超低气水比双层膜组器的制作方法

本技术涉及膜组器，特别涉及一种由波纹膜和帘式膜组成的具有超低气水比特点的双层膜组器。

背景技术：

1、mbr膜生物反应器技术先进、产水水质优，但mbr存在曝气量大、回流量大、行能耗高等缺点，现有的mbr膜组器的运行气水比通常达到15～20:1，能耗问题突出。

2、为了降低膜组器能耗，有技术人员尝试涉及双层组器，可以在相同的占地面积下填充更多的膜面积，充分利用曝气量和膜池内纵向空间，从而节能降耗。中国发明专利申请cn 104399373 a公开了一种多通道双层式平板膜组器，将第一膜箱设置在第二膜箱的上侧，膜箱中各自填充有至少两个双出水口膜元件。该膜组器应用了双层平板膜，平板膜组件因为膜片间距较小，运行一段时间后，受污泥和进水影响，会出现膜片粘黏的现象，此时膜片间曝气通道堵塞，进而影响到上层膜组器的曝气效果，最终导致能耗上升或出水品质下降。

3、因此，在确保出水品质的同时，如何减缓膜污染、降低膜组器气水比、节约运行能耗，是mbr组器发展的方向，也是本技术领域的追求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是克服现有技术缺陷，通过对膜组器进行结构改进，期望在确保出水品质的前提下降低气水比以降低能耗，以提供一种新的膜组器。

2、基于此，本实用新型提供一种超低气水比双层膜组器，其中，所述双层膜组器包括上下设置的波纹膜区(i)和帘式膜区(ii)，所述波纹膜区(i)包括波纹膜区支架(13)和并列设置在支架内的多片波纹膜(4)，每一片波纹膜的产水端通过波纹膜产水支管汇聚至波纹膜总产水端(2)；帘式膜区(ii)包括帘式膜区支架(14)和并列设置在支架内的多片帘式膜(5)，每一片帘式膜(5)的产水端通过帘式膜产水支管汇聚至帘式膜总产水端(1)；在所述双层膜组器底部设置曝气分流座(8)，曝气分流座(8)上设有曝气孔，鼓风装置的出风口通过曝气管(3)连接到曝气分流座(8)，波纹膜(4)与帘式膜(5)的高度比例为1:1～6，波纹膜区(i)中波纹膜的片数与帘式膜区(ii)中帘式膜的片数比例是1：1～3。

3、在本实用新型中，气水比是指每小时通入的气体量与每小时水量的比值。其计算方法如下：

4、每小时水量(m3/h)＝膜通量(l/m2/h)×膜面积(m2)/1000

5、每小时气体量(m3/h)＝曝气强度(m3/m2/h)×组器投影面积(m2)

6、通常，波纹膜与阵列膜的高度、片数比例和单片膜的膜面积对曝气量、膜通量和膜面积有影响，因此通常需要根据实际的曝气量、膜通量和膜面积计算出气水比。在本实用新型中，满足波纹膜与帘式膜的高度比例为1:1～6、且波纹膜片数与帘式膜的片数比例为1：1～3时，通常能够满足气水比小于4。本领域技术人员也可以根据气水比的计算结果，通过调整波纹膜与阵列膜的高度、片数比例和单片膜的膜面积以实现低气水比。

7、在本实用新型中，帘式膜是指由中空纤维膜丝和膜壳所构成的膜产品，具备强度高、耐摩擦、寿命长、通量大、抗氧化性能好等特征，例如碧水源生产销售的各型号“帘式膜”产品。

8、波纹膜是指表面加工成波纹状的膜产品，具备更大的表面积而具备更高的膜分离效率，例如根据中国发明专利申请cn 108079796a记载的方法制备得到的波纹膜。

9、作为一种优选的实施方式，波纹膜区(i)中相邻两片波纹膜的间距是0～20mm。其中，相邻两片波纹膜的间距是指相邻两片膜各自的膜壳的距离，当膜间距为0表示相邻的两片膜各自的膜壳相互紧贴无间距。而帘式膜区(ii)中相连两片帘式膜的间距是10～50mm。不同类型的膜采用了不同的间距，间距的选择保证了良好的曝气效率高，确保有充足的曝气通过膜间间隙从下层传到上层的膜，从而获得良好的耐污染性能。

10、根据一种优选的实施方式，波纹膜(4)的高度为0.5m～2m，帘式膜(5)的高度为1.0m～3.0m。

11、在本实用新型中，波纹膜与帘式膜的安装方式有所不同。帘式膜区(ii)中的帘式膜片的两端膜壳平行于底面放置，安装时膜壳之间存在间隙，底部曝气可通过膜壳间隙与膜丝之间的间隙分散于膜池中；而波纹膜区(i)通常采用相邻膜片的膜壳无缝排列的安装方式，为了使曝气进入膜片内部，两端膜壳垂直于地面放置。帘式膜和波纹膜的长度都不宜过长，否则可能会影响膜片产水均匀性。考虑到帘式膜的膜面积填充率(膜面积/所占容积)高于波纹膜，本实用新型为了实现低气水比，帘式膜的面积应占多。

12、在本实用新型中，所述双层膜组器的总高度为2.0～6.0m。如果膜组器的总高度低于2.0m，则没有充分利用膜池空间，从而没有达到最优的产水效率；如果膜组器总高度过高，会导致膜组器上部的曝气气压不足，因此上次膜容易被污染。

13、本实用新型的双层膜组器的曝气强度设置在50-150nm3/(m2·h)，膜片运行通量为10-40lmh。

14、可选地，可将，或将波纹膜区(i)设置在帘式膜区(ii)下方。

15、由于波纹膜与帘式膜的安装方式有所不同，当进水中含有的毛发量较多时，由于波纹膜相比帘式膜更不易积缠毛发，因此优选地将波纹膜区(i)设置在帘式膜区(ii)上方。

16、而当进水的污泥浓度较高时，为避免帘式膜的膜丝底部积泥，因此将波纹膜区(i)设置在帘式膜区(ii)下方，以缓解帘式膜根部积泥。

技术特征：

1.一种超低气水比双层膜组器，其特征在于所述双层膜组器包括上下设置的波纹膜区(i)和帘式膜区(ii)，所述波纹膜区(i)包括波纹膜区支架(13)和并列设置在支架内的多片波纹膜(4)，每一片波纹膜的产水端通过波纹膜产水支管汇聚至波纹膜总产水端(2)；帘式膜区(ii)包括帘式膜区支架(14)和并列设置在支架内的多片帘式膜(5)，每一片帘式膜(5)的产水端通过帘式膜产水支管汇聚至帘式膜总产水端(1)；在所述双层膜组器底部设置曝气分流座(8)，曝气分流座(8)上设有曝气孔，鼓风装置的出风口通过曝气管(3)连接到曝气分流座(8)，波纹膜(4)与帘式膜(5)的高度比例为1：1～6，波纹膜区(i)中波纹膜的片数与帘式膜区(ii)中帘式膜的片数比例是1：1～3。

2.根据权利要求1所述的双层膜组器，其特征在于波纹膜区(i)中相邻两片波纹膜膜壳的间距是0～20mm。

3.根据权利要求1所述的双层膜组器，其特征在于帘式膜区(ii)中相连两片帘式膜的间距是10～50mm。

4.根据权利要求1所述的双层膜组器，其特征在于波纹膜(4)的高度为0.5m～2m，帘式膜(5)的高度为1.0m～3.0m。

5.根据权利要求1所述的双层膜组器，其特征在于所述双层膜组器的总高度为2.0～6.0m。

6.根据权利要求1所述的双层膜组器，其特征在于曝气强度设置在50-200nm3/(m2·h)，膜片运行通量为10-40lmh。

7.根据权利要求1所述的双层膜组器，其特征在于将波纹膜区(i)设置在帘式膜区(ii)上方，或将波纹膜区(i)设置在帘式膜区(ii)下方。

技术总结
本技术提供一种超低气水比双层膜组器，其中，所述双层膜组器包括上下设置的波纹膜区(I)和帘式膜区(II)，波纹膜区(I)包括波纹膜区支架(13)和并列设置的多片波纹膜(4)，每一片波纹膜的产水端通过波纹膜产水支管汇聚至波纹膜总产水端(2)；帘式膜区(II)包括帘式膜区支架(14)和并列设置的多片帘式膜(5)，每一片帘式膜(5)的产水端通过帘式膜产水支管汇聚至帘式膜总产水端(1)；波纹膜(4)与帘式膜(5)的高度比例为1:1～6，波纹膜区(I)中波纹膜的片数与帘式膜区(II)中帘式膜的片数比例是1：1～3。本技术的超低气水比双层膜组器经过持续运行后未发现膜片粘黏现象，有效降低产品能耗。

技术研发人员：任海勇
受保护的技术使用者：北京乐达源兴科技有限公司
技术研发日：20230627
技术公布日：2024/3/4