CN113060831A - 一种mbr防污堵曝气装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于水处理技术领域，涉及一种MBR防污堵曝气装置，本发明通过在第二曝气母管上设置冲洗阀，当曝气支管发生污堵时，关闭第二进气阀，使压缩空气从第一进气阀进入第一曝气母管，压缩空气而后通过曝气支管从第二曝气母管的冲洗阀排出，冲刷曝气支管，把曝气支管内的堆积的积泥冲出，还产生间歇气提的作用，压缩空气在曝气出口处形成压差，在曝气出口处出现气水进出的现象，起到对曝气出口进行气水冲刷的作用，可以有效地去除堆积在曝气支管以及爆气出口处的污泥，彻底解决曝气支管以及曝气出口的污堵问题，延长MBR膜的清洗周期，达到节约人工、药剂、延长MBR膜寿命、降低能耗的目的。

Description

一种MBR防污堵曝气装置

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及膜反应器污水处理装置，特别涉及一种MBR防污堵曝气装置。

背景技术

污水深度处理是指城市生活污水或工业废水经一级、二级处理后，为了达到一定的再生水标准使污水作为水资源回用于生产或生活的进一步水处理过程。针对污水(废水)的原水水质和处理后的水质要求可进一步采用三级处理或多级处理工艺。常用于去除水中的微量COD和BOD有机污染物质，SS及氮、磷高浓度营养物质及盐类。深度处理的方法有：絮凝沉淀法、砂滤法、活性炭法、臭氧氧化法、膜分离法、离子交换法、电解处理、湿式氧化法、催化氧化法、蒸发浓缩法等物理化学方法与生物脱氮、脱磷法等。

膜技术作为一种新型高效分离技术，产生于20世纪60年代，其是指在外界压力下或渗透压的推动下，通过特定材质的结构膜，经渗透作用，分离、纯化出多种组分。近年来，膜分离技术基于自身优势在国家相关产业政策的指引下发展迅速，并在市政废水处理及回用、市政给水处理、工业废水处理与循环利用、高端超纯水制备等领域得到了广泛应用并在城市深度处理废水二级出水发挥巨大潜力，以超滤(UF)和微滤(MF)，纳滤(DF)为主，针对主要污染物的去除取得了很好的效果。同时随着人们对饮水安全的关注与重视，膜技术能够迅速的成为水处理中不可缺少的力量主要在于发展潜力大以及自己的特点。

近年来，膜技术已经成为各种污废水深度处理或高品质再生水不可或缺的核心技术，研究证实DF在对高矿化度污废水、难降解有机废水、染料废水的深度处理及市政污废水的高品质回用处理取得非常好的效果。连续膜过滤系统是一种高效节能的膜处理技术，且与传统的污水处理相比，具有工艺操作简单、出水水质高、处理效果稳定等优点，因此被广泛应用于水处理领域。其分离机理是筛孔分离机理，处理液在一定的压力下进行膜过滤，尺寸小于膜分离孔径的分子或粒子可通过膜表面，而尺寸大于膜分离孔径的分子或粒子则被截留，实现大小粒子的分离。

在膜技术中，膜生物反应器(MBR)是近些年发展起来的一种污水处理工艺，利用膜的物理分离能力，将水力停留时间与污泥停留时间完全分开，从而达到利用高污泥浓度来提高污水处理能力和效果的目的。因其具有出水水质好，占地面积小，泥水分离效果好等特点，正在得到越来越多的应用与推广。常规膜生物反应器(MBR)的结构主要是将众多的中空纤维膜安装到不锈钢膜架上，曝气管安装在膜架最下方。运行时，将装好膜的膜架按事先安排的位置放到污水池中，通过抽吸泵进行抽吸产水。抽吸可以在中空纤维膜的内部产生负压，从而使清水通过膜丝表面的微孔，渗透到中空纤维膜的内部，而后经由管道进入清水池。而污染物质(如污泥)因其粒径大，不能通过微孔进入膜内，被截留在膜外面，从而实现泥水分离。

现有MBR的曝气方式为采用曝气支管开孔方式在膜底部进行曝气，通过气泡与膜接触，对膜产生擦洗或抖动的作用，防止污泥在膜丝表面沉积。当设备运行一段时间后，曝气支管内会出现积泥堵塞，同时曝气支管上的曝气出口也会出现堵塞，曝气管或曝气堵塞后引起膜的擦洗作用减弱，最后导致膜的污堵，引起产水通量的下降和真空度的上升。

通过发明人多年的实际工厂运行实践发现，导致曝气支管和曝气支管上的曝气出口堵塞的原因主要有以下2个方面：1、当某种原因引起曝气停止时，污水或污泥进入曝气支管，经过一段时间，污泥沉淀到曝气支管底部管底上，并进行浓缩。当再次进行曝气时，气体重新进入曝气支管，将管中上部的水排出到管外。但是管底部的污泥，由于比重大，并且有一定的粘度，粘附在管底，空气并不能将污泥排出到曝气管外，造成曝气支管的堵塞。由于空气经过空压机压缩，变成热风，热风不断吹干曝气支管底部的污泥，使污泥板结脱水，成为坚硬的固体颗粒，该颗粒一旦滚动到曝气支管的曝气出口处，就可能造成穿孔曝气支管曝气出口堵塞。2、曝气支管的曝气出口周围出现好氧生化环摬，微生物生长活跃，形成菌胶团，长时间运行，也会出现堵塞，当曝气支管孔眼堵塞时，上部的MBR中空纤维膜失去曝气产生的抖动，导致膜表面严重积泥，MBR膜组器产水阻力增大，不能正常运行。

为彻底解决曝气支管以及曝气出口的堵塞问题，本发明提出一种新型的MBR防污堵曝气装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种新型的MBR防污堵曝气装置，使用该曝气装置可以有效地避免曝气支管以及曝气出口堵塞，彻底解决曝气支管以及曝气出口的污堵问题，延长MBR膜的清洗周期，达到节约人工、药剂、延长MBR膜寿命、降低能耗的技术效果。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种MBR防污堵曝气装置，包括进气阀、曝气母管、MBR膜以及曝气支管，所述曝气母管包括第一曝气母管和第二曝气母管，所述曝气支管的两端分别与第一曝气母管的一端以及第二曝气母管的一端连接，所述第一曝气母管的另一端设置有第一进气阀，所述第二曝气母管的另一端设置有第二进气阀，所述第二曝气母管上还设置有冲洗阀；所述曝气支管上设置有曝气出口，所述第一曝气母管、曝气支管、第二曝气母管互相连接形成容纳空间，所述MBR膜位于所述容纳空间内。

作为优选，所述MBR膜在容纳空间内位于所述曝气支管的上方。

作为优选，所述曝气开口为曝气孔。

作为优选，所述冲洗阀位于所述第二进气阀的下部。

作为优选，所述曝气支管为曝气槽。

本发明还提供一种采用上述的MBR防污堵曝气装置进行曝气的方法，该方法包括如下操作：

正常曝气情况下，打开第一进气阀和第二进气阀，压缩气体通过第一曝气母管和第二曝气母管进入曝气支管，并从曝气支管上的曝气出口涌出形成气泡，所述气泡对MBR膜进行曝气擦洗抖动，去除MBR膜表面的污泥；

工作一段时间后，曝气支管的曝气出口发生污堵，开始冲洗操作，所述冲洗操作为：打开第一进气阀，关闭第二进气阀，打开冲洗阀，压缩空气由第一曝气母管的第一进气阀进入，通过曝气支管后从第二曝气母管的冲洗阀排出，清除曝气支管以及曝气出口处的污堵。

作为优选，所述冲洗操作定时进行。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明通过在第二曝气母管上设置冲洗阀，当曝气支管发生污堵时，关闭第二进气阀，使压缩空气从第一进气阀进入第一曝气母管，压缩空气而后通过曝气支管从第二曝气母管的冲洗阀排出，一方面可以冲刷曝气支管，把曝气支管内的堆积的积泥冲出；另一方面，这种供气方式还可以产生间歇气提的作用，当压缩空气高速流过曝气支管时会在曝气支管的曝气出口处形成压差，膜池中的水可以通过曝气出口进入曝气支管，再与压缩空气一起从冲洗阀排出，在曝气出口处出现气水进出的现象，起到对曝气出口进行气水冲刷的作用，可以有效地去除堆积在曝气支管以及爆气出口处的污泥，彻底解决曝气支管以及曝气出口的污堵问题，延长MBR膜的清洗周期，达到节约人工、药剂、延长MBR膜寿命、降低能耗的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明MBR防污堵曝气装置的结构示意图。

图中：第一进气阀-1，第二进气阀-2，第一曝气母管-3，第二曝气母管-4，曝气支管-5，冲洗阀-6，气泡-7，产水抽吸方向-8，MBR膜-9。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”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“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解所述术语在本发明中的具体含义。

出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。

一种MBR防污堵曝气装置，包括进气阀、曝气母管、MBR膜9以及曝气支管5，所述曝气母管包括第一曝气母管3和第二曝气母管4，所述曝气支管5的两端分别与第一曝气母管3的一端以及第二曝气母管4的一端连接，所述第一曝气母管3的另一端设置有第一进气阀1，所述第二曝气母管4的另一端设置有第二进气阀2，所述第二曝气母管4上还设置有冲洗阀6；所述曝气支管5上设置有曝气出口，所述第一曝气母管3、曝气支管5、第二曝气母管4互相连接形成容纳空间，所述MBR膜9位于所述容纳空间内。

本发明的MBR防污堵曝气装置还包括膜池，或者浸没在膜池中进行曝气操作，膜池中充满着经由MBR膜过滤后的生成的产水，伴随着产水的生成还有产水被抽吸至其他部件，保持膜池内水位的基本恒定。本发明的MBR膜9通过膜架固定在膜池中，在膜池中的MBR膜9位于容纳空间内位于所述曝气支管5的上方，这一MBR膜9的设置位置可以保证从曝气出口涌出的压缩空气气泡可以很好地作用在MBR膜9上，以此实现对MBR膜9的曝气、擦洗、抖动，进而完成对MBR膜9的曝气清洗工作。

本发明曝气支管5上的曝气开口为曝气孔，即打孔式曝气支管。同样的，本发明的曝气支管5还可以采用槽式曝气支管，即曝气槽。通常情况下，相对于打孔式曝气支管，曝气槽可以在一定程度上降低污堵的程度、延缓污堵发生的时间，其自身的结构可以在一定程度上避免曝气支管堵塞，但是其并不能从根本上彻底解决曝气支管的污堵问题，还需要配合本发明的技术方案彻底解决污堵的问题。根据需要，本发明的曝气装置的曝气支管可以选择打孔式曝气支管或者曝气槽，本发明对此并无特别限制。

为了便于使用，本发明的冲洗阀6在第二曝气母管4上位于所述第二进气阀2的下部，采用这样的设计，在冲洗曝气支管5的时候，压缩空气由第一进气阀进入，而后通过第一曝气母管进入到曝气支管，将曝气支管中堆积的污泥冲刷下来，而后掺杂着污泥的气、水混合物可以直接通过第二曝气母管并经由冲洗阀排出，而不需要经过第二进气阀，减少了与污泥接触的部件数量，避免了二次污染。

本发明还提供了一种采用上述的MBR防污堵曝气装置对MBR膜进行曝气的方法，具体包括如下操作：

在正常的曝气情况下，打开第一进气阀1和第二进气阀2，压缩气体经由第一曝气母管3和第二曝气母管4同时从曝气支管5的两端进入曝气支管，并从曝气支管5上的曝气出口涌出在充满水的膜池中形成大量气泡，这些气泡对位于曝气支管上方的MBR膜9进行曝气、擦洗、抖动，以此去除MBR膜9表面的污泥。

当工作一段时间后，曝气支管5的曝气出口会由于污泥的堆积而发生污堵，此时开始进行冲洗操作，冲洗操作具体为：打开第一进气阀1，关闭第二进气阀2，打开冲洗阀6，此时压缩空气由第一进气阀1进入第一曝气母管3，通过曝气支管5后从第二曝气母管3的冲洗阀6排出，清除曝气支管5以及曝气出口处的堆积的污堵。冲洗过程中的压缩空气从第一进气阀1进入第一曝气母管2，而后压缩空气通过曝气支管5再从第二曝气母管4的冲洗阀6排出，一方面可以冲刷曝气支管5，把曝气支管5内的堆积的积泥冲出；另一方面，这种供气方式还可以产生间歇气提的作用，当压缩空气高速流过曝气支管5时会在曝气支管的曝气出口处形成压差，膜池中的水可以通过曝气出口进入曝气支管5，再与压缩空气一起从冲洗阀6排出，在曝气出口处出现气水进出的现象，起到对曝气出口进行气水冲刷的作用，可以有效地去除堆积在曝气支管5以及爆气出口处的污泥。

为了提高自动化水平，本发明的第一进气阀1、第二进气阀2、冲洗阀5均可以采用电子控制的电控阀，而且相关的压缩空气供应装置可以采用电子自动控制，同时借助可编程控制器，实现第一进气阀、第二进气阀、冲洗阀的定时开关组合，使得冲洗操作可以定时进行，即，在曝气一段时间后自动开始冲洗工作，实现曝气支管防污堵冲洗的自动化进行，有效提高曝气工作效率、降低工人劳动强度

本发明在第二曝气母管上设置冲洗阀，当曝气支管发生污堵时，关闭第二进气阀，使压缩空气从第一进气阀进入第一曝气母管，压缩空气而后通过曝气支管从第二曝气母管的冲洗阀排出，一方面可以冲刷曝气支管，把曝气支管内的堆积的积泥冲出；另一方面，这种供气方式还可以产生间歇气提的作用，当压缩空气高速流过曝气支管时会在曝气支管的曝气出口处形成压差，膜池中的水可以通过曝气出口进入曝气支管，再与压缩空气一起从冲洗阀排出，在曝气出口处出现气水进出的现象，起到对曝气出口进行气水冲刷的作用，可以有效地去除堆积在曝气支管以及爆气出口处的污泥，彻底解决曝气支管以及曝气出口的污堵问题，延长MBR膜的清洗周期，达到节约人工、药剂、延长MBR膜寿命、降低能耗的目的。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其配方、工艺所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种MBR防污堵曝气装置，包括进气阀、曝气母管、MBR膜以及曝气支管，其特征在于：所述曝气母管包括第一曝气母管和第二曝气母管，所述曝气支管的两端分别与第一曝气母管的一端以及第二曝气母管的一端连接，所述第一曝气母管的另一端设置有第一进气阀，所述第二曝气母管的另一端设置有第二进气阀，所述第二曝气母管上还设置有冲洗阀；所述曝气支管上设置有曝气出口，所述第一曝气母管、曝气支管、第二曝气母管互相连接形成容纳空间，所述MBR膜位于所述容纳空间内。

2.根据权利要求1所述的MBR防污堵曝气装置，其特征在于，所述MBR膜在容纳空间内位于所述曝气支管的上方。

3.根据权利要求1所述的MBR防污堵曝气装置，其特征在于，所述曝气开口为曝气孔。

4.根据权利要求1所述的MBR防污堵曝气装置，其特征在于，所述冲洗阀位于所述第二进气阀的下部。

5.根据权利要求1所述的MBR防污堵曝气装置，其特征在于，所述曝气支管为曝气槽。

6.一种采用权利要求1-5任一项所述的MBR防污堵曝气装置进行曝气的方法，其特征在于，包括如下操作：

正常曝气情况下，打开第一进气阀和第二进气阀，压缩气体通过第一曝气母管和第二曝气母管进入曝气支管，并从曝气支管上的曝气出口涌出形成气泡，所述气泡对MBR膜进行曝气擦洗抖动，去除MBR膜表面的污泥；

工作一段时间后，曝气支管的曝气出口发生污堵，开始冲洗操作，所述冲洗操作为：打开第一进气阀，关闭第二进气阀，打开冲洗阀，压缩空气由第一曝气母管的第一进气阀进入，通过曝气支管后从第二曝气母管的冲洗阀排出，清除曝气支管以及曝气出口处的污堵。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述冲洗操作定时进行。

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