CN109607751B - 一种中心源复合膜生物反应器的气水平衡器 - Google Patents

一种中心源复合膜生物反应器的气水平衡器 Download PDF

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Abstract

一种中心源复合膜生物反应器的气水平衡器，该气水平衡器的边框壳体底部安置在中心源复合膜生物反应器的膜组件顶部四个边角构成的L型槽内，气水导流折板槽是由多片连续折板构成，每片折板的边端与边框壳体中的内边通过焊接或螺栓固定，单针器不规则地布置固定针边框壳体的内边和气水导流折板槽的折板上，多针器固定在调节针孔板的调节杆上，调节针孔板四边与边框壳体固定，固定连接座通过螺栓与中心源复合膜生物反应器的中心源发生器连接固定。采用本发明能够在保证常规膜生物反应器处理工艺处理效果的情况下，提高空气利用率、减少能耗。

Description

一种中心源复合膜生物反应器的气水平衡器
技术领域
本发明涉及一种污水处理器，具体是一种中心源复合膜生物反应器的气水平衡器。
背景技术
目前，污水处理技术中的MBR处理工艺应用越来越广泛，相关MBR处理工艺类型主要包括：MBR系统、厌氧MBR、A2O+MBR处理装置、复合式CAS-MBR污水处理系统、膜片曝气MBR装置、超声波MBR反应器、固定床MBR设备、MBR综合污水处理器、流化床MBR设备、膜材料改性的MBR膜生物反应器、双自循环一体化MBR反应器、兼氧MBR一体化污水处理设备、AMBR污水处理装置、BMBR、CMBR、DMBR、EMBR、FMBR等。以上MBR处理工艺的普遍优点是：对CODCr、BOD、SS处理效果好、出水稳定、占地面积小，但共同存在的缺点是：膜清洗空气用量大，利用率低，能耗高。
发明内容
根据上述MBR处理工艺技术的优缺点，从处理工艺和能源利用方面进行创新，研发出一种中心源复合膜生物反应器的气水平衡器，在保证常规膜生物反应器处理工艺处理效果的情况下，提高空气利用率、减少能耗。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种中心源复合膜生物反应器的气水平衡器，包括边框壳体、气水导流折板槽、单针器、多针器、调节针孔板和固定连接座，具体结构和连接关系为：
所述边框壳体底部安置在中心源复合膜生物反应器的膜组件顶部四个边角构成的L型槽内，气水导流折板槽是由多片连续折板构成，每片折板的边端与边框壳体中的内边通过焊接或螺栓固定，单针器是锋利的长针，单针器不规则地布置固定针边框壳体的内边和气水导流折板槽的折板上，锋利的针头朝下，针头左右倾斜一定的角度，多针器是由多个不规则布置的多针单元组成，多针器固定在调节针孔板的调节杆上，通过调节调节杆来灵活改变多针器的布局，调节针孔板是平板多孔结构，调节针孔板四边与边框壳体固定，调节针孔板上设有活动卡槽固定的调节杆，通过调节调节杆来灵活改变多针器的布局，固定连接座通过螺栓与中心源复合膜生物反应器的中心源发生器连接固定。
所述框壳体是平板折围成的方体边框壳，为钢防腐结构、不锈钢防腐结构和玻璃钢防腐结构。
所述折板与折板的之间有一定的间隔距离，间隔距离的大小与折板底端所处的水深相关，折板上涂有张力大、亲气性的专制涂料，所述专制涂料的主要成分百分含量为：OXY-CAPTTM吸氧树脂35～42％，EVOH3～8％，HJ-909 30～40％，铁系脱氧剂8～9％，二甲苯1～3％，乙醇1～2％，亚磷酸铵0.2～0.3％，纳米活性碳1～2％，万能催干剂1～2％，F841防结皮剂0.2～0.3％，各组分含量之和为百分之百。
所述单针器倾斜角度控制在30°范围内，单针器上涂有张力大、亲气性的专制涂料，所述专制涂料的主要成分百分含量为：OXY-CAPTTM吸氧树脂35～42％，EVOH3～8％，HJ-909 30～40％，铁系脱氧剂8～9％，二甲苯1～3％，乙醇1～2％，亚磷酸铵0.2～0.3％，纳米活性碳1～2％，万能催干剂1～2％，F841防结皮剂0.2～0.3％，各组分含量之和为百分之百。
所述每个多针单元由一根垂直向下的锋利长针和倾斜向下的短锋利短针构成，短锋利短针的大小与多针单元所处的水深相关；多针器上涂有张力大、亲气性的专制涂料，所述专制涂料的主要成分百分含量为：OXY-CAPTTM吸氧树脂35～42％，EVOH3～8％，HJ-90930～40％，铁系脱氧剂8～9％，二甲苯1～3％，乙醇1～2％，亚磷酸铵0.2～0.3％，纳米活性碳1～2％，万能催干剂1～2％，F841防结皮剂0.2～0.3％，各组分含量之和为百分之百。
所述固定连接座是板孔结构，位于边框壳体顶部。
中心源复合膜生物反应器简称为：CCMBR。
除另有说明外，本发明所述的百分比均为质量百分比，各组分含量百分数之和为100％。
本发明突出的优点在于：
1、增加污水和气泡在中心源复合膜生物反应器的停留时间，增加气水接触时间，提高了污水中的活性污泥对气体中氧的吸收量，提高空气利用率、减少能耗。
2、当气泡碰到涂有张力大、亲气性的专制涂料的折板，折板能够减缓气泡向上的流速，形成气水二相速度不一致，气相速度比水相速度低，提高了空气在污水中的停留时间，提高了污水中的活性污泥对气体中氧的吸收量，提高空气利用率、减少能耗。
3、气水二相速度不一致，气相速度比水相速度低，形成了气泡与污水不断的错流接触，能让气泡在折板槽内一直和不同的污水接触，不同的污水中的活性污泥能够充分与气泡中的气体接触，提高了污水中的活性污泥对气体中氧的吸收量，提高空气利用率、减少能耗。
4、污水和气泡遇到单针器3，污水中的成团的活性污泥碰到单针器3会破碎松散，向四周扩散，与四周的气泡充分接触，提高了污水中的活性污泥对气体中氧的吸收量，提高空气利用率、减少能耗。
5、气泡碰到单针器3会被破碎成几个小气泡，从一个大气泡变成几个小气泡，气泡的上升的速度会降慢下来，提高了空气在污水中的停留时间，提高了污水中的活性污泥对气体中氧的吸收量，提高空气利用率、减少能耗。
6、多针器4上不规则布置的多针单元上的张力大、亲气性的专制涂料会诱导气泡向多针单元靠拢，多针单元会把极大部分的气泡破碎成几倍数量的小气泡，在这过程中，气泡被破碎的瞬间会以极大的速度向四周射流，在射流过程中吸带污水中的活性污泥，让活性污泥充分接触气泡中的氧气。射流之后会重新形成更多的小气泡，从一个大气泡变成几个小气泡，气泡的上升的速度会降慢下来，提高了空气在污水中的停留时间，提高了污水中的活性污泥对气体中氧的吸收量，提高空气利用率、减少能耗。
7、调节针孔板5上的孔开在多针器4的正上方，能够引导下层的污水和气泡向多针器4靠拢，提高多针器4扎到气泡的几率，能够达到提高空气利用率、减少能耗的目的。调节针孔板5可通过调节调节杆来灵活改变多针器4的布局，能过适应不同的水流状况。
附图说明
图1是本发明所述的中心源复合膜生物反应器的气水平衡器的结构示意图。
图2是本发明所述的中心源复合膜生物反应器的多针器4和调节针孔板5的结构示意图。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
如图1至图2所示，本发明所述的中心源复合膜生物反应器的气水平衡器，包括边框壳体1、气水导流折板槽2、单针器3、多针器4、调节针孔板5和固定连接座6，具体结构和连接关系为：
所述边框壳体1底部安置在中心源复合膜生物反应器的膜组件顶部四个边角构成的L型槽内，气水导流折板槽2是由多片连续折板构成，每片折板的边端与边框壳体1中的内边通过焊接或螺栓固定，单针器3是锋利的长针，单针器3不规则地布置固定针边框壳体1的内边和气水导流折板槽2的折板上，锋利的针头朝下，针头允许左右倾斜一定的角度，多针器4是由很多个不规则布置的多针单元组成，多针器4固定在调节针孔板5的调节杆上，通过调节调节杆来灵活改变多针器4的布局，调节针孔板5是平板多孔结构，调节针孔板5四边与边框壳体1固定，调节针孔板5上设有活动卡槽固定的调节杆，通过调节调节杆来灵活改变多针器4的布局；固定连接座6是板孔结构，位于边框壳体1顶部，固定连接座6通过螺栓与中心源复合膜生物反应器的中心源发生器连接固定。
所述边框壳体1是平板折围成的方体边框壳，为钢防腐结构、不锈钢防腐结构或玻璃钢防腐结构。
所述折板与折板的之间有一定的间隔距离，间隔距离的大小与折板底端所处的水深相关，折板上涂有张力大、亲气性的专制涂料，所述专制涂料的主要成分含：OXY-CAPTTM吸氧树脂35～42％，EVOH3～8％，HJ-909 30～40％，铁系脱氧剂8～9％，二甲苯1～3％，乙醇1～2％，亚磷酸铵0.2～0.3％，纳米活性碳1～2％，万能催干剂1～2％，F841防结皮剂0.2～0.3％，各组分含量之和为百分之百。
所述单针器3倾斜角度控制在30°范围内，单针器3上涂有张力大、亲气性的专制涂料，涂料的主要成分含：OXY-CAPTTM吸氧树脂35～42％，EVOH3～8％，HJ-909 30～40％，铁系脱氧剂8～9％，二甲苯1～3％，乙醇1～2％，亚磷酸铵0.2～0.3％，纳米活性碳1～2％，万能催干剂1～2％，F841防结皮剂0.2～0.3％，各组分含量之和为百分之百。
所述每个多针单元由一根垂直向下的锋利长针和倾斜向下的短锋利短针构成，短锋利短针的大小与多针单元所处的水深相关；多针器上涂有张力大、亲气性的专制涂料，所述专制涂料的主要成分含：OXY-CAPTTM吸氧树脂35～42％，EVOH3～8％，HJ-909 30～40％，铁系脱氧剂8～9％，二甲苯1～3％，乙醇1～2％，亚磷酸铵0.2～0.3％，纳米活性碳1～2％，万能催干剂1～2％，F841防结皮剂0.2～0.3％，各组分含量之和为百分之百。
实施例2
本实施例为本发明所述的中心源复合膜生物反应器的气水平衡器在污水处理中的应用，包括如下步骤：
某生活污水处理厂，进水水量1000m3/天，设计主要进水水质：CODCr<350mg/L、NH3-N<50mg/L、总磷<5mg/L、PH＝6～9。设计排放标准达国家颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中一级A标准即：CODCr<50mg/L、NH3-N<5(8)mg/L、总磷<0.5mg/L、PH＝6～9。
主体处理工艺：污水收集→预处理→中心源复合膜生物反应器→消毒→清水池→达标排放或回用。
中心源复合膜生物反应器中安装有3台在线溶解氧仪，1#在线溶解氧仪检测气水平衡器正下面300mm处的污水溶解氧，2#在线溶解氧仪检测气水平衡器正上面200mm处的污水溶解氧，3#在线溶解氧仪检测气水平衡器上面200mm在气水平衡器壳体外延伸1500mm处(污水和气泡不流经气水平衡器的地方)的污水溶解氧。
正常运行1个月后检测进水水质指标：CODCr＝279.37mg/L、NH3-N＝31.37(8)mg/L、总磷＝4.76mg/L、PH＝7.3；处理出水水质指标：CODCr＝18.63mg/L、NH3-N＝2.33(8)mg/L、总磷＝0.31mg/L、PH＝7.1、浊度＝2.9NTU。处理出水达到国家颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中一级A标准。
检测水质的前后三天的，3台在线溶解氧仪的检测值如下：
1#在线溶解氧仪：5.83～6.73mg/L
2#在线溶解氧仪：4.41～5.27mg/L
3#在线溶解氧仪：5.46～6.51mg/L
从3台在线溶解氧仪的检测值可得出：污水处理中的膜生物反应器中安装中心源复合膜生物反应器的气水平衡器可达到提高空气利用率、减少能耗的目的。
实施例3
本实施例为本发明所述的中心源复合膜生物反应器的气水平衡器在污水处理中的应用，包括如下步骤：
某医院污水处理站，进水水量500m3/天，设计主要进水水质：CODCr<300mg/L、NH3-N<50mg/L、总磷<4mg/L、粪大肠杆菌<2.0×108(个/L)、PH＝6～9。由于医院附近未建完善市政污水管网，设计排放标准达国家颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中一级A标准即：CODCr<50mg/L、NH3-N<5(8)mg/L、总磷<0.5mg/L、粪大肠杆菌<1.0×103(个/L)、PH＝6～9。
主体处理工艺：污水→预处理→中心源复合膜生物反应器→消毒→清水池→达标排放。
中心源复合膜生物反应器中安装有3台在线溶解氧仪，1#在线溶解氧仪检测气水平衡器正下面320mm处的污水溶解氧，2#在线溶解氧仪检测气水平衡器正上面220mm处的污水溶解氧，3#在线溶解氧仪检测气水平衡器上面220mm在气水平衡器壳体外延伸1600mm处(污水和气泡不流经气水平衡器的地方)的污水溶解氧。
正常运行2个月后检测进水水质指标：CODCr＝258.23mg/L、NH3-N＝32.16(8)mg/L、总磷＝3.83mg/L、PH＝7.4；处理出水水质指标：CODCr＝17.76mg/L、NH3-N＝2.54(8)mg/L、总磷＝0.33mg/L、PH＝7.2。处理出水达到国家颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准。
检测水质的前后三天的，3台在线溶解氧仪的检测值如下：
1#在线溶解氧仪：5.86～6.77mg/L
2#在线溶解氧仪：4.39～5.23mg/L
3#在线溶解氧仪：5.44～6.49mg/L
从3台在线溶解氧仪的检测值可得出：污水处理中的膜生物反应器中安装中心源复合膜生物反应器的气水平衡器可达到提高空气利用率、减少能耗的目的。
工作原理及过程：
污水经水泵提升或自流进入中心源复合膜生物反应器内进行一系列的反应和膜组件抽取，未被抽取的污水由气泡带动继续向上流入气水平衡器的边框壳体1内。
污水和气泡先进入气水导流折板槽2，污水和气泡一起向上流，碰到折板后，污水和气泡改变方向沿着折板方向流走，行程加长，增加了污水和气泡在中心源复合膜生物反应器的停留时间，增加了气水接触时间，提高了污水中的活性污泥对气体中氧的吸收量，提高空气利用率、减少能耗。当气泡碰到涂有张力大、亲气性的专制涂料的折板，折板能够减缓气泡向上的流速，形成气水二相速度不一致，气相速度比水相速度低，提高了空气在污水中的停留时间，提高了污水中的活性污泥对气体中氧的吸收量，提高空气利用率、减少能耗。同时，气水二相速度不一致，气相速度比水相速度低，形成了气泡与污水不断的错流接触，能让气泡在折板槽内一直和不同的污水接触，不同的污水中的活性污泥能够充分与气泡中的气体接触，提高了污水中的活性污泥对气体中氧的吸收量，提高空气利用率、减少能耗。
污水和气泡流到气水导流折板槽2上部时，污水和气泡遇到单针器3，污水中的成团的活性污泥碰到单针器3会破碎松散，向四周扩散，与四周的气泡充分接触，提高了污水中的活性污泥对气体中氧的吸收量，提高空气利用率、减少能耗。气泡碰到单针器3会曝破成几个小气泡，从一个大气泡变成几个小气泡，气泡的上升的速度会降慢下来，气相与液相的总接触面积增大，提高了空气在污水中的停留时间，提高了污水中的活性污泥对气体中氧的吸收量，提高空气利用率、减少能耗。
污水和气泡流出气水导流折板槽2后，继续向上流经多针器4，多针器4上不规则布置的多针单元上的张力大、亲气性的专制涂料会诱导气泡向多针单元靠拢，多针单元会把极大部分的气泡破碎成几倍数量的小气泡，在这过程中，气泡被破碎的瞬间会以极大的速度向四周射流，在射流过程中吸带污水中的活性污泥，让活性污泥充分接触气泡中的氧气。射流之后会重新形成更多的小气泡，从一个大气泡变成几个小气泡，气泡的上升的速度会降慢下来，气相与液相的总接触面积增大，就这样提高了空气在污水中的停留时间，提高了污水中的活性污泥对气体中氧的吸收量，提高空气利用率、减少能耗。
污水和气泡流过多针器4后，继续向上流经调节针孔板5，调节针孔板5上的孔开在多针器4的正上方，能够引导下层的污水和气泡向多针器4靠拢，提高多针器4扎到气泡的几率，能够达到提高空气利用率、减少能耗的目的。调节针孔板5可通过调节调节杆来灵活改变多针器4的布局，能够适应不同的水流状况。

Claims (6)

1.一种中心源复合膜生物反应器的气水平衡器，包括边框壳体、气水导流折板槽、单针器、多针器、调节针孔板和固定连接座，其特征在于，具体结构和连接关系为：
所述边框壳体底部安置在中心源复合膜生物反应器的膜组件顶部四个边角构成的L型槽内，气水导流折板槽是由多片连续折板构成，每片折板的边端与边框壳体中的内边通过焊接或螺栓固定，单针器是锋利的长针，单针器不规则地布置固定针边框壳体的内边和气水导流折板槽的折板上，锋利的针头朝下，针头左右倾斜一定的角度，多针器是由多个不规则布置的多针单元组成，多针器固定在调节针孔板的调节杆上，通过调节调节杆来灵活改变多针器的布局，调节针孔板是平板多孔结构，调节针孔板四边与边框壳体固定，调节针孔板上设有活动卡槽固定的调节杆，通过调节调节杆来灵活改变多针器的布局，固定连接座通过螺栓与中心源复合膜生物反应器的中心源发生器连接固定。
2.根据权利要求1所述的中心源复合膜生物反应器的气水平衡器，其特征在于，所述边框壳体是平板折围成的方体边框壳，为钢防腐结构、不锈钢防腐结构或玻璃钢防腐结构。
3.根据权利要求1所述的中心源复合膜生物反应器的气水平衡器，其特征在于，所述折板与折板的之间有一定的间隔距离，间隔距离的大小与折板底端所处的水深相关。
4.根据权利要求1所述的中心源复合膜生物反应器的气水平衡器，其特征在于，所述单针器倾斜角度控制在30º 范围内。
5.根据权利要求1所述的中心源复合膜生物反应器的气水平衡器，其特征在于，所述每个多针单元由一根垂直向下的锋利长针和倾斜向下的短锋利短针构成，短锋利短针的大小与多针单元所处的水深相关。
6.根据权利要求1所述的中心源复合膜生物反应器的气水平衡器，其特征在于，所述固定连接座是板孔结构，位于边框壳体顶部。
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