一种用于MBR工艺膜单元的高效率曝气系统的制作方法

本发明涉及污水处理技术领域，更具体地说，是涉及一种用于MBR工艺膜单元的高效率曝气系统。

背景技术：

传统的MBR技术是采用连续曝气的气吹扫工艺，一般可按照每帘膜3-5m3/h的气量进行设计。由于曝气量恒定，气泡和水流方向无变化，导致气吹扫效果不佳，甚至出现曝气的死角。为了保证膜组器获得较好的气吹扫效果，则需要采用连续的大气量曝气来维持（接近5m3/h），这种运行方式导致膜系统的能耗非常高。

随着MBR技术的发展，MBR气吹扫越来越多的采用脉冲曝气的方式，提高了曝气效率并降低了MBR的曝气能耗。目前的MBR脉冲曝气技术，都是通过开启和关闭曝气干管的阀门来实现。所以脉冲曝气的阀门开关频繁，一般要求1-2min需要切换一次管路，这样阀门磨损较大， 管道也经常处于憋压状态，减少了设备的使用寿命，从而增加了后期的运行成本和维护工作。

传统的MBR膜组器曝气，一般采用穿孔曝气方式，曝气支管统一采用3~6mm的开孔孔径。 当空气在曝气支管里流动时，由于延程阻力损失增加和每个曝气孔风压的不同，使得曝气支管中各曝气孔的气量差别非常大，导致曝气不均匀，最终影响到膜组器的稳定运行。

另在曝气过程中， 由于背压的存在， 当鼓风机停机后， 热空气会憋在曝气管内， 时间一长， 曝气孔口的污泥会受热干化、 堵塞孔口，并进而造成曝气不畅或者气泡不均匀等现象。所以，需要针对膜组器设计一种无堵塞或者能够有效排泥的曝气装置。

连续曝气效率不高，需要依靠大气量曝气保证保其效果，可能有曝气死角，能耗和曝气效果不能兼顾；传统的脉冲曝气，阀门切换频繁，且管道憋压，设备故障率高；穿孔曝气方式曝气孔容易堵塞，会导致膜组器局部曝气不均匀甚至无曝气，膜组器运行不稳定；穿孔曝气支管的曝气孔采用统一孔径，由于延程阻力损失和风压变化等原因导致各曝气孔气量不一，曝气不均匀影响膜组器稳定运行。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种用于MBR工艺膜单元的高效率曝气系统。

本发明一种用于MBR工艺膜单元的高效率曝气系统，通过下述技术方案予以实现，包括曝气主干管一、曝气主干管二、至少两组膜架、膜架的曝气干管一和曝气干管二以及多个曝气支管，所述曝气主干管一和曝气主干管二分别设置电动阀，每组膜架的两侧分别设置进气口一和进气口二，所述曝气主干管一和膜架的曝气干管一通过进气口一连接，曝气主干管二和膜架的曝气干管二通过进气口二连接；所述多个曝气支管垂直于每组膜架的两个曝气干管设置，任意两个相邻曝气支管的进气口分别与每组膜架的不同曝气干管联通，实现交错进气；每个曝气支管下表面均匀设置曝气孔，每个曝气支管尾端下表面设置排泥槽，每个曝气支管的曝气孔开孔总横截面积大于排泥槽横截面积的2倍。

所述每个曝气支管曝气孔开孔孔径为3-6mm，开孔数量为12-20个，所述排泥槽高度2-5cm，排泥槽内径为10-15mm。

所述曝气支管曝气孔开孔数15个，与曝气支管进气端相邻的5个曝气孔直径为5mm的5个，剩余10个曝气孔直径4mm；所述排泥槽内径为10mm，高度为45mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

A. 通过对曝气主干管和膜架的整体设计，实现MBR膜系统的间歇曝气，提高了曝气效率，延缓了膜污染的发生，延长了膜系统化学清洗的周期。

B.膜架和曝气支管的特殊设计，保证曝气效果的同时，大幅降低了曝气阀门切换的频率（保证5-10min切换一次管路），避免了管路憋压情况的发生，从而保证工艺和设备运行的稳定性。

C.在每根曝气支管末端设置排泥槽，解决了污泥堵塞曝气孔的问题，能够保证曝气系统的均匀性和稳定性； 排泥槽的横截面积和长度设计，需要与曝气支管的开孔孔径和数量相匹配，保证正常运行过程中气体不会从排泥槽逸出，避免影响到膜系统的曝气效果。(排泥槽处于曝气支管末端，但是在整个膜架尺寸之内)。

D.根据气体在曝气支管中的流动方式和压力损失，在曝气支管的不同位置设计了不同尺寸的孔径，从根本上解决了个曝气不均匀的问题，保证了系统的曝气效果，使得膜组件运行稳定，延长了膜组器的清洗周期和使用寿命。

按照每帘膜3m3/h的曝气量， MBR反应器污泥浓度6g/L，产水通量在15L/（m2·h），采用制水8min停歇2min的运行模式，MBR系统可以稳定运行15-30天，期间不需要进行任何水反洗和化学药剂清洗。

附图说明

图1是本发明系统结构俯视图；

图2是独立膜架结构俯视图；

图3是曝气支管侧视图；

图4是曝气支管底部视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-3所示，包括曝气主干管一1、曝气主干管二2、至少两组膜架3，膜架的曝气干管一6和曝气干管二7以及多个曝气支管8，所述曝气主干管一1和曝气主干管二2分别设置电动阀，每组膜架的两侧分别设置进气口一5和进气口二4，曝气主干管一1和膜架的曝气干管一6通过进气口一5连接，曝气主干管二2和膜架的曝气干管二7通过进气口二4连接，所述多个曝气支管8垂直于每组膜架的两个曝气干管设置，任意两个相邻曝气支管的进气口分别与每组膜架的两个曝气干管联通，实现交错进气（曝气支管按照进气方向不同交错依次排列）；每个曝气支管下表面均匀设置曝气孔，每个曝气支管尾端下表面设置排泥槽9，每个曝气支管的曝气孔开孔总横截面积大于排泥槽横截面积的2倍。

所述每个曝气支管曝气孔开孔孔径为3-6mm，开孔数量为12-20个，所述排泥槽高度2-5cm，排泥槽内径为10-15mm。

具体实施例：如图4所示，曝气支管曝气孔开孔数15个，与曝气支管进气端相邻的5个曝气孔10直径为5mm的5个，剩余10个曝气孔11直径4mm；所述排泥槽内径为10mm，高度为45mm。用于上海金山工业污水MBR工程5万/天；湖南株洲市政污水MBR工程10万吨/天；均采用本发明技术，两项目累计运行均在1年以上，目前MBR系统运行都比较稳定，而且MBR系统曝气能耗相比传统曝气方式降低了15-30%，具有很好的推广作用和示范意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。