专利名称：膜法无泡曝气机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种膜法无泡曝气机，属于污水处理设备技术领域。
背景技术：
水资源匮乏是我国的基本国情，随着国民经济的持续快速发展，水资源紧缺以及工 业废水、生活污水对环境的污染越来越成为亟待解决的重要课题，为此，我国将环境治 理和环境保护作为一项基本国策纳入法制管理体系。开源节流、治理污染，也已成为各 级政府工作的重要任务之一。因而，这就迫切期待适合时代发展、符合我国国情的污水 资源处理再利用技术及其装备的创新开发应用，以缓解水资源的短缺和环境的保护。20 世纪80年代以来，人们就一直探索和研究污水处理和再利用问题。其中，污水生物处理 新工艺与新技术的研究、开发和应用，已在全球范围内得到很快的发展，并出现了很多 新的污水生物处理工艺技术。例如活性污泥法、接触氧化法、氧化沟法、兼氧水解工艺 及以上各类工艺的组合工艺等，这些技术大部分已在我国各地的工程实践中得到广泛的 应用。目前常用的污水处理技术主要有"活性污泥法"等，但这些方法存在处理效率低、 能耗高等缺点。在已有的污水处理大多采用二级处理工艺，即污水通过粗隔栅、集水调 节池、沉砂池、絮凝沉淀池、活性污泥曝气池、二级沉淀池后进行排水。
活性污泥法污水处理工艺的核心处理单元是活性污泥曝气池(好氧氧化反应池)。它 是通过有泡曝气来强化氧气溶解到污泥混合液中，供好氧微生物用于降解污水中的有机 物。对于污水中可溶性快速降解COD，很容易除去，而对于不溶性及难溶性物质所造成 的COD，却很难除去，为了去除这部分COD,必须经过长时间的曝气，其结果使处理设 施的占地面积、基建投资和运行费用大大增加。在目前普遍采用的有泡曝气法中，无论 是穿孔曝气还是微孔曝气，都存在着较多的缺点(1)有泡曝气法是通过气泡的不断产 生，以扩大气泡与液体的接触时间与面积，实现提高水液体中溶解氧浓度，但由于气泡 与液体界面阻力的作用，氧气利用效率低、能耗高；(2)活性污泥曝气池在处理含有易 挥发性或含硫化合物的污水时，由于强烈的有泡曝气作用，使挥发性气体上升到水面后 又进入空气，造成空气污染，造成治理不彻底的结果；(3)除上述有泡曝气法的缺点外， 对于我们已申报的"膜式充氧装置"(专利申请号200720019241.6)经实践发现也存在 有中空纤维膜在线清洗不清洁，影响其溶氧性能和应用效率，和采用柱式圆筒形膜组件 造价高等缺陷。 发明内容针对以上现有产品技术缺陷，本实用新型提供一种自动化程度高、溶氧效率高、能 源消耗低、造价低、在线膜片清洗彻底的膜法无泡曝气机。
一种膜法无泡曝气机，包括无泡曝气膜片组、液体充氧循环系统、空气供给系统、 膜片在线超声波清洗系统、电气控制系统、机座及支架；无泡曝气膜片组安装固定在液 体充氧循环系统的水箱内，液体充氧循环系统、空气供给系统、膜片在线超声波清洗系 统、电气控制系统分别安装固定在支架、机座上。
所述的无泡曝气膜片组是膜法无泡曝气机的核心部件，其结构为帘形浸没式，每一 膜片由数十至数百根中空纤维膜组成纤维束，并由若干纤维束组成，各纤维束通过环氧 树脂胶与特制管件粘结，上下两端对称，结构相同；每根中空纤维膜的中心孔和特制管 件的中心孔垂直相交并相通，构成对膜片的进气和出气通道。
所述的液体充氧循环系统由污水泵、电磁阀、循环水箱、手动截止阀和相应管道组 成，污水泵安装固定在机座上，循环水箱安装固定在机座上面的支架上，电磁阀、手动 截止阀安装在系统管道上。
所述的空气供给系统由空气压縮泵、空气处理器、压力表、节流阀和相应管路组成， 空气压縮泵、空气处理器分别安装固定在机座上，空气压缩泵的出气口装有空气处理器， 压縮空气通过膜片组后的管路上安装有节流阀，用于调节系统压縮空气工作压力，在通 气管路与膜片组连接的前后端装有压力表。
所述的膜片在线超声波清洗系统由清洗泵、超声波换能器、电磁阀、清洗水箱、液 位计、呼吸器、排污阀和相应管路组成，清洗泵通过其连接管路悬空安装在清洗水箱的 下部，清洗水箱安装固定在机座上面的支架上，清洗泵的清洗液进出口管路上装有四个 控制清洗液在清洗箱和循环水箱间的流向转换的电磁阀，清洗箱上还装有液位计、呼吸 器、排污阀；在清洗水箱的顶部还装有绿、黄、红三色信号灯。
所述的电气控制系统由控制箱和电器元件箱两部分组成，它们列安装在机座上的支 架中，控制箱装有压力表、控制按钮、指示灯以及微电脑控制器；电器元件箱装有动力 电器元件、超声波发生器、PLC控制器和电器保护元件。
本实用新型的创新点主要有以下五个方面
1、 采用高分子强疏水性中空纤维膜材料及其气体分离特性，制成帘形浸没式膜片组 件，实现单位体积膜表面积大、膜的气通量高、以及制造价格低的目的。同时在使用时 膜纤维可随水流在循环水箱中飘动，能有效地改善液相传质过程，又能减少膜外侧表面 沉积物的污染。
2、 应用无泡充氧技术，既解决了有泡曝气所带来的二次空气环境污染，同时也极大 地提高了液体溶氧效率。适用于各种水深的水产养殖和工业废水、生活污水处理中的无 泡充氧。膜法无泡曝气机完全不同于其它各种传统曝气设备必须产生气泡与液体接触而 实施充氧的方式，可实现100%的溶氧率，较有泡充氧充氧率提高8倍以上。3、 本实用新型的液体充氧循环系统采用自溢式回水设计，可最大限度的实现对液体 的充氧效果。既被处理液体经污水泵从循环水箱的底部进入，在水面达到水箱顶部靠自 溢进入回水管，而后排入曝气池，这样液体在循环水箱中由于没有污水泵产生的压力作 用，所以箱内水流相对平缓，增加了对液体的充氧时间，有利于液体的充分氧合。
4、 本实用新型的在线清洗系统釆用了超声波清洗设计，有效地解决了膜组件在线清 洗不彻底的技术难题，可长期保持中空纤维膜良好的气体分离特性，从而实现其长期的 充氧能力。
5、 本实用新型运行过程中无任何物资的相变，而且在电器控制方面应用微电脑控制， 自动化程度高，可最大限度的降低能源消耗，节电达60%以上，能大幅度地降低废水处理 成本，以提高运营企业的经济效益和社会效益。
本实用新型的膜法无泡曝气机通过以下措施实现
无泡曝气膜片组该件是膜法无泡曝气机的核心部件，其结构为帘形浸没式，其作 用是有条件的把空气中的氧气分离出来并溶入到它周围的液体中。
液体充氧循环系统作用是提供一定流量的被处理液体从曝气池里抽出通过循环水
箱充氧后返回曝气池，实现液体循环。其中的电磁阀a用于控制循环水箱中液体倒流和 便于泵与水箱的连接；电磁阀b用于控制循环水箱中液体在膜片组清洗前充分排放干净； 手动截止阀用于控制循环水箱中液体的排放和便于管路的连接。
空气供给系统作用是提供一定流量和压力的空气通过膜片组件，实现充氧的空气 供给。其中的空气处理器，用于对压縮空气进行过滤和在工作环境温度过低时加热；节 流阀用于调节系统压縮空气工作压力；压力表用于监视膜片组前后的气体压力。
膜片在线超声波清洗系统作用是提供一定量的清洗液进入循环水箱，并开启超声 波清洗膜片组件，实现对膜片组件外表面的在线清洗，以保持膜片组件的良好气体分离 特性，在对膜片组件清洗完毕后再重新开启泵组和开关相应的电磁阀，将清洗液抽回到 清洗箱。清洗箱上还装有液位计、呼吸器、排污阀，以分别用于监视清洗液的多少，清 洗液的正常进入、排出和清洗液污染后的排出。
电气控制系统:作用是提供对液体充氧循环系统、空气供给系统、膜片在线超声波清 洗系统的自动化控制。该系统分为控制箱和电器元件箱两部分。控制箱上压力表、控制 按钮、指示灯、微电脑控制器以及电器元件箱中的动力电器元件、超声波发生器、PLC 控制器等，两部分组成完整的电气控制系统。
除此以外，还设有绿、黄、红三色信号灯，指示各系统运行状况。
工作原理
本实用新型可实现自动化运行，也可按各系统实现单独控制，分别启动配合运行。 自动化运行模式和单独控制运行模式通过转换开关切换控制。
1、自动化运行模式各系统按设定的运行程序在微电脑控制器控制下自动运行。按动启动按钮，液体充氧循环系统开启，被处理液体开始被泵入循环水箱，约5分钟后空 气供给系统自动开启，为膜片组件供压縮空气，其气体压力由手动节流阀调节，整个设 备进入正常运行状态，此时，电磁阀a打开，电磁阀b关闭，绿色信号点亮；在微电脑 设定程序控制下，设备在24小时中运行23小时后，液体充氧循环系统和空气供给系统 自动停止运行，膜片在线超声波清洗系统开启超声波清洗开始工作，此时，电磁阀c、 f 打开，电磁阀d、 e关闭。清洗1小时后，电磁阀c、 f关闭，电磁阀d、 e打开，清洗液 被从循环水箱抽送回清洗箱，黄色信号点亮；至此完成一个工作循环并自动进入下一个 工作循环。在运行过程中如出现系统压力升高、电机过载、管路阻塞等故障时，电气控 制系统将自动切断电源并报警，此时红色信号灯电亮。
2、单独控制运行模式各系统采用手动控制启动，在欲开启任何系统工作时，可分 别手动按动相应按钮启动即可。
本实用新型具有自动化程度高、溶氧效率高、能源消耗低、造价低、在线膜片清洗 彻底的特点。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的后视图。
图3为本实用新型的工作原理图。
图4为本实用新型的膜片组件的结构示意图。
其中1、循环水箱，2、膜片组件，3、节流阀，4、呼吸器，5、清洗箱，6、信号 灯，7、液位计，8、排污阀，9、电气控制箱，10、机座，11、清洗泵，12、空气处理器， 13、空气压缩泵，14、污水泵，15、电磁阀(a、 b、 c、 d、 e、 f)， 16、超声波换能器， 17、手动截止阀，18、电器元件箱，19、支架，20、压力表，2-1、膜片组件的特制管件， 2-2、中空纤维膜，2-3、环氧树脂，A、污水进水口， B、处理后污水出水口。
具体实施方式
实施例
本实用新型的结构如图1至图4所示，包括无泡曝气膜片组、液体充氧循环系统、 空气供给系统、膜片在线超声波清洗系统、电气控制系统、机座及支架等；无泡曝气膜 片组安装固定在液体充氧循环系统的水箱内，液体充氧循环系统、空气供给系统、膜片 在线超声波清洗系统、电气控制系统分别安装固定在支架、机座上。
所述的无泡曝气膜片组是实用新型的核心部件，其外形为帘形浸没式，每一膜片组2 由数十至数百根中空纤维膜2-2组成纤维束，并由若干纤维束组成，各纤维束通过环氧 树脂胶2-3与特制管件2-l粘结，上下两端对称，结构相同。每根中空纤维膜2-2的中 心孔和特制管件2-l的中心孔垂直相交并相通，构成对膜片的进气和出气通道。
所述的液体充氧循环系统由污水泵14、电磁阀15 (a、 b)、循环水箱1、手动截止阖17和相应管道组成。污水泵14安装固定在机座10上，循环水箱1安装固定在机座10 上面的支架19上。其系统管路中装有电磁阀15 (a、 b)和手动截止阀17。
所述的空气供给系统由空气压縮泵13、空气处理器12、压力表20 (共两个)、节流 阀3和相应管路组成。空气压缩泵13、空气处理器12分别安装固定在机座10上，压縮 空气的出气口装有空气处理器12，管路上安装有节流阀3，在通气管路与膜片组连接的 前后端装有压力表20。
所述的膜片在线超声波清洗系统由清洗泵ll、超声波换能器16、电磁阀15 (c、 d、 e、 f)、清洗箱5、液位计7、呼吸器4、排污阀8和相应管路组成。清洗泵ll通过其连 接管路悬空安装在清洗箱5的下部。清洗箱5与循环水箱1 一样安装固定在机座10上面 的支架19上。清洗泵11的清洗液进出口管路上装有四个电磁阀15 (c、 d、 e、 f),清洗 箱5上还装有液位计7、呼吸器4、排污阀8。
所述的电气控制系统所述的电气控制系统由控制箱9和电器元件箱18两部分组成。 它们垂直并列安装在机座10上的支架19中。控制箱9装有压力表、控制按钮、指示灯 以及微电脑控制器等，电器元件箱18装有动力电器元件、超声波发生器、PLC控制器和 电器保护元件等，在清洗箱5的顶部装有绿、黄、红三色信号灯6。
权利要求1、一种膜法无泡曝气机，其特征在于，包括无泡曝气膜片组、液体充氧循环系统、空气供给系统、膜片在线超声波清洗系统、电气控制系统、机座及支架；无泡曝气膜片组安装固定在液体充氧循环系统的水箱内，液体充氧循环系统、空气供给系统、膜片在线超声波清洗系统、电气控制系统分别安装固定在支架、机座上。
2、 如权利要求1所述的膜法无泡曝气机，其特征在于，所述的无泡曝气膜片组是 膜法无泡曝气机的核心部件，其结构为帘形浸没式，每一膜片由数十至数百根中空纤维 膜组成纤维束，并由若干纤维束组成，各纤维束通过环氧树脂胶与特制管件粘结，上下 两端对称，结构相同；每根中空纤维膜的中心孔和特制管件的中心孔垂直相交并相通， 构成对膜片的进气和出气通道。
3、 如权利要求1所述的膜法无泡曝气机，其特征在于，所述的液体充氧循环系统由 污水泵、电磁阀、循环水箱、手动截止阀和相应管道组成，污水泵安装固定在机座上， 循环水箱安装固定在机座上面的支架上，电磁阀、手动截止阀安装在系统管道上。
4、 如权利要求1所述的膜法无泡曝气机，其特征在于，所述的空气供给系统由空气 压縮泵、空气处理器、压力表、节流阀和相应管路组成，空气压縮泵、空气处理器分别 安装固定在机座上，空气压縮泵的出气口装有空气处理器，压縮空气通过膜片组后的管 路上安装有节流阀，用于调节系统压縮空气工作压力，在通气管路与膜片组连接的前后 端装有压力表。
5、 如权利要求1所述的膜法无泡曝气机，其特征在于，所述的膜片在线超声波清洗 系统由清洗泵、超声波换能器、电磁阀、清洗水箱、液位计、呼吸器、排污阀和相应管 路组成，清洗泵通过其连接管路悬空安装在清洗水箱的下部，清洗水箱安装固定在机座 上面的支架上，清洗泵的清洗液进出口管路上装有四个控制清洗液在清洗箱和循环水箱 间的流向转换的电磁阀，清洗箱上还装有液位计、呼吸器、排污阀；在清洗水箱的顶部 还装有绿、黄、红三色信号灯。
6、 如权利要求1所述的膜法无泡曝气机，其特征在于，所述的电气控制系统由控制 箱和电器元件箱两部分组成，它们列安装在机座上的支架中，控制箱装有压力表、控制 按钮、指示灯以及微电脑控制器；电器元件箱装有动力电器元件、超声波发生器、PLC 控制器和电器保护元件。
专利摘要膜法无泡曝气机，属于污水处理设备技术领域，包括无泡曝气膜片组、液体充氧循环系统、空气供给系统、膜片在线超声波清洗系统、电气控制系统、机座及支架；无泡曝气膜片组安装固定在液体充氧循环系统的水箱内，液体充氧循环系统、空气供给系统、膜片在线超声波清洗系统、电气控制系统分别安装固定在支架、机座上。本实用新型具有自动化程度高、溶氧效率高、能源消耗低、造价低、在线膜片清洗彻底的特点。
文档编号C02F3/12GK201128697SQ20072003046
公开日2008年10月8日 申请日期2007年11月12日 优先权日2007年11月12日
发明者姜化雨 申请人:姜化雨