一種射流氣提式mbr裝置的製作方法

2023-04-24 11:15:46 1

專利名稱：一種射流氣提式mbr裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種射流氣提式M服裝置，屬於汙水處理與回用設備技術領域， 尤其涉及一種膜生物反應器技術。
背景技術：
近些年來，隨著國民經濟的發展，帶來了水資源的日益短缺，汙水資源化是緩解水 資源短缺、實現水資源可持續發展的主要對策，為此開發適宜的汙水處理與資源化技術、研 制新型的汙水處理反應器成為當務之急。 膜生物反應器(Membrane Bioreactor，MBR)是一種將膜分離與生物處理技術有機
結合的新型高效汙水處理工藝，它以膜組件取代傳統活性汙泥工藝中的二沉池，通過膜組
件的高效分離作用使泥水徹底分離，由於具有出水水質好且穩定、工藝參數易於控制等突
出優點，MBR在汙水處理領域有著廣泛的應用前景。但MBR運行過程中產生的膜汙染會造
成膜通量降低或膜過濾阻力上升，直接影響系統的產水率並增大運行能耗。同時，膜汙染程
度還決定了膜的穩定運行時間，影響膜清洗等運行費用。可見膜汙染是影響膜技術推廣應
用的關鍵因素之一，因此研究控制膜汙染的技術和裝置就顯得尤為重要。 曝氣裝置是汙水生化處理的關鍵設備，其性能優劣直接影響到處理效果與運行能
耗。高汙泥濃度要求反應器內有足夠的溶解氧來保持汙泥的好氧狀態和汙泥活性，這就需
提高曝氣量或提高氧利用率。目前實現MBR供氧和反應器內全混流狀態常用的曝氣裝置主
要是鼓風曝氣裝置和射流器。氣提式分置MBR採用鼓風機曝氣，在膜組件內形成氣液兩相
錯流，降低了膜汙染控制對錯流流速的要求和運行能耗。但是由於氣液混合不夠均勻，這種
系統的膜組件容易出現局部汙染。另外，鼓風機運行過程中會產生很大的噪聲，影響操作工
人的健康和周邊環境。採用射流器噴射出的氣液混合流實現反應器內全混流，相對鼓風機
曝氣來實現此目的能耗大為降低。但是現有普通的文丘裡射流器幾乎屬於單向流動，紊流
效果不好，並且存在氣液接觸面積相對較低，氣相向液相傳遞速率低，能量損失大，噴射能
力效果不佳等缺點。所以優化MBR技術需對曝氣的方式和裝置進行改進。 本實用新型專利中，申請人提出一種射流氣提式MBR裝置，其突出特點為採用空
環射流器內外吸氣方式代替傳統的鼓風曝氣設備或普通射流器，增大了工作介質與引射空
氣的混合層和剪切層，增大了兩者的接觸面積和氣相向液相傳遞速率，提高了工作介質對
引射空氣的巻吸和摻混作用，利用循環液在空環射流器中產生的高速液流切割空氣，形成
高速氣液兩相紊流，通過新型布水布氣裝置在膜組件底部均勻噴射，該新型布水布氣裝置
具有氣水混合效率高，氣水分布更均勻，運行成本低，結構簡單，安裝方便等優點。本實用新
型可有效提高氧的利用率及氣相向液相傳遞速率，控制膜汙染，降低設備運行能耗，使MBR
運行更穩定，更高效。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種射流氣提式MBR裝置，該裝置可以克服上述現有技術存在的不足，是一種傳質和傳氧速率高、能有效降低膜汙染的膜生物反應器裝置。該裝
置採用空環射流器對膜組件單元實現氣提作用，空環射流器內置一空心管，從噴嘴射出的
水流呈空心狀態，與普通射流器射出的實心水流相比，增大了氣液兩相的混合層、剪切層與
接觸面積，強化了氣液兩相的巻吸與摻混作用，明顯提高了充氧能力和動力效率，降低了運
行能耗和設備投資；採用電控制系統在線控制自動閥門的進氣流量大小及循環泵、抽吸泵
和反洗泵的開閉，自動閥門的間歇進氣消除了人為因素引起的進氣不均勻而導致的脈衝失
調，形成脈衝氣提方式的同時進一步降低膜汙染，對自動閥門和反洗泵的在線控制便於實
現對膜汙染的及時反饋，提高效率並節約能耗。 為了達到上述目的，本實用新型採用如下技術方案 —種射流氣提式M服裝置，該裝置包括生物循環曝氣池、循環泵、空環射流器、空 氣管、新型布水布氣裝置、膜組件、抽吸泵、反洗泵、清水箱、自動閥門、真空表和電控制系 統；其特徵在於，循環泵將汙泥混合液導入與其相連的空環射流器，空環射流器後設計新型 布水布氣裝置，空環射流器另一端與空氣管相連，空氣管上裝有自動閥門，膜組件透過液管 路分別與抽吸泵和反洗泵相連，濃縮液管路連接生物循環曝氣池，抽吸泵出水管路、反洗泵 進水管路均與清水池相連，抽吸泵出水管路上裝有真空表，自動閥門、真空表、循環泵、抽吸 泵及反洗泵均與電控制系統相連。該裝置的特徵在於，該裝置採用空環射流器對膜組件單 元實現氣提作用，空環射流器內置一空心管，從噴嘴射出的水流呈空心狀態；空環射流器的 進氣口設有自動閥門，該自動閥門可由電控制系統控制其進氣流量大小；反洗泵可由電控 制系統控制實現對膜組件的自動反衝洗；對膜組件的氣提作用是通過空環射流器和新型布 水布氣裝置的共同使用來實現的。 為進一步實現本實用新型的目的，本實用新型提供了一種該裝置的實施方法 (1)生物曝氣池內的汙泥混合液經循環泵加壓後進入空環射流器，空環射流器 內循環液流動產生巨大渦流巻吸空氣，形成劇烈攪動的氣液混合流，通過新型布水布氣裝 置； (2)新型布水布氣裝置使氣液混合流均勻分布至膜組件內實現氣提作用，實現對 膜組件進行連續有效的衝刷和空氣擦洗，流過膜組件後形成的濃縮液返回至生物曝氣池循 環，膜組件透過側經抽吸泵抽吸出水流入清水箱內儲存； (3)真空表顯示膜組件跨膜壓差過大時，關閉循環泵和抽吸泵，開啟反洗泵對膜組 件進行反衝洗； (4)在此過程中，電控制系統根據真空表的讀數控制自動閥門進氣流量大小及循 環泵、抽吸泵和反洗泵的開閉。 本實用新型與現有技術相比有如下優點和有益效果採用空環射流器代替傳統鼓 風機或普通射流器，實現膜組件氣提作用，降低了投資費用及噪音汙染；新型空環射流氣提 技術的應用，使充分混合的氣液兩相流在膜組件內形成彈狀的泰勒流場，對膜組件形成連 續的空氣擦洗，降低了系統的氣液比和運行能耗，有效控制膜汙染，且由於氣液兩相渦流形 成劇烈攪動，大大增加混合液中的溶氧量，加速生化反應，提高了處理效率；電控制系統可 以依據真空表的讀數在線控制自動閥門進氣流量大小及循環泵、抽吸泵和反洗泵的開閉， 自動閥門的間歇進氣消除了人為因素引起的進氣不均勻而導致的脈衝失調，形成脈衝氣提 方式的同時進一步降低膜汙染，對自動閥門和反洗泵的在線控制便於實現對膜汙染的及時
4反饋，提高效率並節約能耗。本實用新型裝置結構簡單，設備投資費用少，能耗低，佔地面積 小、操作簡捷、實現了自動化控制，能夠有效控制膜汙染。

圖1是本實用新型所述工藝流程圖。 圖中1-生物循環曝氣池，2-循環泵，3-空環射流器，4-空氣管，5-新型布水布氣 裝置，6_膜組件，7_抽吸泵，S-反洗泵，9_清水箱，10-自動閥門，11-真空表，12-電控制系 統。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型的原理和工作過程作進一步的說明。 如圖1所示，生物曝氣池1內的汙泥混合液經循環泵2加壓後進入空環射流器3， 空環射流器3內循環液流動產生巨大渦流巻吸空氣，形成劇烈攪動的氣液混合流，其射出 的水流呈空心狀態，增大了氣液兩相的混合層、剪切層與接觸面積，強化了氣液兩相的巻吸 與摻混作用，之後混合流通過新型布水布氣裝置3 ;新型布水布氣裝置3使氣液混合流均勻 分布至膜組件6內實現氣提作用，實現對膜組件6進行連續有效的衝刷和空氣擦洗，流過膜 組件6後形成的濃縮液返回至生物曝氣池1循環，膜組件6透過側經抽吸泵7抽吸出水流 入清水箱9內儲存；真空表11顯示膜組件跨膜壓差過大時，關閉循環泵2和抽吸泵7，開啟 反洗泵8對膜組件6進行反衝洗；在此過程中，電控制系統12根據真空表11的讀數控制自 動閥門10進氣流量大小及循環泵2、抽吸泵7和反洗泵8的開閉。 以下列舉幾個實例來說明本實用新型的效果，但本實用新型的權利要求範圍並非 僅限於此。 實例1 :生活汙水處理與中水回用項目，處理量為600mVd，原水C0D 為200 500mg/L， BOD為100 200mg/L， SS為150 200mg/L。經射流氣提式MBR處理後，出水 C0DCT小於50mg/L，濁度小於0. 5mg/L，能耗為0. 60kW h/m3。該系統運行一個月，跨膜壓差 (TMP)由8kPa升至8. 5kPa，膜壓差上昇平穩。 實2 :菸草廢水處理與回用項目小試，處理量為2000mVd，原水C0D 為500 2000mg/L， BOD為150 400mg/L， SS為200 450mg/L。經射流氣提式MBR處理後，出水 C0DCT小於50mg/L，濁度小於0. 5mg/L， MBR部分能耗為0. 65kW h/m3。該系統運行一個月， 跨膜壓力(TMP)由8kPa升至10kPa，膜壓差上昇平穩，運行穩定。
權利要求一種射流氣提式MBR裝置，該裝置包括生物循環曝氣池、循環泵、空環射流器、空氣管、新型布水布氣裝置、膜組件、抽吸泵、反洗泵、清水箱、自動閥門、真空表和電控制系統；其特徵在於，循環泵將汙泥混合液導入與其相連的空環射流器，空環射流器後設計新型布水布氣裝置，空環射流器另一端與空氣管相連，空氣管上裝有自動閥門，膜組件透過液管路分別與抽吸泵和反洗泵相連，濃縮液管路連接生物循環曝氣池，抽吸泵出水管路、反洗泵進水管路均與清水池相連，抽吸泵出水管路上裝有真空表，自動閥門、真空表、循環泵、抽吸泵及反洗泵均與電控制系統相連。
2. 根據權利要求1所述的一種射流氣提式MBR裝置，其特徵在於，空環射流器內置一空 心管，從噴嘴射出的水流呈空心狀態。
3. 根據權利要求1所述的一種射流氣提式MBR裝置，其特徵在於，空環射流器的進氣口 設有自動閥門。
專利摘要本實用新型提供了一種射流氣提式MBR裝置。採用空環射流器代替普通射流器實現膜組件氣提作用，可使充分混合的氣液兩相流在膜組件內形成彈狀的泰勒流場，對膜組件形成連續的空氣擦洗，降低了系統的氣液比和運行能耗，控制膜汙染的同時大大降低運行能耗。通過新型的布水布氣裝置，使氣液兩相流均勻噴射入膜組件內，進行連續有效的衝刷和空氣擦洗，降低膜汙染。採用電控制系統在線控制自動閥門流量大小及循環泵、抽吸泵和反洗泵的開閉，自動閥門的間歇進氣消除了人為因素引起的進氣不均勻而導致的脈衝失調，形成脈衝氣提方式的同時進一步降低膜汙染，對自動閥門和反洗泵的在線控制便於實現對膜汙染的及時反饋，提高效率並節約能耗。
文檔編號C02F1/44GK201458897SQ20092010706
公開日2010年5月12日 申請日期2009年5月22日 優先權日2009年5月22日
發明者杜接弟, 範正虹, 陳福泰, 高玉軍 申請人:北京清大國華環保科技有限公司