一种无纺布管式自生动态膜组件及其制造方法和使用方法 【技术领域】
本发明涉及一种用于环境保护工程的设备及其制造方法和使用方法，特别是一种无纺布管式自生动态膜组件及其制造方法和使用方法。
背景技术
膜生物反应器因具有出水水质好、占地面积小、处理污泥浓度高、操作方便等优点引起广泛关注，但膜组件成本高、运行成本高、膜易污染等问题仍是阻碍该工艺在中国大规模应用的瓶颈。动态膜技术是用大孔径网膜代替传统的微滤膜，利用运行过程中膜基材表面形成的污泥层起到截留作用的一种工艺。该工艺在保留了传统膜组件的优势，同时具有在较低操作压力下即可出水、渗透通量大、维护要求低等优点。
自生动态膜属于动态膜的一种，具有无需投加预涂剂、在线生成等优点，多为平板式。平板式虽具有构造简单、制作方便等优点，但因难以批量生产和反洗操作困难，阻碍了其在工业上的大规模应用。
【发明内容】
发明目的：本发明针对现有技术的不足，第一目的是公开了一种能够实现量产的高效去污的无纺布管式自生动态膜组件；第二目的是公开了无纺布管式自生动态膜组件的制造方法；第三目的是公开了无纺布管式自生动态膜组件的使用方法。
技术方案：本发明的第一目的是公开了一种能够实现量产的高效去污的无纺布管式自生动态膜组件，所述的无纺布管式自生动态膜组件包括无纺布膜管、导流短管、膜壳、曝气装置、内封装板、外封装板、下接口、上接口和集水区，所述膜壳为圆柱形管道，膜壳的两端从外向内分别依次设有外封装板和内封装板，外封装板上设有180～430个圆孔，内封装板上设有300～860个圆孔；无纺布膜管通过内封装板上的圆孔固定在膜壳内，导流短管通过外封装板上的圆孔固定在外封装板和内封装板之间；膜壳上端外封装板和内封装板之间设上接口，膜壳下端外封装板和内封装板之间为集水区，设有下接口；膜壳底部设有和导流短管相通的曝气装置。
所述无纺布膜管为外径是5mm～15mm，内径是4.5mm～14.5mm，长度是0.3m～3m的由无纺布卷制成的细管，导流短管为外径和内径与无纺布膜管相同的，长度是80mm～150mm的由无纺布卷制成的细管。
所述的外封装板和内封装板上的圆孔半径和无纺布膜管的外径相同。
每只无纺布膜管两端有6只导流短管呈正六边形环绕分布。
本发明的第二目的是公开了无纺布管式自生动态膜组件的制造方法，所述无纺布管式自生动态膜组件的制造方法，包括以下步骤：
(1)使用树脂纤维材料制成每平方米重量为60g～180g，孔径为10μm～80μm的无纺布，所述的树脂纤维材料为聚丙烯、聚酯和粘胶纤维；
(2)将无纺布条卷制成无纺布膜管和导流短管，接缝处热融结合或接触剂结合；
(3)使用树脂材料按要求将膜壳、内封装板和外封装板注塑成型，所述的树脂材料为PVC树脂、UPVC树脂或ABS树脂；
(4)膜壳两端依次装入内封装板和无纺布膜管，灌入环氧树脂密封；依次装入导流短管和外封装板，灌入环氧树脂密封。然后安装下接口、上接口和曝气装置。
本发明的第三目的是公开了无纺布管式自生动态膜组件的使用方法，所述无纺布管式自生动态膜组件使用时，包括以下步骤：
(1)将无纺布管式自生动态膜组件置于含有活性污泥的反应器内；
(2)过滤时，污水由曝气装置气提，经导流短管进入组件内部；
(3)无纺布膜管截留混合液中活性污泥絮体，逐步在无纺布膜管表面形成稳定的动态膜。一部分水经无纺布膜管上形成的动态膜过滤后成为净水，净水在重力作用下汇集至集水区，通过下接口排出膜组件，其余部分的水通过组件上部的导流短管重新进入反应器循环过滤；
(4)当出水通量下降至进水通量的60％-75％时，进行反冲洗，反冲洗时，反冲水经过上接口进入膜管内部，快速冲刷无纺布膜管表面，直至大部分动态膜脱离，然后继续进行污水处理过程；
(5)过滤结束后，对膜组件再次进行反冲洗。
有益效果：本发明使用无纺布作为膜基材，易形成动态膜，重力出流通量大；膜管接缝处热融结合，具有很好的机械强度，可满足正洗和反洗的要求；膜外壳可保护动态膜组件，保证组件内上升流体的稳定性；通过在线正洗和定期反洗，不存在污染问题，运行处理效果稳定；生产工艺简单、便于大规模生产，能够实现良好的社会和经济效益。
【附图说明】
图1是本发明的结构示意图；
图2是内封装板截面图；
图3是外封装板截面图；
图4是本发明的使用流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明作进一步的解释。
本发明公开了一种无纺布管式自生动态膜组件及其制造方法和使用方法，所述的无纺布管式自生动态膜组件包括无纺布膜管1、导流短管2、膜壳3、曝气装置4、内封装板5、外封装板6、下接口7、上接口8和集水区9，膜壳3的两端从外向内分别依次设有外封装板6和内封装板5，外封装板6上设有180～430个圆孔，内封装板5上设有300～860个圆孔；无纺布膜管1通过内封装板5上的圆孔固定在膜壳3内，导流短管2通过外封装板上6的圆孔固定在外封装板6和内封装板5之间；膜壳3上端外封装板6和内封装板5之间设上接口8，膜壳3下端外封装板6和内封装板5之间为集水区9，设有下接口7；膜壳3底部设有和导流短管2相通的曝气装置4。
所述无纺布膜管1为外径是5mm～15mm，内径是4.5mm～14.5mm，长度是0.3m～3m的由无纺布卷制成地细管，导流短管2为外径和内径与无纺布膜管1相同的，长度是80mm～150mm的由无纺布卷制成的细管。
所述的外封装板6和内封装板5上的圆孔半径和无纺布膜管1的外径相同。
每只无纺布膜管1两端有6只导流短管2呈正六边形环绕分布。
所述无纺布管式自生动态膜组件的制造方法，包括以下步骤：
(1)使用树脂纤维材料制成每平方米重量为60g～180g，孔径为10μm～80μm的无纺布，所述的树脂纤维材料为聚丙烯、聚酯和粘胶纤维；
(2)将无纺布条卷制成无纺布膜管1和导流短管2，接缝处热融结合或接触剂结合；
(3)使用树脂材料按要求将膜壳3、内封装板5和外封装板6注塑成型，所述的树脂材料为PVC树脂、UPVC树脂或ABS树脂；
(4)将无纺布膜管1和导流短管2装入膜壳3，膜壳3两端依次装入内封装板5和外封装板6，封装板和膜壳3的接缝处灌入环氧树脂灌胶密封，然后安装上接口8、下接口7和曝气装置4。
所述无纺布管式自生动态膜组件的使用方法包括以下步骤：
(1)将无纺布管式自生动态膜组件置于含有活性污泥的反应器内；
(2)过滤时，污水由曝气装置4气提，经导流短管2进入组件内部；
(3)无纺布膜管1截留混合液中活性污泥絮体，逐步在无纺布膜管1表面形成稳定的动态膜。一部分水经无纺布膜管1上形成的动态膜过滤后成为净水，净水在重力作用下汇集至集水区9，通过下接口7排出膜组件，其余部分的水通过组件上部的导流短管2重新进入反应器循环过滤；
(4)当出水通量下降至进水通量的60％-75％时，进行反冲洗，反冲洗时，反冲水经过上接口8进入膜管内部，快速冲刷无纺布膜管1表面，直至大部分动态膜脱离，然后继续进行污水处理过程；
(5)过滤结束后，对膜组件再次进行反冲洗。
实施例1
选取平均孔径为60μm的聚酯无纺布，切成宽度为18mm的布条，分别制作410根无纺布膜管1，所述无纺布膜管1长1.8m，外径为8mm，内径为7.5mm；820根导流短管2，所述导流短管2长0.10m，外径为8mm，内径为7.5mm；注塑膜壳3，材质为PVC树脂，外径为350mm，长度为2100mm，厚度为4mm；注塑2个内封装板5，圆孔820个，孔径为8mm；2个外封装板6，圆孔410个，孔径为8mm；精加工曝气头和曝气管路一套。
所述膜壳3的两端从外向内分别依次设有外封装板6和内封装板5，无纺布膜管1通过内封装板5上的圆孔固定在膜壳3内，导流短管2通过内封装板5上的圆孔固定在外封装板6和内封装板5之间；膜壳3上端外封装板6和内封装板5之间设上接口8，膜壳3下端外封装板6和内封装板5之间为集水区9，设有下接口7；膜壳3底部设有和导流短管2相通的曝气装置4。
将膜组件放入含有活性污泥的反应器中，另设一体积为2m3的中间水池。进水为生活污水，水质指标为COD＝180mg/L～420mg/L，BOD5＝80mg/L～260mg/L，NH3-N＝25mg/L～42mg/L，SS＝30mg/L～70mg/L。在气水比为15∶1，出水水头为50mm水柱，膜管错流流速1.5cm/s～2.5cm/s的条件下，反应器稳定运行8个月，无需离线清洗。膜组件稳定运行通量为1.1m3/h；当通量明显变小时利用清水反冲，反冲流量2.2m3/h。反应器开始运行和反洗后运行初期的出水排入中间水池，泵提或气提回反应器。系统出水COD在30mg/L～50mg/L之间，BOD5值在8mg/L以下，氨氮稳定在7mg/L以下，浊度稳定在3.0NTU以下，SS几乎为零，出水水质达到《城市污水再生利用-城市杂用水水质标准》规定的城市绿化、洗车、建筑施工和冲厕、道路清扫、消防等用水标准。
实施例2
选取平均孔径为30μm的聚酯无纺布，切成宽度为25mm的布条，分别制作300根无纺布膜管1，无纺布膜管1长1.6m，外径为12mm，内径为11.5mm，600根导流短管2，导流短管2长0.10m，外径为12mm，内径为11.5mm；注塑膜壳3，材质为PVC树脂，外径为450mm，长度为1900mm，厚度为5mm；注塑2个内封装板5，圆孔600个，孔径为12mm；2个外封装板6，圆孔300个，孔径为12mm；精加工曝气头和曝气管路一套。
所述膜壳3的两端从外向内分别依次设有外封装板6和内封装板5，无纺布膜管1通过内封装板5上的圆孔固定在膜壳3内，导流短管2通过内封装板5上的圆孔固定在外封装板6和内封装板5之间；膜壳3上端外封装板6和内封装板5之间设上接口8，膜壳3下端外封装板6和内封装板5之间为集水区9，设有下接口7；膜壳3底部设有和导流短管2相通的曝气装置4。
将4只膜组件放入含有活性污泥的反应器中，另设一体积为3m3的中间水池。进水为经厌氧处理后的酒精废水，水质指标为COD＝600mg/L～800mg/L，BOD5＝190mg/L～230mg/L，NH3-N＝29mg/L～36mg/L，SS＝110mg/L～160mg/L。在气水比为15∶1，出水水头为75mm水柱，膜管错流流速1.5cm/s～2.5cm/s的条件下，反应器稳定运行6个月，无需离线清洗。膜组件稳定运行通量为2.17m3/h；当通量明显变小时利用清水反冲，反冲流量4.35m3/h。反应器开始运行和反洗后运行初期的出水排入中间水池，泵提或气提回反应器。系统出水COD在80mg/L以下，BOD5值在15mg/L以下，氨氮稳定在11mg/L以下，浊度稳定在3.0NTU以下，SS几乎为零，出水水质达到《污水综合排放标准》的一级标准
本发明提供了一种无纺布管式自生动态膜组件及其制造方法和使用方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。