CN201220925Y - 一种脉冲曝气式膜生物反应器装置 - Google Patents

一种脉冲曝气式膜生物反应器装置 Download PDF

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CN201220925Y CNU2007201414866U CN200720141486U CN201220925Y CN 201220925 Y CN201220925 Y CN 201220925Y CN U2007201414866 U CNU2007201414866 U CN U2007201414866U CN 200720141486 U CN200720141486 U CN 200720141486U CN 201220925 Y CN201220925 Y CN 201220925Y
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文剑平
梁辉
杨建州
陈亦力
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Abstract

本实用新型为一种脉冲曝气式膜生物反应器装置，主要由生物反应池、供气装置、曝气装置、膜组件、进出水装置及控制***组成，供气装置中每只供气主管分别向与两套曝气装置供气相连，一套曝气装置对应一套膜组件及一套气动阀，每套曝气装置与其串联的气动阀连接，采用本装置可以克服使用一体式膜生物反应器而产生的运行能耗高等问题，特别适用于大型污水处理厂的生活污水的深度处理及高质量的再生水生产的场合。

Description

一种脉冲曝气式膜生物反应器装置
技术领域
本实用新型属于水处理中的一种污水深度处理装置，尤其涉及一体式膜生物反应器向膜组件供气采用脉冲的装置。
背景技术
随着我国经济的快速发展，水资源的消耗成倍增加，一方面造成了水资源的紧缺，同时也增加了污水的产生，加大了社会和环境可持续发展的压力，为此有关方面投入大量资金对污水进行处理并使其资源化再利用，使污水处理技术有了长足发展。
膜生物反应器工艺就是近年来开发出来的一种新型污水深度处理方法及高质量的再生水生产方法，该工艺将膜分离技术与传统污水生物处理技术有机结合，用膜的高效分离作用取代传统的沉淀和过滤过程，使得活性污泥颗粒和绝大多数微生物保留在生物反应池内，膜分离后的清液被自吸泵从膜丝中抽出，因而反应池内可具有较高的污泥浓度。相比传统的污水处理方法其占地面积小，出水水质稳定，且能滤去绝大部分病原微生物。
由于在一体式膜生物反应器内活性污泥混合液直接与膜表面接触，膜表面易产生浓度级差化现象，致使膜较易污染，降低了膜组件的膜通量。为了缓解膜的污染，采取较大的曝气强度对膜表面进行错流冲刷才能相对有效。这样以来，既加大了运行能耗，又缩短了膜的使用寿命，另一方面较大的曝气强度使得混合液内有过高的溶解氧，这对于反硝化过程十分不利，不能有效的去除导致水体富营养化的氮元素，使其不能适应污水深度处理及废水资源化的要求。膜生物反应器的应用规模现在已由小到大，因此开发节能型的膜生物反应器用于大型污水处理厂的深度处理或再生水的大量生产经济效益越来越显著。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种使用范围广，运行能耗低，结构紧凑，处理效果稳定的膜生物反应器装置，该装置可以克服使用一体式膜生物反应器而产生的运行能耗高等问题，使其曝气量可以明显降低同时又具有出水质量高的技术特点，特别适用于大型污水处理厂的生活污水的深度处理及高质量的再生水生产的场合。
本实用新型的目的是由下述技术方案实现的：一种脉冲曝气式膜生物反应器装置，主要由生物反应池、供气装置、曝气装置、膜组件、进出水装置及控制***等组成。供气装置包括鼓风机、流量计、供气管、气动阀和曝气装置；生物反应池内包括两套膜组件及对应的供气装置；曝气装置由安装在膜组件下部的进气支管和穿孔管组成；出水装置包括自吸式抽水泵。
有益效果
采用本实用新型可通过气动阀周期性开启和闭合，采用周期性向膜组件间断供气的方式减少膜生物反应器的总曝气量，一个周期的时间为20s到60s，且在同一个周期中气动阀开启和闭合的时间相同，该装置可以克服使用一体式膜生物反应器而产生的运行能耗高等问题。特别适用于大型污水处理厂的生活污水的深度处理及高质量的再生水生产的场合。
附图说明
图1为本发明脉冲曝气式膜生物反应器装置的示意图。
图中：1.鼓风机，2.气体流量计，3.供气总管，4.气动阀1，5.气动阀2，6.曝气装置1，7.曝气装置2，8.进水管，9.生物反应池，10.膜组件1，11.膜组件2，12.液体流量计1，13.液体流量计2，14.抽水泵1，15.抽水泵2，16.出水管，17.排泥管。
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：一种节能型膜生物反应器，一体式膜生物反应器向膜组件供气采用脉冲方式，即采用周期性间断供气的方式以减少膜生物反应器的曝气量，***由PLC控制器控制，装置由生物反应池(9)、供气装置、曝气装置(6)、(7)，膜组件(10)、(11)，进出水装置及控制***等部件组成。供气装置主要由鼓风机(1)、流量计(2)、(12)，供气管(3)、气动阀(5)和曝气装置(6)、(7)组成，气动阀由无油空压机供气，***由PLC控制器控制。鼓风机(1)连续供气，气动阀周期性开启和闭合，一个周期的时间为20s到60s(包括气动阀开启和闭合时间)，且在同一个周期中气动阀开启和闭合的时间相同，均为半个周期，其周期性开启和闭合由PLC控制。气动阀(4)、(5)开启时，向与其串联的曝气装置(6)、(7)供气，对应的膜组件的膜表面受到错流冲刷，气动阀(4)、(5)闭合时，向与其串联的曝气装置(6)、(7)停止供气，但不论在同一个周期中气动阀(4)、(5)开启或闭合，对应的膜组件(10)、(11)出水工作状态均不受影响，即膜组件(10)、(11)出水工作周期与气动阀(4)、(5)的开启或闭合无关。
生物反应池(9)内至少有两套膜组件及对应的供气装置。一套曝气装置对应一套膜组件，每个供气总管分别向两套曝气装置供气。每路供气装置至少包含供气总管(3)、两套气动阀(4)、(5)和两套曝气装置(6)、(7)，两套气动阀的工作状态是互斥的，即一套气动阀开启时，另一套气动阀是闭合的。供气主管连续供气，然后交替向与其串联的两套曝气装置供气，当供气主管向一套曝气装置供气时，与该套曝气装置串联的气动阀开启，同时另一套曝气装置停止供气，对每套曝气装置的交替供气是通过与其串联的气动阀的周期性开启和闭合完成的。曝气装置(6)、(7)由安装在膜组件(10)、(11)下部的进气支管和穿孔管组成。出水采用自吸式抽水泵(14)、(15)间歇式运转，出水时间与停止出水时间之比为5-10∶1，出水周期为5-15分钟。***由PLC控制。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
本实施例为生物反应池内有两套膜组件及对应的两套曝气装置，一支供气主管分别向两套曝气装置供气。每套膜组件的供气装置包含一套气动阀和一套曝气装置。
实施例用于日处理综合生活污水1500吨的城镇污水处理厂，膜生物反应器***由两个膜组件组成，每个膜组件内装60个膜件，每个膜件膜面积25m2。进入膜生物反应器***的污水先经过格栅和曝气调节池预处理，通过进水管(8)进入生物反应池(9)，污水在反应池(9)内的停留时间为4小时，反应池(9)内维持3000-8000mg/L的活性污泥，出水时间与停止出水时间之比为9∶1，出水周期为9分钟；膜分离后的清液被抽水泵(14)、(15)从膜丝中抽出通过出水管(16)排出，出水由液体流量计(12)、(13)计量，***进出水量通过PLC***控制器控制，生物反应池内的剩余污泥通过排泥管(17)排出。
实施例的供气装置主要由鼓风机(1)、气动阀(4)、气动阀(5)和曝气装置(6)、曝气装置(7)等组成。鼓风机(1)连续供气，气体由流量计(2)计量，气动阀(4)、气动阀(5)周期***替开启和闭合，一个周期的时间为30s，同一个周期中气动阀开启和闭合的时间相同，均为15s，其周期性开启和闭合由***控制器PLC控制，气动阀由无油空压机供气。气动阀(4)开启时，向曝气装置(6)供气，对应的膜组件(10)的膜表面受到气液混流冲刷，此时气动阀(5)闭合，向曝气装置(7)停止供气，但对应的膜组件(11)出水工作状态不受影响，仍按出水时间与停止出水时间之比9∶1，出水周期9分钟工作；当气动阀(4)开启15s时其开始闭合，同时气动阀(5)开启15s；当气动阀(4)闭合15s时其又开启，同时气动阀(5)开始闭合15s。
气动阀如此周期***替开启和闭合工作，膜表面受到气液混和流间断冲刷，但向两个膜组件***供气的量只相当于传统向一个膜组件统供气的量，气水体积比仅为11∶1，节省供气量的50％。由于膜生物反应器***的能耗主要受向膜组件的曝气装置供气量影响，所以装置***节约电耗在40％左右。
实施例已经过一年对比运转，装置***节约电能效果明显。实施例的节能效果及进出水质的影响详见表1和见表2，其中表1是气动阀(4)和(5)同时开启，由两台同样规格的鼓风机供气、曝气装置对膜组件连续曝气，气水体积比为21∶1、日处理综合生活污水1500吨、连续运转1个月的平均数据；表2是气动阀(4)和(5)交替开启，由1台鼓风机1供气、气水体积比为11∶1、日处理综合生活污水1500吨、对比运转中保持膜组件跨膜压差相同、连续运转1个月的平均数据。
表1：曝气装置对膜组件连续曝气时的进出水质    单位：mg/L
表2：曝气装置对膜组件脉冲曝气时的进出水质    单位：mg/L
Figure Y20072014148600062
从表中可知采用本发明节能型膜生物反应器，处理吨水电耗从0.74kwh降低到0.44kwh，***节约电耗在40％，所述工艺方法的出水水质也远优于国家景观环境用水的再生水标准和国家一级排放标准，出水水质十分优良。

Claims (3)

1一种脉冲曝气式膜生物反应器装置，主要由生物反应池、供气装置、曝气装置、膜组件、进出水装置及控制***组成，其特征在于：供气装置包括鼓风机、流量计、供气管、气动阀和曝气装置；生物反应池内包括两套膜组件及对应的供气装置；曝气装置由安装在膜组件下部的进气支管和穿孔管组成；出水装置包括自吸式抽水泵，供气装置中每只供气主管分别向与两套曝气装置供气相连，一套曝气装置对应一套膜组件及一套气动阀，每套曝气装置与其串联的气动阀连接。
2.如权利要求1所述的脉冲曝气式膜生物反应器装置，其特征在于：出水装置的自吸式抽水泵间歇式运转，出水时间与停止出水时间之比为5-10∶1，出水周期为5-15分钟。
3.如权利要求1所述的脉冲曝气式膜生物反应器装置，其特征在于：通过PLC控制器控制气动阀周期性开启和闭合，一个周期的时间为20s到60s，且在同一个周期中气动阀开启和闭合的时间相同。
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