CN201458897U - 一种射流气提式mbr装置 - Google Patents

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陈福泰
范正虹
杜接弟
高玉军
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Abstract

本实用新型提供了一种射流气提式MBR装置。采用空环射流器代替普通射流器实现膜组件气提作用，可使充分混合的气液两相流在膜组件内形成弹状的泰勒流场，对膜组件形成连续的空气擦洗，降低了系统的气液比和运行能耗，控制膜污染的同时大大降低运行能耗。通过新型的布水布气装置，使气液两相流均匀喷射入膜组件内，进行连续有效的冲刷和空气擦洗，降低膜污染。采用电控制系统在线控制自动阀门流量大小及循环泵、抽吸泵和反洗泵的开闭，自动阀门的间歇进气消除了人为因素引起的进气不均匀而导致的脉冲失调，形成脉冲气提方式的同时进一步降低膜污染，对自动阀门和反洗泵的在线控制便于实现对膜污染的及时反馈，提高效率并节约能耗。

Description

一种射流气提式MBR装置
技术领域
本实用新型涉及一种射流气提式MBR装置，属于污水处理与回用设备技术领域，尤其涉及一种膜生物反应器技术。
背景技术
近些年来，随着国民经济的发展，带来了水资源的日益短缺，污水资源化是缓解水资源短缺、实现水资源可持续发展的主要对策，为此开发适宜的污水处理与资源化技术、研制新型的污水处理反应器成为当务之急。
膜生物反应器(Membrane Bioreactor，MBR)是一种将膜分离与生物处理技术有机结合的新型高效污水处理工艺，它以膜组件取代传统活性污泥工艺中的二沉池，通过膜组件的高效分离作用使泥水彻底分离，由于具有出水水质好且稳定、工艺参数易于控制等突出优点，MBR在污水处理领域有着广泛的应用前景。但MBR运行过程中产生的膜污染会造成膜通量降低或膜过滤阻力上升，直接影响系统的产水率并增大运行能耗。同时，膜污染程度还决定了膜的稳定运行时间，影响膜清洗等运行费用。可见膜污染是影响膜技术推广应用的关键因素之一，因此研究控制膜污染的技术和装置就显得尤为重要。
曝气装置是污水生化处理的关键设备，其性能优劣直接影响到处理效果与运行能耗。高污泥浓度要求反应器内有足够的溶解氧来保持污泥的好氧状态和污泥活性，这就需提高曝气量或提高氧利用率。目前实现MBR供氧和反应器内全混流状态常用的曝气装置主要是鼓风曝气装置和射流器。气提式分置MBR采用鼓风机曝气，在膜组件内形成气液两相错流，降低了膜污染控制对错流流速的要求和运行能耗。但是由于气液混合不够均匀，这种系统的膜组件容易出现局部污染。另外，鼓风机运行过程中会产生很大的噪声，影响操作工人的健康和周边环境。采用射流器喷射出的气液混合流实现反应器内全混流，相对鼓风机曝气来实现此目的能耗大为降低。但是现有普通的文丘里射流器几乎属于单向流动，紊流效果不好，并且存在气液接触面积相对较低，气相向液相传递速率低，能量损失大，喷射能力效果不佳等缺点。所以优化MBR技术需对曝气的方式和装置进行改进。
本实用新型专利中，申请人提出一种射流气提式MBR装置，其突出特点为：采用空环射流器内外吸气方式代替传统的鼓风曝气设备或普通射流器，增大了工作介质与引射空气的混合层和剪切层，增大了两者的接触面积和气相向液相传递速率，提高了工作介质对引射空气的卷吸和掺混作用，利用循环液在空环射流器中产生的高速液流切割空气，形成高速气液两相紊流，通过新型布水布气装置在膜组件底部均匀喷射，该新型布水布气装置具有气水混合效率高，气水分布更均匀，运行成本低，结构简单，安装方便等优点。本实用新型可有效提高氧的利用率及气相向液相传递速率，控制膜污染，降低设备运行能耗，使MBR运行更稳定，更高效。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种射流气提式MBR装置，该装置可以克服上述现有技术存在的不足，是一种传质和传氧速率高、能有效降低膜污染的膜生物反应器装置.该装置采用空环射流器对膜组件单元实现气提作用，空环射流器内置一空心管，从喷嘴射出的水流呈空心状态，与普通射流器射出的实心水流相比，增大了气液两相的混合层、剪切层与接触面积，强化了气液两相的卷吸与掺混作用，明显提高了充氧能力和动力效率，降低了运行能耗和设备投资；采用电控制系统在线控制自动阀门的进气流量大小及循环泵、抽吸泵和反洗泵的开闭，自动阀门的间歇进气消除了人为因素引起的进气不均匀而导致的脉冲失调，形成脉冲气提方式的同时进一步降低膜污染，对自动阀门和反洗泵的在线控制便于实现对膜污染的及时反馈，提高效率并节约能耗.
为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种射流气提式MBR装置，该装置包括生物循环曝气池、循环泵、空环射流器、空气管、新型布水布气装置、膜组件、抽吸泵、反洗泵、清水箱、自动阀门、真空表和电控制系统；其特征在于，循环泵将污泥混合液导入与其相连的空环射流器，空环射流器后设计新型布水布气装置，空环射流器另一端与空气管相连，空气管上装有自动阀门，膜组件透过液管路分别与抽吸泵和反洗泵相连，浓缩液管路连接生物循环曝气池，抽吸泵出水管路、反洗泵进水管路均与清水池相连，抽吸泵出水管路上装有真空表，自动阀门、真空表、循环泵、抽吸泵及反洗泵均与电控制系统相连。该装置的特征在于，该装置采用空环射流器对膜组件单元实现气提作用，空环射流器内置一空心管，从喷嘴射出的水流呈空心状态；空环射流器的进气口设有自动阀门，该自动阀门可由电控制系统控制其进气流量大小；反洗泵可由电控制系统控制实现对膜组件的自动反冲洗；对膜组件的气提作用是通过空环射流器和新型布水布气装置的共同使用来实现的。
为进一步实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种该装置的实施方法：
(1)生物曝气池内的污泥混合液经循环泵加压后进入空环射流器，空环射流器内循环液流动产生巨大涡流卷吸空气，形成剧烈搅动的气液混合流，通过新型布水布气装置；
(2)新型布水布气装置使气液混合流均匀分布至膜组件内实现气提作用，实现对膜组件进行连续有效的冲刷和空气擦洗，流过膜组件后形成的浓缩液返回至生物曝气池循环，膜组件透过侧经抽吸泵抽吸出水流入清水箱内储存；
(3)真空表显示膜组件跨膜压差过大时，关闭循环泵和抽吸泵，开启反洗泵对膜组件进行反冲洗；
(4)在此过程中，电控制系统根据真空表的读数控制自动阀门进气流量大小及循环泵、抽吸泵和反洗泵的开闭。
本实用新型与现有技术相比有如下优点和有益效果：采用空环射流器代替传统鼓风机或普通射流器，实现膜组件气提作用，降低了投资费用及噪音污染；新型空环射流气提技术的应用，使充分混合的气液两相流在膜组件内形成弹状的泰勒流场，对膜组件形成连续的空气擦洗，降低了系统的气液比和运行能耗，有效控制膜污染，且由于气液两相涡流形成剧烈搅动，大大增加混合液中的溶氧量，加速生化反应，提高了处理效率；电控制系统可以依据真空表的读数在线控制自动阀门进气流量大小及循环泵、抽吸泵和反洗泵的开闭，自动阀门的间歇进气消除了人为因素引起的进气不均匀而导致的脉冲失调，形成脉冲气提方式的同时进一步降低膜污染，对自动阀门和反洗泵的在线控制便于实现对膜污染的及时反馈，提高效率并节约能耗.本实用新型装置结构简单，设备投资费用少，能耗低，占地面积小、操作简捷、实现了自动化控制，能够有效控制膜污染.
附图说明
图1是本实用新型所述工艺流程图。
图中：1-生物循环曝气池，2-循环泵，3-空环射流器，4-空气管，5-新型布水布气装置，6-膜组件，7-抽吸泵，8-反洗泵，9-清水箱，10-自动阀门，11-真空表，12-电控制系统。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的原理和工作过程作进一步的说明。
如图1所示，生物曝气池1内的污泥混合液经循环泵2加压后进入空环射流器3，空环射流器3内循环液流动产生巨大涡流卷吸空气，形成剧烈搅动的气液混合流，其射出的水流呈空心状态，增大了气液两相的混合层、剪切层与接触面积，强化了气液两相的卷吸与掺混作用，之后混合流通过新型布水布气装置3；新型布水布气装置3使气液混合流均匀分布至膜组件6内实现气提作用，实现对膜组件6进行连续有效的冲刷和空气擦洗，流过膜组件6后形成的浓缩液返回至生物曝气池1循环，膜组件6透过侧经抽吸泵7抽吸出水流入清水箱9内储存；真空表11显示膜组件跨膜压差过大时，关闭循环泵2和抽吸泵7，开启反洗泵8对膜组件6进行反冲洗；在此过程中，电控制系统12根据真空表11的读数控制自动阀门10进气流量大小及循环泵2、抽吸泵7和反洗泵8的开闭。
以下列举几个实例来说明本实用新型的效果，但本实用新型的权利要求范围并非仅限于此。
实例1：生活污水处理与中水回用项目，处理量为600m3/d，原水CODcr为200～500mg/L，BOD为100～200mg/L，SS为150～200mg/L。经射流气提式MBR处理后，出水CODcr小于50mg/L，浊度小于0.5mg/L，能耗为0.60kW·h/m3。该系统运行一个月，跨膜压差(TMP)由8kPa升至8.5kPa，膜压差上升平稳。
实2：烟草废水处理与回用项目小试，处理量为2000m3/d，原水CODcr为500～2000mg/L，BOD为150～400mg/L，SS为200～450mg/L。经射流气提式MBR处理后，出水CODcr小于50mg/L，浊度小于0.5mg/L，MBR部分能耗为0.65kW·h/m3。该系统运行一个月，跨膜压力(TMP)由8kPa升至10kPa，膜压差上升平稳，运行稳定。

Claims (3)

1.一种射流气提式MBR装置，该装置包括生物循环曝气池、循环泵、空环射流器、空气管、新型布水布气装置、膜组件、抽吸泵、反洗泵、清水箱、自动阀门、真空表和电控制系统；其特征在于，循环泵将污泥混合液导入与其相连的空环射流器，空环射流器后设计新型布水布气装置，空环射流器另一端与空气管相连，空气管上装有自动阀门，膜组件透过液管路分别与抽吸泵和反洗泵相连，浓缩液管路连接生物循环曝气池，抽吸泵出水管路、反洗泵进水管路均与清水池相连，抽吸泵出水管路上装有真空表，自动阀门、真空表、循环泵、抽吸泵及反洗泵均与电控制系统相连。
2.根据权利要求1所述的一种射流气提式MBR装置，其特征在于，空环射流器内置一空心管，从喷嘴射出的水流呈空心状态。
3.根据权利要求1所述的一种射流气提式MBR装置，其特征在于，空环射流器的进气口设有自动阀门。
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