件上的污染物會越來越厚，動態(tài)膜孔徑進一步縮小，膜通量下降，運行能耗增加，此時需對動態(tài)膜進行清洗。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)動態(tài)膜可以采用水力清洗、物理刮洗等方法進行清洗。
[0015]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
(I)動態(tài)膜采用大孔基材作為支撐層，取材容易，造價低廉，且動態(tài)膜形成時間較短，過度形成的動態(tài)膜(即動態(tài)膜污染)清洗方式簡單。
[0016](2)通過投加高分子混凝劑，可以顯著提高污水中顆粒態(tài)和膠體態(tài)有機物的分離效果和沉降性能，提升后續(xù)濃縮反應器中的分離濃縮效果。
[0017](3)圓形旋轉(zhuǎn)動態(tài)膜組件能夠在高通量60?120 L/(m2.h)下穩(wěn)定運行25?35 d，旋轉(zhuǎn)動態(tài)膜能夠有效濃縮污染物，降低出水濁度和COD含量。
[0018](4)水力停留時間較短，為30?60 min，系統(tǒng)不需要曝氣，污染物濃縮過程中碳源損失少。
[0019](5)旋轉(zhuǎn)動態(tài)膜轉(zhuǎn)速較低，所需減速電機的能源消耗較小。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明一種污水中污染物濃縮的高通量動態(tài)膜分離裝置示意圖。
[0021 ]圖2是圓形動態(tài)膜組件