公布日：2024.12.31
申請日：2024.10.11
分類號：C02F3/12(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種MBR過濾器及其集裝箱式廢水凈化系統(tǒng)，所述的MBR過濾器，具有依次平行排布的第一濾膜層、第一布墊層、第一凈化水腔層、支撐骨架層、第二凈化水腔層、第二布墊層、第二濾膜層組成的多層器件。在多層器件的外圍具有塑料材質(zhì)的圍成的密閉邊框，在密閉邊框的上側(cè)面上具有出水口。所述的濾膜層能夠過濾廢水，所述的布墊層為碳纖維布，其上可連接電源電極，多個平行排布的相鄰MBR過濾器之間形成的電場能夠振蕩去除過各自濾膜上粘附的污泥。該設備處理廢水能力強，濾膜自潔容易，并可以做成移動式一體化廢水處理設備。
權(quán)利要求書
1.一種MBR過濾器，具有多層器件，在多層器件的外圍具有塑料材質(zhì)圍成的密閉邊框（4），在密閉邊框（4）的側(cè)面上具有出水口（2）；多層器件為依次平行排布的第一濾膜層（5）、第一布墊層（6）、第一凈化水腔層（7）、支撐骨架層（8）、第二凈化水腔層（9）、第二布墊層（10）、第二濾膜層（11）；所述的濾膜層（5或11）是高分子過濾膜，能夠過濾廢水獲得凈化水；所述的支撐骨架層（8）對其他層具有支撐固定作用；所述的凈化水腔層（7或9）能夠收集透過濾膜層（5或11）的凈化水，并從邊框（4）上的出水口（2）排放出去；其特征在于：所述的布墊層（6或10）為碳纖維布或碳纖維氈的墊層，一片布墊層（6或10）連接電源的正極（15），另一片布墊層連接電源的負極（16），電源兩極的電壓大于污泥中大部分污染性化合物的電離所需要的電壓、小于36V安全電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的MBR過濾器，其特征在于：所述的過濾膜為PVDC材質(zhì)。
3.一種權(quán)利要求1所述的MBR過濾器的廢水處理裝置，其特征在于：按照廢水進入路線，依次為第一氧化池（17）、或及第二氧化池（18）、濾膜池（19），將廢水的微生物氧化降解與廢水的過濾功能分開進行；所述的氧化池（17或18）中放置好氧微生物菌種，所述的濾膜池（19）中放置多只平行排布的MBR過濾器（3）；相鄰的碳纖維布墊層（6或10）中的一片連接電源的正極（15），另一片連接電源負極（16）；多個電源正極（15）連接在一起，連通總電源的正極；多個電源負極（16）連接在一起，連通總電源負極；多個MBR過濾器（3）形成并聯(lián)連接形式。
4.如權(quán)利要求3所述的MBR過濾器的廢水處理裝置，其特征在于：相鄰的兩塊過濾器的濾膜層之間構(gòu)成間距較小的平行板電場A，同一塊過濾器的兩個濾膜層之間構(gòu)成間距較大的平行板電場B；平行板電場A的場強大于平行板電場B的場強。
5.如權(quán)利要求3或4所述的MBR過濾器的廢水處理裝置，其特征在于：電控間（20）、氧化池（17或18）、濾膜池（19）、設備間（21）依次設置在集裝箱的底板（26）上和外殼內(nèi)部；電控間（20）具有人員進出口和電控儀表，電控儀表分別具有信號線連通并采集氧化池（17或18）和濾膜池（19）的狀態(tài)參數(shù)，電控儀表分別具有控制線連通并控制進水泵（27）、出水泵（28）、空壓泵（29）的啟停；設備間（21）具有人員進出口及進水泵（27）、出水泵（28）、空壓泵（29）；進水泵（27）通過進水管路連通氧化池（17或18），出水泵（28）通過出水管路（1）連通濾膜池（19），空壓泵（29）通過氧化池（17或18）底部的曝氣管路（14）連通氧化池（17或18）。
6.如權(quán)利要求5所述的MBR過濾器的廢水處理裝置，其特征在于：氧化池（17或18）與濾膜池（19）的外壁與集裝箱的外殼之間，具有保溫層，形成夾芯復合材料結(jié)構(gòu)增強廢水池壁和集裝箱外殼；在保溫層中分別埋置有進水管路、出水管路（1）。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：提供一種可靈活移動使用，尤其適合印染廢水處理，具有自潔功能的MBR過濾器及其集裝箱式廢水凈化系統(tǒng)。
技術方案：本發(fā)明的MBR過濾器，具有依次平行排布的第一濾膜層、第一布墊層、第一凈化水腔層、支撐骨架層組成的多層器件；或者，具有依次排布的第一濾膜層、第一布墊層、第一凈化水腔層、支撐骨架層、第二凈化水腔層、第二布墊層、第二濾膜層組成的多層器件。
在多層器件的外圍具有塑料材質(zhì)（如ABS材質(zhì)）圍成的密閉邊框；在密閉邊框的上側(cè)面上具有出水口，可連通出水管路。
使用時，MBR過濾器浸沒在廢水池中，廢水池中可有生物活性污泥，其中具有好氧微生物，能夠?qū)U水中的有機物進行氧化降解；接著，廢水透過濾膜層進行過濾，進入凈化水腔層中；有機物被阻擋在濾膜層外，繼續(xù)被生物活性污泥所降解。然后，形成的凈水（或形成可在印染生產(chǎn)線中循環(huán)使用的中水）通過出水口排到出水管路中輸送出去。
廢水池底預置有曝氣裝置，曝氣吹動生物活性污泥，給好氧微生物補給氧氣的同時，攪拌污泥，預防污泥積存甚至堵塞濾膜表面。
所述的濾膜層是高分子過濾膜，過濾膜按膜孔的大小從粗到細分為微濾膜(MF)，超濾膜(UF)，納濾膜(NF)或反滲透膜(RO)。廢水廢水過濾膜為PVDF等耐腐蝕耐溫高分子膜(優(yōu)選聚偏氯乙烯PVDC，具有較高阻隔性，適合制成選擇透過性濾膜；比四氟乙烯降低制造成本，比聚氯乙烯耐熱耐老化，同時分子具有較大極性，與電場配合使用，有利于極性有機分子、陰陽離子、陰陽離子團和水分子的運動和與濾膜表面的分離)。
所述的支撐骨架層為非金屬材質(zhì)（不會導電，防止漏電，優(yōu)選成型性較好性價比較高的ABS材質(zhì)）。
所述的布墊層，其厚度大于濾膜層，孔徑大于過濾膜的孔徑，緊貼或緊靠濾膜層，對濾膜層具有內(nèi)襯或緩沖作用。所述的支撐骨架層對另外兩層具有支撐固定作用。
上述MBR濾膜長期使用后表面可能粘附污泥，除了曝氣吹出的氣泡攪動污泥防止沉淀之外，還有下列自潔方法：所述的布墊層為碳纖維布墊層（碳纖維布或氈，兼具內(nèi)襯和導電電極的作用），其上可連接電源（周期較大的脈沖直流或交流，另有控制器和電源開關）的一個電極。多塊MBR過濾器相鄰（相鄰的間距小于凈化水腔層的厚度）平行排布在廢水池中，相鄰的碳纖維布墊層分別連接（或者依次間隔設置）電源的正極和負極。多個電源正極連接在一起，連通總電源的正極；多個電源負極連接在一起，連通總電源負極。使得相鄰的兩塊過濾器的濾膜層之間構(gòu)成間距較小的平行板電場A，同一塊過濾器的兩個濾膜層之間構(gòu)成間距較大的平行板電場B；相鄰MBR過濾器之間電場（而且，該電場在兩濾膜之間，廢水或污泥中的電解質(zhì)不接觸電極，不會吸附在碳纖維布或氈墊層的電極表面，保持良好的導電能力）對污泥中電解質(zhì)離子或離子團的吸附或排斥力大于同一個MBR過濾器中的電場。
由于平行板電場A的場強大于平行板電場B的場強（恒定或振蕩，振蕩使得正負極頻繁交換，陰陽離子及其基團伴隨振蕩），活性污泥或廢水中的陰、陽離子或其基團將在電場的作用下分別向正極或負極移動或者來回振動，使得活性污泥不易積存或者粘附在濾膜的外壁表面。
本發(fā)明中，廢水池可以為2-3個，按照廢水進入路線，依次為第一氧化池、或及第二氧化池（兩只串聯(lián)，進一步氧化降解，增加有機分子降解效果）、過濾池；將微生物氧化與濾膜過濾功能分開進行，使得氧化分解徹底，微生物基本不接觸電源電極，保持良好的生物活性。
而且，電場兩極的電壓（電壓能夠克服污泥中大部分污染性化合物的電離電勢能—電離所需要的電壓、小于36V安全電壓），在污泥或廢水中形成電場或電流，清除積存或者粘附在濾膜上的污泥的同時，促使污泥中的微生物在濾膜池中觸電死亡，減小剩余微生物帶來的污染。
本發(fā)明中，廢水池及其控制單元、進水管路、進水泵、出水管路、出水泵、曝氣管路、空壓泵均可以按照一定位置順序放置在集裝箱外殼中，便于吊裝運輸，用于不同的場所進行廢水處理。廢水池中的廢水排空后（可以預留少量廢水污泥保持微生物活性）空箱吊裝，就位后廢水進入凈化處理。
優(yōu)選，在不銹鋼薄壁廢水池與集裝箱的外殼之間，預埋有保溫層，既保溫，又形成夾芯復合材料結(jié)構(gòu)增強廢水池壁和集裝箱外殼的力學性能，可以減少壁厚，減輕重量。
進一步優(yōu)選，在保溫層中分別埋置有進水管路、出水管路、曝氣管路，既隱藏美觀，又保護管路防止冬天凍著。進水泵、出水泵、空壓泵在設備間露置，便于運轉(zhuǎn)維護。
本發(fā)明中，電控間頂部不切割，側(cè)面箱體上開具操作人員進出的門；設備間頂部不切割，側(cè)面箱體上開具操作人員進出的門；氧化池和濾膜池頂部開口，便于安放（可配蓋板）。
本發(fā)明中，集裝箱上方周邊具有加高圍堰，保護上方添加微生物和維護操作人員的安全；集裝箱開口邊緣加焊擋水板，防止雨水倒灌進集裝箱內(nèi)。集裝箱內(nèi)部的氧化池和濾膜池的頂部上口做翻邊，可與加高圍堰用螺栓連接在一起，便于吊裝運輸或固定連接。
有益效果：集裝箱式一體化廢水處理設備，具有技術性能穩(wěn)定可靠，處理效果好，投資省，占地少，維護方便等優(yōu)點。設備可以連接在汽車上做成移動式一體化廢水處理設備，搬運移動方便。
MBR過濾器的比表面積大,過濾膜附著能力強，在同樣有機物負荷條件下，對有機物濾過去除率高。
相鄰兩只MBR過濾器的碳纖維布墊層之間分別連接脈沖直流或交流電源的正負極，其間形成的脈沖電場或者交變電場，使得污泥中的極性物質(zhì)或者廢水中的電解質(zhì)，受到脈沖或者交變的電場力，引起移動（正離子向負極移動，負離子向正極移動）或者振蕩，污泥不易粘附在過濾膜的外表或者容易脫附，避免了污泥顆粒堵塞過濾膜的濾孔，保證濾膜可以長期重復使用。
電控間能夠測試控制廢水進入的溫度，氧化池內(nèi)的微生物吸附在污泥中，廢水中的有機物質(zhì)成為微生物的營養(yǎng)物質(zhì)，加上曝氣裝置補充新鮮空氣，微生物存活率高，具有活性污泥法的特征。
（發(fā)明人：李繼松;劉剛剛;徐良軍;徐功林;沈洋洋;陸玉）
