MBR膜的自动化清洗装置及清洗方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体而言，本发明涉及MBR膜的自动化清洗装置及清洗方法。

背景技术

MBR膜-生物反应器(Membrane Bio-Reactor，MBR)是膜分离技术与生物处理技术有机结合的新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，利用沉浸于好氧生物池内的膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥(MLSS)浓度可提升至8000～12000mg/L，甚至更高。

但是膜组器长时间运行，膜组件可能会出现积泥板结、膜污染严重等问题，同时会损失相应数量的过滤面积，又因水处理工艺前处理设施不尽相同，膜池来水都会夹带毛发、纤维等，几乎所有的中空纤维膜组件根部都会富集毛发、纤维等杂物，过量的杂物蓄积会影响膜组器曝气均匀程度，影响其正常运行。因此需要根据实际情况进行膜组器离线清洗、维护。

由于膜组器离线清洗采用人工清洗，工作量巨大，尤其是使用高压水冲洗膜片需要耗费大量人力、物力、时间，造成人工成本和水资源浪费，且人工操作不规范，极易造成膜丝损坏。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出MBR膜的自动化清洗装置及清洗方法。本装置将传统人工水清洗的模式转为机械自动化清洗，并增加滚刷单元在保证膜丝不受磨损情况下进一步对膜丝进行清理，大大降低了膜清洗用水量和人工成本，提高了清洗效率，同时避免了人工操作不规范对膜丝造成的损坏。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种MBR膜的自动化清洗装置。根据本发明的实施例，该MBR膜的自动化清洗装置包括：

框架；

传动单元，所述传动单元包括传动链条；

滚刷单元，所述滚刷单元包括滚刷，所述滚刷固定在所述传动链条上且随所述传动链条上下滑动；

水冲洗单元，所述水冲洗单元包括高压水管，所述高压水管固定在所述传动链条上且随所述传动链条上下滑动；

所述传动单元、所述滚刷单元和所述高压水管均设在所述框架上。

根据本发明上述实施例的MBR膜的自动化清洗装置，该装置同时设置了传动单元、滚刷单元和水冲洗单元，所述传动单元带动所述滚刷单元、所述水冲洗单元上下滑动，所述滚刷单元对所述MBR膜进行物理擦洗，所述水冲洗单元对所述MBR膜进行清洗。由此，本装置将传统人工水清洗的模式转为机械自动化清洗，并增加滚刷单元在保证膜丝不受磨损情况下进一步对膜丝进行清理，大大降低了膜清洗用水量和人工成本，提高了清洗效率，同时避免了人工操作不规范对膜丝造成的损坏。

另外，根据本发明上述实施例的MBR膜的自动化清洗装置还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述滚刷单元包括两组，两组所述滚刷单元分别设在MBR膜的两侧。

在本发明的一些实施例中，所述滚刷单元还包括滚刷电机，所述滚刷电机带动所述滚刷对MBR膜进行物理擦洗。

在本发明的一些实施例中，所述水冲洗单元包括两组，两组所述水冲洗单元分别设在MBR膜的两侧。

在本发明的一些实施例中，每组所述水冲洗单元包括两根高压水管，所述两根高压水管分别设在所述滚刷的上下两侧。

在本发明的一些实施例中，所述水冲洗单元还包括通过水管相连的水储存箱和水泵，所述水泵通过软水管与所述高压水管相连，所述软水管上设有压力传感器。

在本发明的一些实施例中，所述高压水管的出口水压不超过0.08MPa，优选0.05～0.08MPa。

在本发明的一些实施例中，所述传动链条包括两组，每组所述传动链条分别带动一组所述滚刷单元和所述水冲洗单元。

在本发明的一些实施例中，两组所述传动链条由同一个传动电机通过传动齿轮、传动轴承和带动链条同步带动。

在本发明的一些实施例中，所述装置还包括膜片上侧固定槽和膜片下侧固定槽，所述膜片上侧固定槽和所述膜片下侧固定槽分别设在所述框架的上框架和下框架上，用于固定MBR膜。

在本发明的一些实施例中，所述装置还包括滚刷滑轨，所述滚刷滑轨竖直固定在所述框架上，所述滚刷与所述高压水管均位于所述滚刷滑轨内且沿着所述滚刷滑轨上下滑动。

在本发明的一些实施例中，所述装置还包括触点式传感器，所述触点式传感器设置在所述滚刷滑轨上。

在本发明的一些实施例中，所述触点式传感器的个数为2个，分别设在所述滚刷滑轨的上下两侧，当高压水管接触到触点传感器后，传动电机改变方向，滚刷和高压水管随传动链条反方向滑动。

在本发明的一些实施例中，所述滚刷滑轨为可伸缩滑轨，所述框架的竖直框架为可伸缩框架。由此，可伸缩滑轨和可伸缩框架均可根据膜片尺寸进行调整，以应对更多尺寸膜片的清洗。

在本发明的一些实施例中，所述可伸缩框架包括内伸缩管和外伸缩管，通过固定螺栓和固定螺母穿过外伸缩管螺栓连接孔和内伸缩管螺栓连接孔来固定。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种采用上述实施例的MBR膜的自动化清洗装置清洗MBR膜的方法。根据本发明的实施例，该清洗方法包括：

(1)将MBR膜片固定在框架内；

(2)同时开启滚刷单元和水冲洗单元，待运转正常后再开启传动单元，所述传动单元带动所述滚刷单元、所述水冲洗单元上下滑动，所述滚刷单元对所述MBR膜片进行物理擦洗，所述水冲洗单元对所述MBR膜片进行清洗。

由此，上述方法将传统人工水清洗的模式转为机械自动化水清洗，并增加滚刷单元在保证膜丝不受磨损情况下进一步对膜丝进行清理，大大降低了膜清洗用水量和人工成本，提高了清洗效率，同时避免了人工操作不规范对膜丝造成的损坏。

另外，需要说明的是，本发明中针对MBR膜的自动化清洗装置所描述的全部特征和优点，同样适用于清洗MBR膜的方法，在此不再一一赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的MBR膜的自动化清洗装置的正视图。

图2是根据本发明实施例的MBR膜的自动化清洗装置的右视图。

图3是根据本发明实施例的MBR膜的自动化清洗装置的左视图。

图4是根据本发明实施例的MBR膜的自动化清洗装置的俯视图。

图5是根据本发明实施例的MBR膜的自动化清洗装置的仰视图。

图6是根据本发明实施例的可伸缩框架的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种MBR膜的自动化清洗装置，参考附图1，所述装置包括：框架1；传动单元，所述传动单元包括传动链条2.3；滚刷单元，所述滚刷单元包括滚刷3.1，所述滚刷3.1固定在(例如焊接)所述传动链条2.3上且随所述传动链条2.3上下滑动；水冲洗单元，所述水冲洗单元包括高压水管4.5，所述高压水管4.5固定在(例如焊接)所述传动链条2.3上且随所述传动链条2.3上下滑动；所述传动单元、所述滚刷单元和所述高压水管4.5均设在所述框架1上。根据本发明上述实施例的MBR膜的自动化清洗装置，该装置同时设置了传动单元、滚刷单元和水冲洗单元，所述传动单元带动所述滚刷单元、所述水冲洗单元上下滑动，所述滚刷单元对所述MBR膜进行物理擦洗，所述水冲洗单元对所述MBR膜进行清洗。由此，本装置将传统人工水清洗的模式转为机械自动化水清洗，并增加滚刷单元在保证膜丝不受磨损情况下进一步对膜丝进行清理，大大降低了膜清洗用水量和人工成本，提高了清洗效率，同时避免了人工操作不规范对膜丝造成的损坏。

下面进一步对根据本发明实施例的MBR膜的自动化清洗装置进行详细描述。

根据本发明的一个具体实施例，参考附图2和3，所述滚刷单元包括两组，两组所述滚刷单元分别设在MBR膜的两侧，分别对MBR膜的两面同时进行擦洗，由此提高了清洗效率，节省了时间。进一步地，所述所述滚刷单元还包括滚刷电机3.2，所述滚刷电机3.2带动所述滚刷3.1对MBR膜进行物理擦洗。

根据本发明的再一个具体实施例，所述水冲洗单元包括两组，两组所述水冲洗单元分别设在MBR膜的两侧，分别对MBR膜的两面同时进行清洗，由此提高了清洗效率，节省了时间。

根据本发明的又一个具体实施例，每组所述水冲洗单元包括两根高压水管4.5，所述两根高压水管4.5分别设在所述滚刷3.1的上下两侧，由此，可以使MBR膜在滚刷单元在物理摩擦之前清洗一遍，在物理摩擦之后再清洗一遍，由此保证MBR膜被清洗的很干净很彻底。

根据本发明的又一个具体实施例，参考附图1，所述水冲洗单元还包括通过水管相连的水储存箱4.1和水泵4.3，水储存箱4.1用于储存水，水泵4.3用于为水提供动力和一定的水压，所述水泵4.3通过软水管4.2与所述高压水管4.5相连，所述软水管4.2上设有压力传感器4.4，压力传感器4.4用于测量水管中的水压。

根据本发明的又一个具体实施例，所述高压水管4.5的出口水压不超过0.08MPa，优选0.05～0.08MPa，由此，该范围内的水压既能保证良好的清洗效果，又能避免膜丝表面损坏；发明人发现，如果水压过高，容易造成膜丝表面损坏，如果水压过低，则清洗效果不佳。

根据本发明的又一个具体实施例，参考附图2和3，所述传动链条2.3包括两组，每组所述传动链条2.3分别同时带动一组所述滚刷单元和所述水冲洗单元，所述滚刷固定在(例如焊接)所述传动链条2.3上且随所述传动链条2.3上下滑动，所述高压水管4.5固定在(例如焊接)所述传动链条2.3上且随所述传动链条2.3上下滑动。

根据本发明的又一个具体实施例，参考附图4和5，两组所述传动链条2.3由同一个传动电机2.1通过传动齿轮2.4、传动轴承2.5和带动链条2.2同步带动，传动轴承2.5的两端固定有传动齿轮2.4，一端的传动齿轮2.4运动，会通过传动轴承2.5带动另一端的传动齿轮2.4运动，具体来说，传动齿轮在传动电机2.1和带动链条2.2的共同作用下运动，运动的传动齿轮会通过传动轴承带动另一端的传动齿轮也随之运动，而传动链条2.3就设置在所述另一端的传动齿轮，传动链条2.3则在所述另一端的传动齿轮的带动下运动，从而带动滚刷单元和水冲洗单元也随之运动。

根据本发明的又一个具体实施例，所述装置还包括膜片上侧固定槽1.1和膜片下侧固定槽1.3，所述膜片上侧固定槽1.1和所述膜片下侧固定槽1.3分别设在所述框架的上框架和下框架上，用于固定MBR膜。

根据本发明的又一个具体实施例，所述装置还包括滚刷滑轨5，所述滚刷滑轨5竖直固定在所述框架1上，所述滚刷3.1与所述高压水管4.5均位于所述滚刷滑轨5内且沿着所述滚刷滑轨5上下滑动，所述滚刷滑轨5起到固定传动链条2.3和滚刷3.1的作用，避免传动链条2.3和滚刷3.1在运行的过程中发生错位现象。

根据本发明的又一个具体实施例，所述装置还包括触点式传感器6，所述触点式传感器6设置在所述滚刷滑轨5上，所述触点式传感器6的作用是当高压水管4.5接触到触点传感器6后，传动电机2.1改变方向，滚刷3.1和高压水管4.5随传动链条2.3反方向滑动。

根据本发明的又一个具体实施例，所述触点式传感器的个数为2个，分别设在所述滚刷滑轨的上下两侧，由此，将滚刷3.1和高压水管4.5限定在2个触点式传感器之间的滚刷滑轨内运动。

根据本发明的又一个具体实施例，所述滚刷滑轨5为可伸缩滑轨，所述框架的竖直框架1.2为可伸缩框架，由此，滚刷滑轨5的高度可调，同时竖直框架1.2的高度可调，以适应更多尺寸的膜片。可伸缩滑轨和可伸缩框架均可根据膜片尺寸进行调整，以应对更多尺寸膜片的清洗。

根据本发明的又一个具体实施例，参考附图6，所述可伸缩框架包括内伸缩1.21和外伸缩管1.23，通过固定螺栓1.25和固定螺母1.26穿过外伸缩管螺栓连接孔1.24和内伸缩管螺栓连接孔1.22来固定，由此实现竖直框架可伸缩。可伸缩滑轨也是同样的原理，在此不再赘述。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种采用上述实施例的MBR膜的自动化清洗装置清洗MBR膜的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将MBR膜片固定在框架内；

(2)同时开启滚刷单元和水冲洗单元，待运转正常后再开启传动单元，所述传动单元带动所述滚刷单元、所述水冲洗单元上下滑动，所述滚刷单元对所述MBR膜片进行物理擦洗，所述水冲洗单元对所述MBR膜片进行清洗。

由此，上述方法将传统人工水清洗的模式转为机械自动化水清洗，并增加滚刷单元在保证膜丝不受磨损情况下进一步对膜丝进行清理，大大降低了膜清洗用水量和人工成本，提高了清洗效率，同时避免了人工操作不规范对膜丝造成的损坏。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

本实施例提供一种MBR膜的自动化清洗装置，参考附图1-6，所述装置包括：框架1；传动单元，所述传动单元包括传动链条2.3；滚刷单元，所述滚刷单元包括滚刷3.1，所述滚刷3.1固定在(例如焊接)所述传动链条2.3上且随所述传动链条2.3上下滑动；水冲洗单元，所述水冲洗单元包括高压水管4.5，所述高压水管4.5固定在(例如焊接)所述传动链条2.3上且随所述传动链条2.3上下滑动；所述传动单元、所述滚刷单元和所述高压水管4.5均设在所述框架1上。

所述滚刷单元包括两组，两组所述滚刷单元分别设在MBR膜的两侧，分别对MBR膜的两面同时进行擦洗。所述水冲洗单元包括两组，两组所述水冲洗单元分别设在MBR膜的两侧，分别对MBR膜的两面同时进行清洗。每组所述水冲洗单元包括两根高压水管4.5，所述两根高压水管4.5分别设在所述滚刷3.1的上下两侧。所述水冲洗单元还包括通过水管相连的水储存箱4.1和水泵4.3，水储存箱4.1用于储存水，水泵4.3用于为水提供动力和一定的水压，所述水泵4.3通过软水管4.2与所述高压水管4.5相连，所述软水管4.2上设有压力传感器4.4，压力传感器4.4用于测量水管中的水压。所述高压水管4.5的出口水压不超过0.08MPa。

所述传动链条2.3包括两组，每组所述传动链条2.3分别同时带动一组所述滚刷单元和所述水冲洗单元，所述滚刷固定在(焊接)所述传动链条2.3上且随所述传动链条2.3上下滑动，所述高压水管4.5固定在(焊接)所述传动链条2.3上且随所述传动链条2.3上下滑动。两组所述传动链条2.3由同一个传动电机2.1通过传动齿轮2.4、传动轴承2.5和带动链条2.2同步带动，传动轴承2.5的两端固定有传动齿轮2.4，一端的传动齿轮2.4运动，会通过传动轴承2.5带动另一端的传动齿轮2.4运动，具体来说，传动齿轮在传动电机2.1和带动链条2.2的共同作用下运动，运动的传动齿轮会通过传动轴承带动另一端的传动齿轮也随之运动，而传动链条2.3就设置在所述另一端的传动齿轮，传动链条2.3则在所述另一端的传动齿轮的带动下运动，从而带动滚刷单元和水冲洗单元也随之运动。

所述装置还包括膜片上侧固定槽1.1和膜片下侧固定槽1.3，所述膜片上侧固定槽1.1和所述膜片下侧固定槽1.3分别设在所述框架的上框架和下框架上，用于固定MBR膜。所述装置还包括滚刷滑轨5，所述滚刷滑轨5竖直固定在所述框架1上，所述滚刷3.1与所述高压水管4.5均位于所述滚刷滑轨5内且沿着所述滚刷滑轨5上下滑动，所述滚刷滑轨5起到固定传动链条2.3和滚刷3.1的作用。所述装置还包括2个触点式传感器6，分别设在所述滚刷滑轨的上下两侧。

所述滚刷滑轨5为可伸缩滑轨，所述框架的竖直框架1.2为可伸缩框架。所述可伸缩框架包括内伸缩1.21和外伸缩管1.23，通过固定螺栓1.25和固定螺母1.26穿过外伸缩管螺栓连接孔1.24和内伸缩管螺栓连接孔1.22来固定，由此实现竖直框架可伸缩。

实施例2

河北某设计规模为1.0万吨污水处理厂，收水范围主要为生活污水，同时含有部分肠衣生产企业的工业废水。处理工艺流程为粗格栅及提升泵房+细格栅及曝气沉砂池+膜格栅+AAOA-MBR工艺+臭氧接触氧化池+接触消毒。MBR工艺采用2个廊道，每个廊道8组膜组器，每组膜组器安装60片膜。设计膜通量12.4L/m

表1

在研发本装置前，污水厂需要每6个月左右进行一次膜组器离线清洗，膜组器离线清洗采用人工清洗，效率低，耗水量大(单片膜组器清洗水量3～5m

采用本发明实施例1的装置后，机械清洗大大提高了清洗效率，单片膜组器清洗时间可控制在10～15min，每天能够清洗一组膜组器，清洗后膜通量大幅度提高，跨膜压差大幅下降，清洗效果显著。单片膜组器清洗水量可降至0.5～1m

表2

表3

将清洗前后的膜丝分别取样送检专业检测机构检测，对膜丝磨损情况进行对比。

机洗中可能对膜表面产生磨损，造成膜缺陷增多。而膜在纯水中初始出泡时的压力和在某一压力下的泡点个数可在一定程度上反映出膜表面缺陷情况；膜在同一压力下出泡点越多，则表示该膜表面存在的缺陷越多，也就说明了该膜表面的磨损程度越大。

将膜丝(每根长度均大于100cm)在纯水中室温(25℃)浸泡一定时间，然后分别测定其初始泡点的压力、以及膜丝在0.05MPa、0.075MPa、0.1MPa下的出泡点个数，表4为统计结果。排除不同膜丝的个体差异，对表4数据进行对比可知，通过实施例1所述装置进行机洗后的膜丝与原膜丝的初始泡点压力和各压力下的出泡点没有明显改变，由此可见，采用实施例1所述装置对膜丝进行机洗的磨损程度较小。

表4

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。