专利名称：一种膜组件曝气清洗装置的制作方法
技术领域：
本发明属于水处理技术领域，涉及一种用以强化膜生物反应器中清洗效果的装置。
背景技术：
膜生物反应器是生物处理与膜过滤结合新型水处理工艺，与传统的活性污泥 法相比，处理效率高、出水水质好、占地面积小，污泥产率低，是未来高效污水处 理技术的典型代表。但在膜生物反应器的运行中，膜组件与污泥混合液直接接触很 容易被悬浮物颗粒、生物污泥及微生物代谢产物等物质污染，导致膜通量下降。因 此，膜污染是影响膜生物反应器稳定运行的关键因素。
目前膜生物反应器中缓解膜污染的方法包括对膜组件进行气洗、水洗及药剂的 正向和反向的清洗，其中曝气清洗是最常用的清洗手段。曝气系统在膜组件底部鼓 入气泡，除为膜生物反应器内微生物提供足够的溶解氧外，鼓入气泡促进了气水二 相流流态的发展并使气-水两相流的紊动性增大，同时气泡与膜纤维碰撞产生抖动 作用甚至使膜纤维之间相互摩擦，加速膜面滤饼层的脱落，使膜污染的发展得到控 制。
许多研究和实践发现，虽然连续曝气清洗可以明显的延长膜组件的稳定运行时 间，但经过长期的运行，膜组件表面仍不可避免的粘附大量的微生物代谢产物及生 物粘泥等物质，而且随着运行周期的延续，污染物质逐渐累积并加厚成致密的泥饼 层，在膜组件底部采取连续曝气的清洗效果就越来越差。
由于膜生物反应器中膜组件表面的污染层是在长期连续曝气清洗的气、水环境 的冲刷下完成的，因此非常致密且难以清除。膜生物反应器中膜组件的填充密度很 高，组件内部或组件之间的水流通道狭窄，会形成较多的清洗"死区"，因此膜组 件内部的泥饼层污染尤为严重。在水和化学反洗可一定程度上恢复由于膜污染带来 的通量损失，但是远不能彻底的清除膜面的泥饼层。许多实践表明，如果不能彻底 的清除泥饼层，再次投入运行时，剩余的泥饼层会成为污染物的附着区域而使膜污 染速度会加快。膜生物反应器中膜组件通常采用有机材料制成，膜纤维受自身强度所限，不允 许长期处于高强度的气、水力剪切力和运动疲劳状态下，因此进行连续曝气清洗时 的强度会有严格的限制，但这也就相应造成了连续曝气清洗对膜纤维表面造成的瞬 时"擦洗"作用不够。
归根结底，是因为连续曝气清洗和水及化学反洗的清洗强度有限，不能有效去 除相对"顽固"的膜面泥饼层。实际工程中为有效清除膜面的滤饼层，往往采用高 压水力清洗甚至是人工"搓洗"的方式去除膜面的泥饼层，这些方式虽然具有一定 效果，但清洗时必须将移出膜组件反应池，因此费时费力，且清洗效率低。 发明内容-
本发明旨在提供一种针对膜生物反应器中膜组件表面致密污染层的清洗装置。 装置可采用人工或自动控制的方式，对膜组件表面进行高强度的脉冲式曝气清洗， 许多研究表明，脉冲清洗可改变传统恒定气量清洗时的固定方向剪切力为多方向剪 切力，气-水两相流的随机剪切能力较强，有助于提高清洗效果。装置一方面克服 了现有连续曝气清洗在清洗强度上的局限，保证了对膜面污染层的"擦洗"力；另 一方面，可采用现成的曝气管路，因此不必将膜组件移出反应池，可大幅度提高清 洗效率。
本发明的技术方案如下
将常规的低强度曝气清洗管路改进为双管路系统， 一条管路用于提供低强度连 续曝气的需要，同时在此管路基础上设置强化曝气装置，并在旁路上设相应的阀门 用以两种清洗方式的切换。本发明装置包括， 一套进、出气管路、 一个承压储气罐， 配有压力表，安全放气阀，同时还包括一套可编程控制器(PLC)、电接点压力表、 可控制进、出气管路的电(气)动阀门。
装置的工作流程如下当膜组件需要进行清洗时，切换曝气管路，并采用外部 供气装置给储气罐加压，当储气罐内压力达到一定值时(预先由PLC设定，设定值 需根据实际膜组件浸没水深及常规曝气机风压计算，并参考膜纤维可耐受的清洗强
度，--般可设至2-3倍常规的风压)，由PLC控制开启储气罐的出气阀门，使高强
度压縮空气瞬时由膜组件底部的曝气孔进入反应池内，对膜面形成大强度的瞬时清 洗，对膜面泥饼层形成强烈的"擦洗"作用。
装置包括有承压储气罐，罐内在通常情况下具有一定的气压。在膜生物反应器
4曝气系统发生故障停止供气时，通过出气管路上阀门的自然开启可完成对膜组件曝 气管路的充气增压，以防止污泥混合液在重力作用下回流至曝气管路内部，堵塞曝 气管。
图1为本发明的管路示意图。
图2为本发明的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一歩的说明。
一种膜组件曝气清洗系统，包括鼓风机或空气增压机l，强化曝气管路2，管 路2之上设有自动控制阀门3，与管路2相连结的储气罐13，储气罐13上部设有 过压放气管路4、过压放气阀门5。储气罐13之上设有电接点压力表8、中部杂物 清理窗口 9、底部设有废液排除口 10。储气罐13之上设有PLC控制器11及操作面 板12。储气罐13 —侧与强化曝气管路7相连结，管路7上设有自动控制阀门6， 同时还与曝气总管15连结。
当膜生物反应器正常运行时，阀门14开启，阀门2关闭。
当膜生物反应器需要进行加强清洗时，首先进入加压充气模式，由PLC控制。 阀门14关闭，阀门2开启，阀门6关闭。通过曝气风机或空气压縮机1经由进气 管路2给储气罐13加压充气。当储气罐上设置的电接点压力表8升高至- -定值(设 定值需根据膜组件浸没的水头及常规运行时的分压确定，取经验值时，可取正常运 行供气风压的2-3倍)时，即完成充气。进入清洗模式，开启阀门6，使储气罐13 内的大量压縮空气在短时间内通过出气管路7进入膜生物反应器内的曝气系统，形 成高强度的气、水两相流，对膜面污染层进行剧烈的"擦洗"，使膜面上形成的致 密污染层得到较为彻底的清除。
系统还设有高压保护装置，当储气罐出水管路发生故障时，可通过高压放气阀 门4和放气管路3降低储气罐内压力。
系统中阀门6在膜生物反应器正常运行时为闭合状态，在进行强化清洗吋通过 PLC控制开启。在系统故障或断电时自动转为为开启状态，储气管13内的高压气体 可由管路7进入曝气系统内以保持管路内的正常压力，防止由于外界断电和鼓风机 的故障，生物反应器内的污泥混合液在重力作用下回流至曝气管内堵塞曝气管。
权利要求
1.一种膜组件曝气清洗装置，包括进、出气管路及储气罐，其特征是所述的进气管路一端与供气装置连接，另一端与储气罐连接；出气管路一端与所述的储气罐连接，另一端与膜组件的曝气管路连接；所述的储气罐上设有过压放气管路、过压放气阀门、电接点压力表、杂物清理窗口、废液排除口；所述的储气罐还设有PLC控制器、操作面板。
2. 根据权利要求1所述的一种膜组件曝气清洗装置，其特征是所述的进、出气管 路上设有自动控制阀门。
全文摘要
本发明公开了一种膜组件曝气清洗装置，其特征是包括进、出气管路及储气罐。进气管路一端与供气装置连接，另一端与所述的储气罐连接。出气管路一端与所述的储气罐连接，另一端与膜组件的曝气管路连接。储气罐上设有过压放气管路、过压放气阀门、电接点压力表、杂物清理管、废液排除管。所述的储气罐还设有PLC控制器、操作面板。本发明克服了现有连续曝气清洗膜组件在清洗强度上的局限，通过气、水两相流的脉冲强化清洗保证了对膜面污染层的“擦洗”力，可大幅度提高清洗效率。
文档编号B08B5/02GK101524690SQ20091006857
公开日2009年9月9日 申请日期2009年4月22日 优先权日2009年4月22日
发明者何玉倩, 燕 张, 捷 王, 辉 贾 申请人:天津工业大学