CN115259358A - 一种平板膜生物反应器 - Google Patents

Abstract

本申请设计污水处理的技术领域，公开了一种平板膜生物反应器，其包括支撑框架、设置在支撑框架上的若干平板膜元件以及设置在支撑框架上的曝气装置，曝气装置位于平板膜元件的下方，曝气装置包括设置在支撑框架上的多根曝气管，支撑框架上设置有用于遮挡曝气管的遮挡组件和用于解锁遮挡组件的解锁组件。本申请具有使曝气装置间歇式工作时，曝气管上的曝气孔不易被污泥堵住，从而降低清理曝气管的频次，进而提高污水处理效率的效果。

Description

一种平板膜生物反应器

技术领域

本申请涉及污水处理的技术领域，尤其是涉及一种平板膜生物反应器。

背景技术

膜生物反应器(MBR)是一种污水处理设备，它是膜分离技术和生物技术的有机结合，主要为用超滤或微滤膜分离技术取代传统的活性污泥法的二沉池和常规过滤单元，具有占地更加紧凑，过滤压差小、污染物去除率高、出水水质好且稳定的优点，在城市污水处理与回用、高浓度有机工业废水处理、受污染河水的净化等领域得到了广泛的运用。

常见的膜生物反应器的主要构成包括平板膜、卷式膜和中空膜等，其中平板膜作为一种主要形式，其应用范围广泛。

现有的平板膜生物反应器主要包括支撑框架、安装在支撑框架上的若干平板膜元件、以及安装在支撑框架底部的曝气装置。平板膜生物反应器在工作时，将平板膜生物反应器吊装入生物反应池内，平板膜生物反应器浸没在污水中，经平板膜元件过滤后，清水在抽吸泵的作用下被泵入清水池。曝气装置用于曝气以搅动水体，加速了空气中氧向水体中转移，从而完成充氧的目的。同时，利用射流的紊流运动和剪切作用切割气体，产生微小气泡，产生的气泡从膜表面快速经过，通过水力循环所产生的剪切力冲刷膜表面，带走膜表面上沉积的污泥，有效防止膜的污染。

当曝气装置的曝气量远大于好氧生物与分子颗粒所需要的氧量时，为避免浪费能源，多采用间歇曝气的方式进行供养。然而，当曝气装置间歇式工作时，曝气管上的曝气孔容易被污泥堵住，不仅影响曝气，而且需提高清理曝气管的频次，从而影响污水处理效率。

发明内容

为了使得曝气装置间歇式工作时，曝气管上的曝气孔不易被污泥堵住，本申请提供一种平板膜生物反应器。

本申请提供的一种平板膜生物反应器采用如下的技术方案：

一种平板膜生物反应器，包括支撑框架、设置在支撑框架上的若干平板膜元件以及设置在支撑框架上的曝气装置，所述曝气装置位于平板膜元件的下方，所述曝气装置包括设置在支撑框架上的多根曝气管，所述支撑框架上设置有用于遮挡曝气管的遮挡组件和用于解锁遮挡组件的解锁组件。

通过采用上述技术方案，当曝气装置不工作时，遮挡组件将曝气管遮挡，使得曝气管不与污泥接触，从而显著降低曝气管上的曝气孔被污泥堵塞的可能性，不仅有利于后续曝气管曝气，而且降低清理曝气管的频次，从而有利于提高污水处理效率。当曝气管工作时，解锁组件将遮挡组件撤销，使得曝气管能够正常曝气，从而加速空气中氧向水体中转移，完成充氧。同时，利用射流的紊流运动和剪切作用切割气体，产生微小气泡，产生的气泡从平板膜表面快速经过，通过水力循环所产生的剪切力冲刷膜表面，带走膜表面上沉积的污泥，有效防止膜的污染。

优选的，若干所述曝气管分为结构一致的第一曝气管和第二曝气管，每根第二曝气管均位于相邻两根第一曝气管之间，所述第一曝气管与支撑框架转动连接，所述第二曝气管与支撑框架固定连接，所述第一曝气管包括钢管，所述钢管沿长度方向开有通槽，所述通槽内镶嵌有弧形曝气板，所述弧形曝气板对应的圆心角小于180°，所述第二曝气管上的弧形曝气板朝上设置；所述遮挡组件包括呈波浪状绕接在第一曝气管和第二曝气管之间的柔性布。

通过采用上述技术方案，当曝气装置不工作时，第一曝气管上的弧形曝气板朝下，第二曝气板上的弧形曝气板朝上，由于柔性布呈波浪状绕接在第一曝气管与第二曝气管之间，且弧形曝气板对应的圆心角小于180%，从而使得柔性板能够与弧形曝气板紧密贴合，使得柔性布能够将弧形曝气板完全遮挡，使得弧形曝气板上的曝气孔不易被污泥堵住，从而显著降低清理弧形曝气板的频率，进而提高污水的处理效率。当曝气装置工作时，利用解锁组件将柔性布收起，柔性布在移动过程中从弧形曝气板上滑过，还起到刮洗弧形曝气板的作用，进一步使得弧形曝气板保持清洁。当弧形曝气板完全裸露后，第一曝气管转动直至第一曝气管上的弧形曝气板朝上，曝气装置正常曝气。

优选的，所述解锁组件设置有两组，若干曝气管均位于两组解锁组件之间，所述解锁组件包括收卷轴和驱使收卷轴转动的驱动件，所述柔性布的两端均固定连接有柔性带，所述柔性带远离柔性布的一端绕卷在对应的收卷轴上。

通过采用上述技术方案，当曝气装置需进行曝气工作室，驱动件驱使收卷轴转动，其中一根收卷轴收卷柔性布和柔性带，另一根收卷轴同步释放柔性带，即可使弧形曝气板裸露在生物反应池内。同时，通过设置柔性带，当曝气装置不工作时，支撑框架下部两侧依旧保持开阔，以确保平板膜元件与污水充分接触，从而确保净水效率。

优选的，所述柔性布包括多张遮挡布和固定在相邻两张遮挡布之间的连接带，所述遮挡布的长度大于弧形曝气板的长度，所述遮挡布展开后的宽度大于弧形曝气板展开后的宽度，位于柔性布端部的连接带分别与两根收卷轴连接。

通过采用上述技术方案，当曝气装置需进行曝气工作时，驱动件驱使收卷轴转动，其中一根收卷轴收卷柔性带，另一根收卷轴同步释放柔性带，当遮挡布移动至完全与弧形曝气板分离时，即遮挡布移动一个身位即可使得弧形曝气板裸露在生物反应池内，不仅有利于降低驱动件的耗能，而且在极短的时间内即可完成柔性布的收卷，从而不会影响污水处理效率。

优选的，所述第一曝气管的钢管的外壁固定连接有固定块，所述固定块与连接带固定连接，当第一曝气管的弧形曝气板朝下时，所述固定块水平设置；当固定块转动180°时，所述遮挡布与弧形曝气板完全分离。

通过采用上述技术方案，当解锁组件带动柔性布移动时，固定块在连接带的作用下先朝下移动再朝上转动，即固定块在连接带的带动下转动180°，此时第一曝气管上的弧形曝气板朝上，且遮挡布与弧形曝气板完全分离，使得第一曝气管和第二曝气管能够正常曝气，也无需另外设置驱动件驱使第一曝气管转动，不仅降低装置成本，而且有利于降低耗能。

优选的，还包括设置在支撑框架上的多组擦拭组件，每根曝气管均设置在相邻两组擦拭组件之间，所述擦拭组件包括两根相对设置的擦拭条，所述柔性布从两根擦拭条之间穿过并与擦拭条抵接。

通过采用上述技术方案，当收卷辊收卷柔性布时，柔性布会相对擦拭条移动，从而将依附在遮挡布和连接带上的污泥擦除，使得遮挡板贴紧弧形曝气板时，不会有额外的污泥附着在弧形曝气板上。

优选的，所述支撑框体包括四根立柱和固定在四根立柱顶端的箱体，所述收卷轴转动连接在相邻两根立柱的顶端之间，其中一根所述收卷轴上绕卷有连接布，所述连接布与邻近的柔性带固定连接，所述收卷轴与邻近的第一曝气管之间的间距与遮挡布展开后的宽度匹配。

通过采用上述技术方案，当曝气装置工作时，第一曝气管在连接带的作用下转动180°，使得第一曝气管的弧形曝气板朝上，此时连接布展开从而将收卷轴与第一曝气管之间的缝隙填补，同时，位于连接布对侧的遮挡布也展开并将另一组收卷轴与第一曝气管之间的缝隙填补，使得第一曝气管和第二曝气管在曝气的过程中，气泡更加集中上移，从而有利于冲洗平板膜，使得污泥难以附着在平板膜上，进而使得平板膜保持较好的膜通量。当完成曝气后，柔性布和连接布复位，收卷轴与邻近的第一曝气管之间保持空旷，从而不会阻碍污水进入箱体内。

优选的，所述曝气装置还包括通气管，所述通气管包括主管和若干支管，所述主管用于与鼓风机连接，所述主管内固定连接有多块隔板，多块隔板将主管内部空间分为多个体积相等的气腔，每根支管分别与一个气腔连通，所述曝气管与对应的支管连通。

通过采用上述技术方案，鼓风机运转产生的高速空气均匀流入各气腔内，然后通过各支管流入第一曝气管和第二曝气管内，由于流入各曝气管的空气的量大致相等，从而使得曝气管曝气均匀，充分提高溶氧效率，且实现对平板膜元件全方位的冲洗，消除平板膜局部堵塞的情况发生，有利于提高污水处理效率。

附图说明

图1是本申请的整体结构示意图；

图2是本申请中曝气装置未工作时的结构示意图；

图3是本申请中曝气装置工作时的结构示意图。

附图标记说明：

100、支撑框架；1001、立柱；1002、箱体；2、平板膜元件；3、横梁；4、软管；5、出水管；6、通气管；61、主管；62、支管；63、隔板；7、第一曝气管；71、钢管；72、弧形曝气板；8、第二曝气管；9、遮挡组件；91、柔性布；911、遮挡布；912、连接带；92、柔性带；10、固定块；11、解锁组件；111、收卷轴；112、潜水电机；12、连接布；13、擦拭条。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种平板膜生物反应器。参照图1，包括支撑框架100、设置在支撑框架100上的若干平板膜元件2、以及设置在支撑框架100上的曝气装置。

支撑框架100包括四根立柱1001和固定在四根立柱1001顶端的箱体1002，箱体1002的上、下两端贯通设置。其中两组相邻立柱1001之间均固定连接有横梁3，两根横梁3相对设置。若干平板膜元件2均安装在箱体1002内并沿箱体1002的长度方向均匀间隔分布。每个平板膜元件2均通过软管4与同一根出水管5连通，出水管5用于与抽水泵连接，使得经平板膜元件2过滤后的水体能够及时排至清水池内。

参照图1和图2，曝气装置包括通气管6和多根曝气管。通气管6包括主管61和多根支管62，支管62的数量与曝气管的数量一致并与曝气管一一对应。主管61用于与鼓风机连接，主管61内固定连接有多块隔板63，隔板63的数量与支管62的数量一致，多块隔板63以主管61的轴线为中心圆周均匀分布，多块隔板63将主管61内部空间分为体积相等的多个气腔，每根支管62均与一个气腔连通，支管62远离主管61的一端穿透横梁3并与横梁3焊接固定。通过设置隔板63，使得主管61输入各支管62的气体量一致，从而使得各曝气管所产生的曝气量一致，进而使得曝气管曝气均匀，充分提高溶氧效率，且实现对平板膜元件2全方位的冲洗，消除平板膜局部堵塞的情况发生，有利于提高污水处理效率。

参照图2和图3，多根曝气管均设置在两根横梁3之间，多根曝气管沿横梁3的长度方向均匀间隔分布。本申请实施例中曝气管的数量为三根，其中两根为第一曝气管7，剩余一根为第二曝气管8，第二曝气管8位于两根第一曝气管7之间。第一曝气管7通过密封轴承转动连接在支管62与横梁3之间，第二曝气管8焊接固定在支管62与横梁3之间。第一曝气管7包括与支管62连通的钢管71，钢管71沿长度方向开有通槽，通槽内镶嵌有弧形曝气板72，弧形曝气板72与钢管71固定连接，弧形曝气板72上布满若干微型曝气孔，弧形曝气板72对应的圆心角小于180°，本申请实施例中弧形曝气板72对应的圆心角为120°～135°。第二曝气管8的结构与第一曝气管7的结构一致，第二曝气管8上的弧形曝气板72朝上设置。

参照图2，支撑框架100上设置有用于遮挡弧形曝气板72的遮挡组件9和用于解锁遮挡组件9的解锁组件11。遮挡组件9用于遮挡弧形曝气板72，使得曝气装置不工作时，弧形曝气板72上的曝气孔不会被污泥堵塞。解锁组件11用于解锁遮挡组件9，使得弧形曝气板72能够裸露在生物反应池内，从而能够正常曝气。

参照图2，遮挡组件9包括柔性布91，柔性布91的两端均固定连接有柔性带92，柔性布91和柔性带92均由耐腐蚀材料制成。柔性布91呈波浪状绕卷在第一曝气管7和第二曝气管8之间。柔性布91包括多张遮挡布911和固定在相邻两张遮挡布911之间的连接带912，遮挡布911的数量与曝气管的数量一致并与曝气管一一对应。遮挡布911的长度大于弧形曝气板72的长度，遮挡布911张开后的宽度大于弧形曝气板72展开后的宽度。当每一遮挡布911均将对应的弧形曝气板72覆盖时，连接带912绷紧。

参照图2和图3，第一曝气管7的钢管71的外壁固定连接有固定块10，位于相邻第一曝气管7与第二曝气管8之间的固定块10与邻近的连接带912固定连接，裸露在第一曝气管7和第二曝气管8外部固定块10与柔性带92固定连接。当第一曝气板的弧形曝气板72朝下时，固定块10水平设置，当固定块10转动180°后，第一曝气板的弧形曝气板72朝上且遮挡布911与弧形曝气板72完全分离。

参照图2，解锁组件11设置有两组，三根曝气管均位于两组解锁组件11之间。解锁组件11包括转动连接在两根立柱1001之间的收卷轴111和驱使收卷轴111转动的驱动件。收卷轴111位于立柱1001的上部，收卷轴111与曝气管平行，收卷轴111的高度高于曝气管的高度。驱动件为潜水电机112，潜水电机112安装在立柱1001上，潜水电机112的输出轴与收卷轴111同轴固定连接。其中一根收卷轴111上绕卷有连接布12，连接布12的自由端与柔性带92远离柔性布91的一端固定连接，位于柔性布91另一端的柔性带92绕卷在另一根收卷轴111上，且收卷轴111与邻近的第一曝气管7之间的间距与遮挡布911展开后的宽度匹配。

参照图2，两根横梁3之间还设置有多组擦拭组件，每根曝气管均位于相邻两组擦拭组件之间。擦拭组件包括固定在两根横梁3之间的两根擦拭条13，两根擦拭条13相互平行，柔性带92和柔性带92依次从多组擦拭条13之间的间隙穿过并与擦拭条13抵接。当柔性带92和柔性布91相对擦拭条13移动时，擦拭条13将依附在柔性带92和柔性布91上的污泥刮下，从而使得柔性布91和柔性带92在与弧形曝气板72接触之前保持干净，从而使得弧形曝气板72上的曝气孔不易被污泥堵住。

本申请实施例一种平板膜生物反应器的实施原理为：

当曝气装置不工作时，第一曝气管7上的弧形曝气板72朝下，第二曝气管8上的弧形曝气板72朝上，由于柔性布91呈波浪状绕卷在第一曝气管7和第二曝气管8之间，使得遮挡布911能够贴紧弧形曝气板72，从而将弧形曝气板72完全遮挡，使得弧形曝气板72上的曝气孔不易被污泥堵住，显著降低清理曝气管的频次，从而有利于提高污水净化效率。且此时收卷轴111与曝气管之间保持空旷，从而不会影响污水进入箱体1002，进而确保污水处理效率。

当曝气装置按照设定的周期进行曝气工作时，潜水电机112先驱使收卷轴111转动，其中一根收卷轴111收卷柔性带92，另一根收卷轴111同步释放连接布12，使得柔性布91朝靠近收卷柔性带92的收卷轴111的方向移动，期间，连接带912通过固定块10带动第一曝气管7转动，当第一曝气管7转动180°后，第一曝气管7上的弧形曝气板72朝向且遮挡布911与弧形曝气板72完全分离，使得弧形曝气板72完全裸露在生物反应池内。然后启动鼓风机进行曝气，由于此时遮挡布911和连接布12均将收卷轴111与第一曝气管7之间的缝隙遮挡，使得曝气产生的气泡更加集中上浮，从而对平板膜元件2的冲刷作用更加强烈，使得平板膜元件2上不易有污泥附着，进而有利于提高污水处理效率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种平板膜生物反应器，包括支撑框架(100)、设置在支撑框架(100)上的若干平板膜元件(2)以及设置在支撑框架(100)上的曝气装置，所述曝气装置位于平板膜元件(2)的下方，其特征在于：所述曝气装置包括设置在支撑框架(100)上的多根曝气管，所述支撑框架(100)上设置有用于遮挡曝气管的遮挡组件(9)和用于解锁遮挡组件(9)的解锁组件(11)。

2.根据权利要求1所述的一种平板膜生物反应器，其特征在于：若干所述曝气管分为结构一致的第一曝气管(7)和第二曝气管(8)，每根第二曝气管(8)均位于相邻两根第一曝气管(7)之间，所述第一曝气管(7)与支撑框架(100)转动连接，所述第二曝气管(8)与支撑框架(100)固定连接，所述第一曝气管(7)包括钢管(71)，所述钢管(71)沿长度方向开有通槽，所述通槽内镶嵌有弧形曝气板(72)，所述弧形曝气板(72)对应的圆心角小于180°，所述第二曝气管(8)上的弧形曝气板(72)朝上设置；所述遮挡组件(9)包括呈波浪状绕接在第一曝气管(7)和第二曝气管(8)之间的柔性布(91)。

3.根据权利要求2所述的一种平板膜生物反应器，其特征在于：所述解锁组件(11)设置有两组，若干曝气管均位于两组解锁组件(11)之间，所述解锁组件(11)包括收卷轴(111)和驱使收卷轴(111)转动的驱动件，所述柔性布(91)的两端均固定连接有柔性带(92)，所述柔性带(92)远离柔性布(91)的一端绕卷在对应的收卷轴(111)上。

4.根据权利要求3所述的一种平板膜生物反应器，其特征在于：所述柔性布(91)包括多张遮挡布(911)和固定在相邻两张遮挡布(911)之间的连接带(912)，所述遮挡布(911)的长度大于弧形曝气板(72)的长度，所述遮挡布(911)展开后的宽度大于弧形曝气板(72)展开后的宽度，位于柔性布(91)端部的连接带(912)分别与两根收卷轴(111)连接。

5.根据权利要求4所述的一种平板膜生物反应器，其特征在于：所述第一曝气管(7)的钢管(71)的外壁固定连接有固定块(10)，所述固定块(10)与连接带(912)固定连接，当第一曝气管(7)的弧形曝气板(72)朝下时，所述固定块(10)水平设置；当固定块(10)转动180°时，所述遮挡布(911)与弧形曝气板(72)完全分离。

6.根据权利要求2所述的一种平板膜生物反应器，其特征在于：还包括设置在支撑框架(100)上的多组擦拭组件，每根曝气管均位于相邻两组擦拭组件之间，所述擦拭组件包括两根相对设置的擦拭条(13)，所述柔性布(91)从两根擦拭条(13)之间穿过并与擦拭条(13)抵接。

7.根据权利要求4所述的一种平板膜生物反应器，其特征在于：所述支撑框体包括四根立柱(1001)和固定在四根立柱(1001)顶端的箱体(1002)，所述收卷轴(111)转动连接在相邻两根立柱(1001)的顶端之间，其中一根所述收卷轴(111)上绕卷有连接布(12)，所述连接布(12)与邻近的柔性带(92)固定连接，所述收卷轴(111)与邻近的第一曝气管(7)之间的间距与遮挡布(911)展开后的宽度匹配。

8.根据权利要求1所述的一种平板膜生物反应器，其特征在于：所述曝气装置还包括通气管(6)，所述通气管(6)包括主管(61)和若干支管(62)，所述主管(61)用于与鼓风机连接，所述主管(61)内固定连接有多块隔板(63)，多块隔板(63)将主管(61)内部空间分为多个体积相等的气腔，每根支管(62)分别与一个气腔连通，所述曝气管与对应的支管(62)连通。

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