CN204675886U - 一种旋转膜生物气升式循环反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种处理污水和废水的MBR膜生物反应器，具体地说是一种旋转膜生物气升式循环反应器，在反应器本体外部设有吸水泵、自吸泵、电磁空气泵，污水通过吸水泵作用进入反应器本体中，在反应器本体内设有膜过滤装置，膜过滤装置包括膜组件、架体、旋转接头和曝气管，膜组件分别固装于架体两端，架体和膜组件通过旋转接头驱动旋转；自吸泵通过软管与旋转接头的进水口相连，架体两侧的管路为产水管，每侧的产水管均通过软管与旋转接头上不同的产水口相连，电磁空气泵通过软管与旋转接头的进气口相连，每个膜组件的两端分别有曝气管穿过，每个曝气管通过软管分别与旋转接头上不同的出气口相连。本实用新型降低了设备能耗，减少了维护成本。

Description

一种旋转膜生物气升式循环反应器

技术领域

本实用新型涉及一种处理污水和废水的MBR膜生物反应器，具体地说是一种旋转膜生物气升式循环反应器。

背景技术

水污染和水资源短缺已成为全球性重大环境问题，水的污染控制及再生利用技术越来越被各国所重视。我国水资源短缺与水污染问题尤为严重，因此开发高效的水再生与回用技术尤为重要。膜生物反应器(Membrane Bio Reactor简称MBR)是20世纪末发展起来的水处理高新技术，它是将膜分离技术与生化技术有机结合的污水处理及水再生回用的新工艺、新技术，因其产水水质好，占地面积小，污泥产量低，运行管理方便等突出优点，在污水处理及水再生回用领域正日益得到广泛重视和应用。

由于是利用膜的高效截留性，膜生物反应器在实际工程应用中面临一个不可回避的重要问题，那就是膜污染的清除。在运行过程中，为了保持膜通量，膜污染的清除常采用定期气、水反冲洗，药物浸泡等方式，这一维护工艺带来的衍生问题就是，膜生物反应器相较于常规生化处理工艺能耗高，后期维护费用高，如何解决这个矛盾，是现如今行业内各参与研究的学者及工程人员都在面临的一个难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种旋转膜生物气升式循环反应器，从运行方式及膜生物反应器构造角度降低了能耗，减少了维护成本。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种旋转膜生物气升式循环反应器，在反应器本体外部设有吸水泵、自吸泵、电磁空气泵，污水通过吸水泵作用进入反应器本体中，在反应器本体内设有膜过滤装置，所述膜过滤装置包括膜组件、架体、旋转接头和曝气管，膜组件分别固装于架体两端，所述架体和膜组件通过所述旋转接头驱动旋转；自吸泵通过软管与旋转接头的进水口相连，所述架体两侧的管路为产水管，每侧的产水管均通过软管与旋转接头上不同的产水口相连，电磁空气泵通过软管与旋转接头的进气口相连，每个膜组件的两端分别有曝气管穿过，每个曝气管通过软管分别与旋转接头上不同的出气口相连。

所述曝气管上设有气孔。

每根曝气管两侧均设有气孔，其中朝向膜组件中心一侧的气孔开孔方式为双排开孔，且每个气孔的中心线均与经过该曝气管的轴线并与地面垂直的垂面成45°角，朝向膜组件远离旋转接头一端的气孔开孔方式为在曝气管的最外侧单排开孔。

在反应器本体上设有进水口，吸水泵通过软管与所述进水口相连，在反应器本体内设有带微孔过滤网的进水槽，污水沿所述进水槽导入反应器本体中。

在反应器本体内设有第一隔板和第二隔板，膜过滤装置设置于所述第一隔板和第二隔板之间。

所述旋转接头包括转动部分和固定端，所述进水口和进气口均设置于旋转接头一侧的固定端上，所述产水口和出气口设置于旋转接头的转动部分。

所述旋转接头设置于架体中部且设置于两组膜组件之间，所述架体与所述旋转接头的转动部分固连。

在反应器本体上方设有通过电机驱动旋转的传动牙盘，在所述旋转接头的转动部分中部设有接头牙盘，所述传动牙盘通过链条与所述接头牙盘相连。

所述架体两端的横管通过弯头与架体两侧的产水管相连，每个产水管均与产水系统连接。

每个曝气管两端均通过三通与两侧沿架体长度方向设置的产水管固连。

本实用新型的优点与积极效果为：

1、本实用新型借助多通道一体式旋转接头，实现中空纤维膜组件的旋转运动，并在旋转过程中进行水、气多通道无缝对接，同时利用设置在膜组件上的上下位曝气器实现对中空纤维膜丝表面的正向、反向双向交替擦洗，最大限度清除膜表面污染，延长膜使用寿命，降低运营维护成本。

2、本实用新型还通过设置在不同层膜组件的曝气管，形成两级气升式曝气接力，从而提升反应器内部循环速度，提高反应器的处理负荷，实现膜生物反应器与气升式循环反应器的协同作用，通过降低曝气强度，实现节能降耗目标

附图说明

图1为本实用新型的主视图，

图2为图1中本实用新型的侧视图，

图3为图1中的曝气管的主视图，

图4为图3中的曝气管的剖视图，

图5为图1中的旋转接头的结构示意图。

其中，1为吸水泵，2为自吸泵，3为电磁空气泵，4为吸水软管，5为自吸软管，6为空气泵软管，7为进水口，8为反应器本体，9为传动牙盘，10为架体，11为上位曝气管，12为膜组件，13为下位曝气管，14为旋转接头，15为转动部分，16为固定端，17为第一隔板，18为第二隔板，19为气孔，20为接头牙盘，21为产水口，22为进水口，23为出气口，24为进气口，25为进药口，26为出药口，27为横管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1～2所示，本实用新型包括吸水泵1、自吸泵2、电磁空气泵3以及膜过滤装置，其中吸水泵1、自吸泵2、电磁空气泵3均设置于反应器本体8外部，膜过滤装置设置于反应器本体8内，在反应器本体8上设有进水口7，吸水泵1通过吸水软管4与所述进水口7相连，从而将污水引入进水口7，在反应器本体8内设有带微孔过滤网的进水槽，污水沿所述进水槽导入反应器本体8中，微孔过滤网用于过滤污水中大颗粒物质，以防止其对膜丝表面造成损伤，影响产水水质，本实施例中，所述微孔过滤网的微孔直径为1mm。

在反应器本体8内设有第一隔板17和第二隔板18，膜过滤装置设置于所述第一隔板17和第二隔板18之间，所述膜过滤装置包括膜组件12、架体10、旋转接头14和多个曝气管，其中架体10由聚氯乙烯材质的管路制成并呈长方形，两组膜组件12分别固装于架体10两端，在架体10中部、在两组膜组件12之间设有旋转接头14，所述旋转接头14固设于反应器本体8中，所述架体10和膜组件12通过所述旋转接头14带动在反应器本体8内旋转，所述架体10两侧的管路为膜组件12自带的产水管，所述架体10两端的横管27通过弯头与膜组件12两侧的产水管相连，每个产水管均通过快速接头与产水系统进行连接，同时沿架体10长度方向设置的产管路还兼顾起到固定膜组件12的作用。

每个膜组件12的两端分别有曝气管穿过，其中下位曝气管13设置于所述膜组件12靠近所述旋转接头14的一端，上位曝气管11设置于所述膜组件12远离所述旋转接头14的一端，每个曝气管两端均通过三通与两侧沿架体10长度方向设置的产水管固连，所述下位曝气管13和上位曝气管11由聚氯乙烯材料制成，聚氯乙烯化学稳定性高，防腐效果好，可以延长曝气管的使用寿命，而且价格便宜，成本低。如图3～4所示，在每个曝气管上均设有气孔19，每根曝气管两侧均设有气孔19，其中朝向膜组件12中心一侧的气孔19开孔方式为与垂面成45°双排开孔，可以更好的保证曝气带来的气、水混合动力，朝向膜组件12远离旋转接头14一端的气孔19开孔方式为垂直单排开孔，可以保证膜丝根部不会由于气、水混合流的冲刷力弱而造成膜丝表面微孔堵塞。本实施例中，所述气孔19直径为1～1.5mm。

如图5所示，所述旋转接头14包括转动部分15和固定端16，架体10与所述旋转接头14的转动部分15固连，从而带动膜组件12转动。如图1～2所示，在反应器本体8上方设有通过电机驱动旋转的传动牙盘9，在所述旋转接头14的转动部分15中部设有接头牙盘20，所述传动牙盘9通过链条与所述接头牙盘20相连，从而带动旋转接头14旋转，所述电机、传动牙盘9、链条和旋转接头15即构成了驱动架体10和膜组件12旋转的驱动系统。

所述旋转接头14为三通道旋转接头，如图5所示，除了设有进药口25和出药口26外，还分别设有进水口22和产水口21以及进气口24和出气口23，所述旋转接头14可以在旋转过程中实现膜生物反应器的水、气与外界的无缝对接。

在所述旋转接头14设有进药口25一侧的固定端16上设有进水口22，如图1所示，自吸泵2通过自吸软管5与所述进水口22相连，在所述旋转接头14的转动部分15两侧对称设有多个产水口21，架体10两侧的产水管在位于两个膜组件12之间的中部设有快速接头，每个产水管中部的快速接头分别通过软管与不同的产水口21相连，所述自吸泵2、自吸软管5、旋转接头14和架体10两侧的产水管便构成了产水系统。

在旋转接头14设有进药口25一侧的固定端16上还设有进气口24，如图1所示，电磁空气泵3通过空气泵软管6与所述进气口24相连，在旋转接头14的转动部分15设有多个出气口23，每个膜组件12两端的下位曝气管13和上位曝气管11分别与不同的出气口23相连，所述电磁空气泵3、空气泵软管6、旋转接头14以及各个曝气管便构成了曝气系统。

本实用新型的工作原理为：

本实用新型的运行方式是间歇旋转及内循环运行方式，与此同时间歇曝气和间歇产水。

在膜过滤装置处于旋转运行模式期间，架体10和膜组件12通过电机、传动牙盘9、链条和旋转接头15组成的驱动系统驱动旋转。经计算，只要电机转动速度大于4r/min，即可使反应器本体8内的水处于涡流状态，此时形成的水流对膜丝表面的冲刷力相较普通运行方式更强，可以更好的抑制膜丝表面泥饼的形成及微孔的堵塞，同时水体的涡流运动形态可使泥、水混合更加均匀，提高生化处理效果。因为转速很低，电机能耗可维持在低水平，反应器本体8内部曝气可根据氧气浓度进行间歇微量曝气，保证好氧污泥的生存环境，降低曝气能耗。产水可以设定为连续产水模式，提高系统产水量。

在膜过滤装置处于内循环运行模式期间，依靠膜组件12靠近旋转接头14一端的下位曝气管13进行连续变量曝气，产水采用间歇产水模式，时间设定为产水8分钟，停歇2分钟。产水期间由于膜丝内部负压较大，曝气量根据气水比20：1进行设定，以防止大曝气量产生的密集气泡将污水中较大颗粒剪切为较小颗粒，导致膜丝表面微孔深度堵塞。停止产水期间，曝气量根据气水比40：1进行设定，通过大曝气量产生的密集气、水混合流冲刷掉附着于膜丝表面的污泥。如图2所示，膜组件12放置在中第一隔板17和第二隔板18之间，在第一隔板17和第二隔板18之间，由于曝气产生的上升气泡会带动水体上升，从而形成上升的气、水混合流。此时，外部会自然形成下降的气、水混合流，这样就形成了如图2中箭头所示的气、水混合流的流动走向，即为内循环。内循环可以加速气、水混合流的流速，进而加强其对膜丝表面的冲刷力，抑制膜污染。

上述两种运行模式在实际运行中是以旋转运行模式为主，当电机检修或其他特殊情况时，切换为内循环运行模式，以满足不间断生产的需求。

Claims (10)

1.一种旋转膜生物气升式循环反应器，其特征在于：在反应器本体(8)外部设有吸水泵(1)、自吸泵(2)、电磁空气泵(3)，污水通过吸水泵(1)作用进入反应器本体(8)中，在反应器本体(8)内设有膜过滤装置，所述膜过滤装置包括膜组件(12)、架体(10)、旋转接头(14)和曝气管，膜组件(12)分别固装于架体(10)两端，所述架体(10)和膜组件(12)通过所述旋转接头(14)驱动旋转；自吸泵(2)通过软管与旋转接头(14)的进水口(22)相连，所述架体(10)两侧的管路为产水管，每侧的产水管均通过软管与旋转接头(14)上不同的产水口(21)相连，电磁空气泵(3)通过软管与旋转接头(14)的进气口(24)相连，每个膜组件(12)的两端分别有曝气管穿过，每个曝气管通过软管分别与旋转接头(14)上不同的出气口(23)相连。

2.根据权利要求1所述的旋转膜生物气升式循环反应器，其特征在于：所述曝气管上设有气孔(19)。

3.根据权利要求2所述的旋转膜生物气升式循环反应器，其特征在于：每根曝气管两侧均设有气孔(19)，其中朝向膜组件(12)中心一侧的气孔(19)开孔方式为双排开孔，且每个气孔(19)的中心线均与经过该曝气管的轴线并与地面垂直的垂面成45°角，朝向膜组件(12)远离旋转接头(14)一端的气孔(19)开孔方式为在曝气管的最外侧单排开孔。

4.根据权利要求1所述的旋转膜生物气升式循环反应器，其特征在于：在反应器本体(8)上设有进水口(7)，吸水泵(1)通过软管与所述进水口(7)相连，在反应器本体(8)内设有带微孔过滤网的进水槽，污水沿所述进水槽导入反应器本体(8)中。

5.根据权利要求1所述的旋转膜生物气升式循环反应器，其特征在于：在反应器本体(8)内设有第一隔板(17)和第二隔板(18)，膜过滤装置设置于所述第一隔板(17)和第二隔板(18)之间。

6.根据权利要求1所述的旋转膜生物气升式循环反应器，其特征在于：所述旋转接头(14)包括转动部分(15)和固定端(16)，所述进水口(22)和进气口(24)均设置于旋转接头(14)一侧的固定端(16)上，所述产水口(21)和出气口(23)设置于旋转接头(14)的转动部分(15)。

7.根据权利要求6所述的旋转膜生物气升式循环反应器，其特征在于：所述旋转接头(14)设置于架体(10)中部且设置于两组膜组件(12)之间，所述架体(10)与所述旋转接头(14)的转动部分(15)固连。

8.根据权利要求6所述的旋转膜生物气升式循环反应器，其特征在于：在反应器本体(8)上方设有通过电机驱动旋转的传动牙盘(9)，在所述旋转接头(14)的转动部分(15)中部设有接头牙盘(20)，所述传动牙盘(9)通过链条与所述接头牙盘(20)相连。

9.根据权利要求1所述的旋转膜生物气升式循环反应器，其特征在于：所述架体(10)两端的横管(27)通过弯头与架体(10)两侧的产水管相连，每个产水管均与产水系统连接。

10.根据权利要求1所述的旋转膜生物气升式循环反应器，其特征在于：每个曝气管两端均通过三通与两侧沿架体(10)长度方向设置的产水管固连。