CN104528916B - 一种用于mbr演示装置的集成管阀系统及其使用方法 - Google Patents

一种用于mbr演示装置的集成管阀系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于MBR演示装置的集成管阀系统及其使用方法，通过一台时间继电器控制的抽吸泵即可实现MBR演示或试验所需的不同功能，完成进水、运行、反冲洗、循环药洗(药洗)、排水(排泥)等各项操作。本管阀系统结构简单、体积小、功能强大、操作灵活、能耗低，非常适合应用在MBR演示和试验装置中，也可用于小规模的MBR集成污水处理设备中，实现自动化控制。

Description

一种用于MBR演示装置的集成管阀系统及其使用方法
技术领域
本发明属于过滤设备领域，涉及MBR技术，特别是一种用于MBR演示装置的集成管阀系统及其使用方法。
背景技术
我国是一个缺水国家，污水处理及回用是开发利用水资源的有效措施，膜-生物反应器(Membrane Bio-Reactor，MBR)为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，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。
城市污水、工业废水通过膜生物反应器等设备处理之后，可用于绿化、冲洗、补充观赏水体等非饮用目的，进一步处理可满足饮用等高水质要求的用途。城市污水、工业废水就近可得，可免去长距离输水，而实现就近处理实现水资源的充分利用，同时污水经过就近处理，也可防止污水在长距离输送过程中造成污水渗漏，导致地下水源污染。
MBR演示装置广泛应用于MBR污水处理中试研究、MBR污水处理效果验证、MBR实验演示、膜厂家展示超滤膜性能等不同领域，装置需具备体积小、操作灵活、设备简单等特点。但是普遍存在着功能单一的缺陷，如若集成多条循环管路，则会使设备体积过于庞大和臃肿，操作难度(用水量加大，泵、阀数量加大)和设备能耗也会随之加大，演示作用明显下降。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种制作成本低、体积小、能耗低且功能较全的用于MBR演示装置的集成管阀系统及其使用方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种用于MBR演示装置的集成管阀系统，其中，MBR演示装置包括支架、清水池、过滤池以及管阀系统，清水池、过滤池安装在支架上，过滤池内安装有膜过滤装置，在支架内安装有抽吸泵，该抽吸泵连接在管阀系统上，管阀系统将清水池和过滤池分别与MBR演示装置外的污水源的出水口和进水口连接，在清水池、过滤池之间通过一隔板进行分隔，清水池高度大于过滤池高度，所述管阀系统包括四根竖管以及十一个阀门，两根竖管位于清水池，分别作为清水池进水管和清水池出水管，在清水池进水管上安装有流量计，另外两根竖管位于过滤池，分别作为过滤池进水管和过滤池出水管，过滤池出水管的一端与膜过滤装置滤后水出口连通，过滤池出水管的另一端与抽吸泵的一端连通，抽吸泵的另一端通过一横向泵管与清水池出水管的一端连通，在横向泵管与清水池出水管的连接端通过外接管路连接污水源的出水口，清水池出水管的另一端位于清水池底部，清水池进水管的一端位于清水池顶部或清水池正上方所在的支架位置上，清水池进水管的另一端通过外接管路连接污水源的进水口，在清水池进水管与过滤池出水管之间连通安装横向传输管，该横管上连通过滤池进水管的一端，过滤池进水管的另一端位于过滤池底部，在过滤池进水管和清水池出水管之间连通安装横向导管，上述十一个阀门的安装位置分别为：
在横向导管与膜过滤装置滤后水出口之间的过滤池出水管位置上安装第一个阀门(V1)；
在横向导管上安装第二个阀门(V2)；
在横向导管与抽吸泵之间的过滤池出水管位置上安装第三个阀门(V3)；
在横向导管与过滤池之间的过滤池进水管位置上安装第四个阀门(V4)；
在横向导管与横向泵管之间的过滤池进水管位置上安装第五个阀门(V5)；
在横向传输管上安装第六个阀门(V6)；
在横向泵管上安装第七个阀门(V7)；
在横向传输管与污水源的进水口之间的清水池进水管位置上安装第八个阀门(V8)；
在横向传输管与流量计之间的清水池进水管位置上安装第九个阀门(V9)；
在清水池出水管上安装第十个阀门(V10)；
在清水池出水管与横向泵管连接处的管路位置上安装第十一个阀门(V11)。
而且，还包括一时间继电器，该时间继电器安装抽吸泵的开关所在的控制电路上，用于对开关泵打开以及关闭的时间进行预设控制。
而且，在所述支架底部对称安装有四个万向轮。
而且，所述膜过滤装置为膜-生物反应器。
而且，所述用于MBR演示装置的集成管阀系统的使用方法是：
进水：将污水从污水源的出水口通入到过滤池中；
过滤：将污水在过滤池中通过膜过滤装置进行过滤；
运行：将过滤后的清水从膜过滤装置滤后水出口通入到清水池中，过量的清水从清水池与过滤池中间的隔板溢流回过滤池，实现循环以满足长时间演示或试验所需水量；
反冲洗：清水池中清水通入膜过滤装置；
排泥：先将过滤池中膜过滤后的污水通过管阀系统排到污水源的出水口，再通过清水将管阀系统进行冲洗，冲洗后的水也排到污水源的出水口。
而且，所述的进水的具体操作方法是：打开阀门(V11)、(V7)、(V3)、(V2)、(V4)，其余阀门关闭，在横向泵管与清水池出水管的连接端连通接入污水源，时间继电器设置为常开，接通电源即可实现污水注入膜池。
而且，所述的运行的具体操作方法是：打开阀门(V1)、(V2)、(V5)、(V6)、(V9)，其余阀门关闭，时间继电器按照膜厂家要求设定，接通电源，过滤池中污水经过膜过滤装置过滤后从膜过滤装置滤后水出口进入管阀系统，依次经过阀门(V1)、(V2)、(V5)、抽吸泵、(V6)、(V9)、流量计进入清水池，清水池满后，水可从中间隔板溢流回过滤池，实现循环以满足长时间演示或试验所需。
而且，所述的反冲洗的具体操作方法是：打开阀门(V10)、(V7)、(V3)、(V1)，其余阀门关闭，时间继电器按反冲洗时间设置好，接通电源，清水池中清水即可从位于清水池底部位置的清水池出水管管头进入管阀系统，依次经过阀门(V10)、(V7)、抽吸泵、(V3)、(V1)进入膜过滤装置内部，完成反冲洗。
而且，所述的排泥的具体操作方法是：打开阀门(V4)、(V5)、(V6)、(V8)，其余阀门关闭，时间继电器设置为常开，接通电源，膜池中污水即可从位于过滤池底部的过滤池进水管管头进入管阀系统，依次经过阀门(V4)、(V5)、抽吸泵、(V6)、(V8)到达污水源的出水口；再打开阀门(V10)、(V7)、(V6)、(V8)，其余阀门关闭，时间继电器设置为常开，接通电源，清水池中清水即可从位于清水池底部位置的清水池出水管管头进入管阀系统，依次经过阀门(V10)、(V7)、抽吸泵、(V6)、(V8)到达污水源的出水口。
而且，在所述的反冲洗过程中，在清水池配好清洗药液，再依据反冲洗操作程序即可实现药洗。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明提供的管阀系统整体结构简单、紧凑，制作成本低，与传统能够实现同样功能的MBR管阀系统相比，能够节省制作成本30-50％，整个管路系统仅采用一台抽吸泵；靠中间隔板溢流实现循环，故与传统MBR装置和设备相比，运行能耗能下降15-20％，能大大降低现有MBR装置和设备的运行成本，应用价值高。
2、本发明提供的管阀系统能够实现MBR水处理过程中全部的操作程序，即：进水、运行、反冲洗、循环药洗、排水和排泥各项操作，采用电动阀门和集成控制器即可实现自动化控制，非常适合应用在MBR演示、试验装置和小规模的MBR集成污水处理设备中，操作更为简便，降低了MBR装置和设备的运行成本。
3、本发明提供的管阀系统能够减小MBR装置和设备的体积，由于管阀系统简单紧凑，管阀体积基本可以忽略，使得MBR装置和设备体积取决于超滤膜的规格和处理的水量，便于设计，移动方便，占地面积小，在小规模的MBR集成污水处理设备上应用前景广泛。
附图说明
图1是本发明的结构示意图(支架部分未中轴剖视)，图中10为清水池、101为清水池出水管、102为清水池进水管、103为流量计、20为过滤池、201为过滤池进水管、202为过滤池出水管、203为横向导管、204为膜过滤装置、30为挡板、40为支架、401为横向泵管、402为横向传输管、403为抽吸泵、404为时间继电器、50为万向轮；V1～V11分别对应为阀门一至阀门十一。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种用于MBR演示装置的集成管阀系统，其中，MBR演示装置包括支架40、清水池10、过滤池20以及管阀系统，支架为框架结构，清水池、过滤池安装在支架上，过滤池内安装有膜过滤装置204，在支架内安装有抽吸泵403，该抽吸泵连接在管阀系统上，管阀系统将清水池和过滤池分别与MBR演示装置外的污水源的出水口和进水口连接。
本发明的创新点是：
清水池、过滤池分别由多个有机玻璃端面相互固接而成，在清水池、过滤池之间通过一隔板30进行分隔，清水池高度大于过滤池高度，所述管阀系统包括四根竖管以及十一个阀门，两根竖管位于清水池，分别作为清水池进水管102和清水池出水管101，在清水池进水管上安装有流量计103，另外两根竖管位于过滤池，分别作为过滤池进水管201和过滤池出水管202，过滤池出水管的一端与膜过滤装置滤后水出口连通，过滤池出水管的另一端与抽吸泵的一端连通，抽吸泵的另一端通过一横向泵管401与清水池出水管的一端连通，在横向泵管与清水池出水管的连接端通过外接管路连接污水源的出水口，清水池出水管的另一端位于清水池底部，清水池进水管的一端位于清水池顶部或清水池正上方所在的支架位置上，清水池进水管的另一端通过外接管路连接污水源的进水口，在清水池进水管与过滤池出水管之间连通安装横向传输管402，该横管上连通过滤池进水管的一端，过滤池进水管的另一端位于过滤池底部，在过滤池进水管和清水池出水管之间连通安装横向导管203。
上述十一个阀门的安装位置分别为：
在横向导管与膜过滤装置滤后水出口之间的过滤池出水管位置上安装第一个阀门V1；
在横向导管上安装第二个阀门V2；
在横向导管与抽吸泵之间的过滤池出水管位置上安装第三个阀门V3；
在横向导管与过滤池之间的过滤池进水管位置上安装第四个阀门V4；
在横向导管与横向泵管之间的过滤池进水管位置上安装第五个阀门V5；
在横向传输管上安装第六个阀门V6；
在横向泵管上安装第七个阀门V7；
在横向传输管与污水源的进水口之间的清水池进水管位置上安装第八个阀门V8；
在横向传输管与流量计之间的清水池进水管位置上安装第九个阀门V9；
在清水池出水管上安装第十个阀门V10；
在清水池出水管与横向泵管连接处的管路位置上安装第十一个阀门V11。
还包括一时间继电器404，该时间继电器安装抽吸泵的开关所在的控制电路上，用于对泵开关的打开以及关闭的时间进行预设控制。由于时间继电器种类繁多且均为现有技术，本发明中不予以赘述。
在支架底部对称安装有四个万向轮50。
上述膜过滤装置为膜-生物反应器(MBR)。
本发明的使用方法是：
⑴进水：将污水从污水源的出水口通入到过滤池中，具体操作方式是：打开阀门V11、V7、V3、V2、V4，其余阀门关闭，在横向泵管与清水池出水管的连接端连通接入污水源，时间继电器设置为常开，接通电源即可实现污水注入膜池；
⑵过滤：将污水在过滤池中通过膜过滤装置进行过滤；
⑶运行：将过滤后的清水从膜过滤装置滤后水出口通入到清水池中，过量的清水从清水池与过滤池中间的隔板溢流回过滤池，实现循环以满足长时间演示或试验所需水量，具体操作方式是：打开阀门V1、V2、V5、V6、V9，其余阀门关闭，时间继电器按照膜厂家要求设置为运行m分钟停n分钟(膜组件运行条件由超滤膜厂家确定，一般为运行8min停2min)，接通电源，过滤池中污水经过膜过滤装置过滤后从膜过滤装置滤后水出口进入管阀系统，依次经过阀门V1、V2、V5、抽吸泵、V6、V9、流量计进入清水池，清水池满后，水可从中间隔板溢流回过滤池，实现循环以满足长时间演示或试验所需；
⑷反冲洗：清水池中清水通入膜过滤装置，具体操作方式是：打开阀门V10、V7、V3、V1，其余阀门关闭，时间继电器按反冲洗时间设置好，接通电源，清水池中清水即可从位于清水池底部位置的清水池出水管管头进入管阀系统，依次经过阀门V10、V7、抽吸泵、V3、V1进入膜过滤装置内部，完成反冲洗，在清水池配好清洗药液，再依据步骤⑷的反冲洗操作程序即可实现药洗；
⑸排泥：先将过滤池中膜过滤后的污水通过管阀系统排到污水源的出水口，在通过清水将管阀系统进行冲洗，冲洗后的水也排到污水源的出水口，具体操作步骤是：打开阀门V4、V5、V6、V8，其余阀门关闭，时间继电器设置为常开，接通电源，膜池中污水(含污泥)即可从位于过滤池底部的过滤池进水管管头进入管阀系统，依次经过阀门V4、V5、抽吸泵、V6、V8到达污水源的出水口；再打开阀门V10、V7、V6、V8，其余阀门关闭，时间继电器设置为常开，接通电源，清水池中清水即可从位于清水池底部位置的清水池出水管管头进入管阀系统，依次经过阀门V10、V7、抽吸泵、V6、V8到达污水源的出水口。
将上述集成的管阀系统用于MBR演示装置，即可通过一台时间继电器控制的抽吸泵即可实现MBR演示或试验所需的不同功能，完成进水、运行、反冲洗、反复药洗(药洗)、排水(排泥)等各项操作。本管阀系统结构简单、体积小、功能强大、操作灵活、能耗低，非常适合应用在MBR演示和试验装置中，也可用于小规模的MBR集成污水处理设备中，实现自动化控制。目前市售的MBR整套演示装置成本基本在1万元以上，本样品装置能实现同样的功能，由于管阀系统的创新，减少了水泵的使用，节省了管材，制作成本仅0.3万元左右，可以大大节约制作成本。

Claims (10)

1.一种用于MBR演示装置的集成管阀系统，其中，MBR演示装置包括支架、清水池、过滤池以及管阀系统，清水池、过滤池安装在支架上，过滤池内安装有膜过滤装置，在支架内安装有抽吸泵，该抽吸泵连接在管阀系统上，管阀系统将清水池和过滤池分别与MBR演示装置外的污水源的出水口和进水口连接，其特征在于：在清水池、过滤池之间通过一隔板进行分隔，清水池高度大于过滤池高度，所述管阀系统包括四根竖管以及十一个阀门，两根竖管位于清水池，分别作为清水池进水管和清水池出水管，在清水池进水管上安装有流量计，另外两根竖管位于过滤池，分别作为过滤池进水管和过滤池出水管，过滤池出水管的一端与膜过滤装置滤后水出口连通，过滤池出水管的另一端与抽吸泵的一端连通，抽吸泵的另一端通过一横向泵管与清水池出水管的一端连通，在横向泵管与清水池出水管的连接端通过外接管路连接污水源的出水口，清水池出水管的另一端位于清水池底部，清水池进水管的一端位于清水池顶部或清水池正上方所在的支架位置上，清水池进水管的另一端通过外接管路连接污水源的进水口，在清水池进水管与过滤池出水管之间连通安装横向传输管，该横管上连通过滤池进水管的一端，过滤池进水管的另一端位于过滤池底部，在过滤池进水管和清水池出水管之间连通安装横向导管，上述十一个阀门的安装位置分别为：
在横向导管与膜过滤装置滤后水出口之间的过滤池出水管位置上安装第一个阀门(V1)；
在横向导管上安装第二个阀门(V2)；
在横向导管与抽吸泵之间的过滤池出水管位置上安装第三个阀门(V3)；
在横向导管与过滤池之间的过滤池进水管位置上安装第四个阀门(V4)；
在横向导管与横向泵管之间的过滤池进水管位置上安装第五个阀门(V5)；
在横向传输管上安装第六个阀门(V6)；
在横向泵管上安装第七个阀门(V7)；
在横向传输管与污水源的进水口之间的清水池进水管位置上安装第八个阀门(V8)；
在横向传输管与流量计之间的清水池进水管位置上安装第九个阀门(V9)；
在清水池出水管上安装第十个阀门(V10)；
在清水池出水管与横向泵管连接处的管路位置上安装第十一个阀门(V11)。
2.根据权利要求1所述的用于MBR演示装置的集成管阀系统，其特征在于：还包括一时间继电器，该时间继电器安装在抽吸泵的开关所在的控制电路上，用于对泵开关的打开以及关闭的时间进行预设控制。
3.根据权利要求1所述的用于MBR演示装置的集成管阀系统，其特征在于：在所述支架底部对称安装有四个万向轮。
4.根据权利要求1所述的用于MBR演示装置的集成管阀系统，其特征在于：所述膜过滤装置为膜-生物反应器。
5.根据权利要求2所述的用于MBR演示装置的集成管阀系统，其特征在于：所述用于MBR演示装置的集成管阀系统的使用方法是：
进水：将污水从污水源的出水口通入到过滤池中；
过滤：将污水在过滤池中通过膜过滤装置进行过滤；
运行：将过滤后的清水从膜过滤装置滤后水出口通入到清水池中，过量的清水从清水池与过滤池中间的隔板溢流回过滤池，实现循环以满足长时间演示或试验所需水量；
反冲洗：清水池中清水通入膜过滤装置；
排泥：先将过滤池中膜过滤后的污水通过管阀系统排到污水源的出水口，再通过清水将管阀系统进行冲洗，冲洗后的水也排到污水源的出水口。
6.根据权利要求5所述的用于MBR演示装置的集成管阀系统，其特征在于：所述的进水的具体操作方法是：打开第十一个阀门(V11)、第七个阀门(V7)、第三个阀门(V3)、第二个阀门(V2)、第四个阀门(V4)，其余阀门关闭，在横向泵管与清水池出水管的连接端连通接入污水源，时间继电器设置为常开，接通电源即可实现污水注入膜池。
7.根据权利要求5所述的用于MBR演示装置的集成管阀系统，其特征在于：所述的运行的具体操作方法是：打开第一个阀门(V1)、第二个阀门(V2)、第五个阀门(V5)、第六个阀门(V6)、第九个阀门(V9)，其余阀门关闭，时间继电器按照膜厂家要求设定，接通电源，过滤池中污水经过膜过滤装置过滤后从膜过滤装置滤后水出口进入管阀系统，依次经过第一个阀门(V1)、第二个阀门(V2)、第五个阀门(V5)、抽吸泵、第六个阀门(V6)、第九个阀门(V9)、流量计进入清水池，清水池满后，水可从中间隔板溢流回过滤池，实现循环以满足长时间演示或试验所需。
8.根据权利要求5所述的用于MBR演示装置的集成管阀系统，其特征在于：所述的反冲洗的具体操作方法是：打开第十个阀门(V10)、第七个阀门(V7)、第三个阀门(V3)、第一个阀门(V1)，其余阀门关闭，时间继电器按反冲洗时间设置好，接通电源，清水池中清水即可从位于清水池底部位置的清水池出水管管头进入管阀系统，依次经过第十个阀门(V10)、第七个阀门(V7)、抽吸泵、第三个阀门(V3)、第一个阀门(V1)进入膜过滤装置内部，完成反冲洗。
9.根据权利要求5所述的用于MBR演示装置的集成管阀系统，其特征在于：所述的排泥的具体操作方法是：打开第四个阀门(V4)、第五个阀门(V5)、第六个阀门(V6)、第八个阀门(V8)，其余阀门关闭，时间继电器设置为常开，接通电源，膜池中污水即可从位于过滤池底部的过滤池进水管管头进入管阀系统，依次经过第四个阀门(V4)、第五个阀门(V5)、抽吸泵、第六个阀门(V6)、第八个阀门(V8)到达污水源的出水口；再打开第十个阀门(V10)、第七个阀门(V7)、第六个阀门(V6)、第八个阀门(V8)，其余阀门关闭，时间继电器设置为常开，接通电源，清水池中清水即可从位于清水池底部位置的清水池出水管管头进入管阀系统，依次经过第十个阀门(V10)、第七个阀门(V7)、抽吸泵、第六个阀门(V6)、第八个阀门(V8)到达污水源的出水口。
10.根据权利要求8所述的用于MBR演示装置的集成管阀系统，其特征在于：在所述的反冲洗过程中，在清水池配好清洗药液，再依据反冲洗操作程序即可实现药洗。
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