CN208995195U - 一种超滤膜组件曝气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水处理领域，即一种超滤膜组件曝气系统。它包括与超滤膜架体总风管相连的曝气管，曝气管固定在超滤膜片的下方，曝气管上的曝气孔交叉向下，相邻曝气孔相互间成一定角度开孔。曝气孔设置，使高速气泡向下射出后在单一膜片两侧，贴近膜丝表面形成密集的气泡墙，对膜片形成有效冲刷，避免了曝气孔口堵塞、超滤膜污染。

Description

一种超滤膜组件曝气系统

技术领域

本实用新型涉及水处理领域，即一种超滤膜组件曝气系统。

背景技术

在现有技术中，膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）是一种由超滤膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，以超滤膜组件取代二沉池，在生物反应该器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量，与传统的生化相比具有出水水质好、污泥产率低、占地面积小、操作简单、易于管理等优点。

当前MBR水处理工艺被广泛运用，但超滤膜污染一直是该工艺技术的难题之一，解决超滤膜污染在工程中较常用的方式是，通过曝气利用水的循环和剪切力作用，冲脱沉积在膜表面的污泥。不间断对超滤膜表面进行高强度的曝气冲刷，对膜丝进行扰动，防止超滤膜在抽吸及运行中附着大量的微生物，减轻超滤膜污堵，保持超滤膜长时间正常使用。超滤膜底部曝气冲刷是工程中被认为是较有效的控制膜污染的一种有效途径，曝气不仅对超滤膜表面进行有效冲刷和剪切，防止污染物在膜表面污染，还承担向MBR膜池微生物供氧功能，保持MBR膜池的溶解氧2～4mg/L,膜池内的微生物呈现正常活性。

膜生物反应器超滤膜组件底部曝气方式在工程运用中存在大量问题，空气通过鼓风机和输气管路送至底部曝气管，利用曝气管路上布置的曝气孔来实现曝气。该曝气系统通常情况下需连续运行，曝气不间断工作，由于负压的存在，当风机暂停工作后，热空气会憋在曝气管内，时间一长，曝气孔周边的污泥会受热干化、堵塞孔口，并进而造成曝气不畅或者气泡不均匀等现象。在MBR系统中，超滤膜曝气一般都要采用穿孔曝气方式，当鼓风机更换或检修时，通常会停止曝气，因此更容易堵塞曝气孔。普通的穿孔曝气方式在膜生物反应器的实际工程应用中经常出现因孔口堵塞导致曝气不畅，从而引起膜污堵，最终影响整个工艺系统的运行环境。

传统曝气系统采用单排向上开孔方式，并置于两个膜片之间。因高速气泡较小，膜片间距较大，导致在上升过程中延膜片间距中心线或靠近一侧膜片上行，往往造成单侧膜片冲刷较为干净，另一侧膜片严重板结的现象。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述不足而提供一种超滤膜组件曝气系统，克服了曝气孔堵塞、超滤膜污染的不足。

本实用新型的技术解决方案是：一种超滤膜组件曝气系统，与超滤膜架风管相连的曝气管，其特征在于曝气管固定在超滤膜片的下方，曝气管上的曝气孔交叉向下，相邻曝气孔相互间成一定角度开孔。

上述方案中：

曝气管均匀固定在每片超滤膜片的正下方，曝气管间隔距离与膜片间隙对应，曝气孔交叉向下斜45度，相邻曝气孔相互间成90度开孔。

曝气管末端带向下90度弯头及连一段管路（排泥管）。

超滤膜组件膜底部设置有曝气管，鼓风机通过风管向曝气管注入吹扫空气，吹扫空气通过曝气管形成大量快速上升的小气泡，在膜组件内超滤膜片间形成较大的冲刷力，同时通过气水混合的搅动力，使膜丝抖动，促使附着在膜丝上的微生物，因为膜丝的抖动、摩擦从膜丝表面剥离、脱落。通过对曝气的气量、曝气方式、曝气时间间隔等条件的合理设置，可有效减缓污泥在膜丝表面附着沉积的速度。

本实用新型的优点是：1、曝气孔设置，使高速气泡向下射出后在单一膜片两侧，贴近膜丝表面形成密集的气泡墙，对膜片形成有效冲刷，避免了曝气孔口堵塞、超滤膜污染。2、曝气管末端带向下90度弯头及一段排泥管路，可借助此段排泥液压避免吹扫空气从排泥尾管溢出，排泥方式通过备用风机每次开启过程瞬时增大的风压，将曝气管内沉积的污泥排出至MBR膜池，操作简单、容易实现、排泥效果好。3、采用脉冲式曝气运行方式，可以有效缩短风机运行周期，避免风机过热现象出现，还可以有效增强吹扫和膜丝摩擦自清洁效果，能够满足曝气系统的自清洁排泥需求，强化膜系统的运行稳定性，延长膜组件清洗周期，减少膜组件离线清洗频次，降低超滤膜系统运行成本，从而延长超滤膜系统的使用寿命。

可促进管内的污泥排出，减缓甚至消除污泥对曝气系统的封堵影响，减少曝气系统清洗频次，确保曝气系统长期稳定运行

下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。

附图说明

图1是本实用新型结构简图。

具体实施方式

参见图1，零部件名称如下：曝气管1，曝气孔2，弯头3，排泥管4，总风管5。

参见图1，一种超滤膜组件曝气系统，包括与用不锈钢制造的超滤膜架体总风管相连的曝气管1，曝气管1均匀固定在每片超滤膜片的正下方，曝气管1间隔距离与膜片间隙对应，相邻曝气孔2相互间成90度开孔，曝气管1末端带向下90度弯头3。高速气泡向下出后在单一膜片两侧，贴近膜丝表面形成密集的气泡墙，对膜片形成有效冲刷。可借助曝气量、升压避免吹扫空气从排泥尾管溢出，排泥方式通过备用风机每次开启过程瞬时增大的风压，将曝气管内沉积的污泥排出至MBR膜池，操作简单、容易实现、排泥效果好。

本实用新型包含超滤膜组件曝气装置（曝气管），曝气系统配套风机，曝气系统监控装置和风机周期自控等系统模块。

曝气管采用DN20穿孔管，曝气管1间隔65mm(与膜片间隙对应)，曝气孔2大小Φ5mm，曝气孔2交叉向下斜45度，相邻穿孔相互间成90度开孔，开孔间距150mm。

曝气系统配套风机：根据多个项目的运行经验，可按照汽水比24:1选择曝气风量(常规池深3.5m)，风机风压选型比最高液位高0.01Mpa；风机出口设置泄气阀，泄气管口径全开能卸掉70%的空气量即可，泄气口上加装消音器。风机采用一用一备周期交替方式运行。

曝气系统监控装置：每个超滤膜组件曝气都应设置单独的调节阀和风量计，用以控制膜组件的曝气风量。并在每个独立的MBR膜池增加溶解氧在线检测仪，用以检测MBR膜池中的溶解氧含量，即DO值。

风机周期运行自控：风机运行通过时间继电器模块控制，根据MBR水处理工艺产水泵“开9停1”的运行周期设定要求，单台风机启停周期别为“开11停9”。以满足在超滤膜组件停止产水期间获得更大风量对超滤膜片进行曝气吹扫。

超滤膜组件曝气系统与整个生化处理系统的充氧曝气鼓风机不可共用，需要单独设置。因为，生化系统的充氧曝气用微孔充氧曝气装置，微孔充氧曝气装置的阻力与膜曝气管不同，而且膜池液位不稳定，液位高底对阻力会有所不同，若超滤膜组件曝气系统与生化充氧曝气共用鼓风机，将会造成曝气不均，调节控制阀难以调整及平衡好氧池及膜池的气量。

MBR膜池DO值（溶氧量）控制最佳为2.5～5.0ppm之间，正常液位约为3.0ppm，在液位高低不同时，DO也会有变化，不宜长时间超过5.0ppm。在MBR膜系统中，曝气装置不仅仅是为活性物生长提供足够的DO，还起到将泥水混合，对膜表面进行冲刷、剪切，防止污染物在膜表面沉积的作用。

曝气系统自清洁装置：在工业水处理运行环境下，超滤膜组件曝气系统极易出现曝气管积泥现象，主要形成原因有以下几点：

风机停止工作，曝气管温度逐渐下降，曝气管道内存留的空气冷却后形成负压。

膜池内污泥缓慢沉淀至底部，并借助负压被挤入曝气孔，沉淀后的污泥浓度高，且Φ5mm曝气孔大小不利于污泥排出。从而使得曝气管内逐步沉积大量污泥。

风机再次运行时Φ5mm孔无法有效的将沉积污泥排出，未排除的污泥被高压空气吹至曝气管尾端形成栓塞，经过长时间累积，造成曝气管内部封堵，最终导致整个曝气系统失效。

扩大曝气管穿孔虽然有助于污泥的排除，但穿孔过大将降低气泡的剪切力。Φ5mm穿孔孔径所产生的气泡已经满足DO及对膜表面进行冲刷剪切的需求。

曝气系统自清洁装置是在去除原有DN20穿孔曝气管尾部管，增设向下90度弯头3及连一段排泥管4，长度150mm（含弯头）。DN20穿孔管尾部敞开有利于沉积后的污泥排出，但完全敞开吹扫空气将从尾部直接排除，不会经φ5mm的穿孔口溢出，增设150mm的排泥管4后，可借助液位差保障吹扫空气从φ5mm穿孔口溢出，同时向下开放的排泥口，可以通过增强瞬时风压，将曝气管内的污泥从尾部排除，实现该装置的自清洁功能，从而减少污泥长期积累在曝气管内对曝气效果影响。

脉冲式曝气运行方式：

传统曝气运行方式主备风机交替时间为8小时，期间有5分钟无曝气，从而导致上述曝气管负压积泥等问题。

脉冲式曝气是指通过调整将两台风机的启停时间和运行周期，使两台风机运行周期呈现周期性叠加的运行方法。该方法使曝气风量在叠加周期翻倍，从而形成如脉冲信号般的气量变化周期。

通过将曝气周期与产水周期的协调配合，不仅可以有效提升气泡的剪切力，也会因为风量的陡然增大，加大膜丝抖动幅度，加快膜丝间的擦洗频次，从而提升超滤膜膜丝表面污染物去除的效果。同时，还可以有效控制因负压产生导致的曝气管污染，促进曝气管内的污泥通过尾部排泥管排除。

上面描述，只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制。

Claims (3)

1.一种超滤膜组件曝气系统，包括与超滤膜架体总风管相连的曝气管（1），其特征在于曝气管（1）固定在超滤膜片的下方，曝气管（1）上的曝气孔（2）交叉向下，相邻曝气孔（2）相互间成一定角度开孔。

2.按照权利要求1所述的超滤膜组件曝气系统，其特征在于曝气管（1）均匀固定在每片超滤膜片的正下方，曝气管（1）间隔距离与膜片间隙对应，曝气孔（2）交叉向下斜45度，相邻曝气孔（2）相互间成90度开孔。

3.按照权利要求1所述的超滤膜组件曝气系统，其特征在于曝气管（1）末端带向下90度弯头（3）及连一段管路。