一种膜生物反应器间歇循环曝气装置和曝气方法
【技术领域】
[0001]本发明属于污水处理技术领域具体地，涉及一种膜生物反应器间歇循环曝气装置。
[0002]本发明还涉及利用上述曝气装置进行间歇循环曝气的方法。
【背景技术】
[0003]膜生物反应器(MBR)工艺将膜分离技术与污废水的传统生物处理技术进行有机结合，具有污泥龄、污泥浓度等技术条件调控空间大、出水水质标准高、稳定性好、占地面积小、剩余污泥量小及结构紧凑等优点。为保证MBR正常运行，需要反应装置进行曝气供氧。曝气产生的气液流也起到冲刷膜面的作用，可以缓解膜污染，减小膜内外的跨膜压差，延长使用寿命。
[0004]为保证膜面表面清洁，需要高强度气流水流冲刷，但是连续高强度曝气的耗能很大，使MBR的运行费用增加，这也是影响其得到广泛应用的主要原因。因此，有必要对其曝气系统进行优化，使其实现间歇曝气，在改善膜污染情况的基础上，降低反应器能耗。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种膜生物反应器间歇循环曝气装置。
[0006]本发明的又一目的是提供利用上述曝气装置进行间歇循环曝气的方法。
[0007]为实现上述目的，本发明提供的膜生物反应器间歇循环曝气装置，其结构为:
[0008]一供气总管，连接一鼓风机，供气总管分别连接多个供气支管，每一供气支管连接多个并列的穿孔曝气管，穿孔曝气管的管壁上设置有出气孔；
[0009]各供气支管与供气总管之间各设有一电磁阀，各电磁阀连接PLC控制系统；
[0010]穿孔曝气管安装在膜生物反应器内的膜组件的下方。
[0011]所述的膜生物反应器间歇循环曝气装置，其中，穿孔曝气管壁上的出气孔为均匀设置，出气孔直径为3毫米，与穿孔曝气管水平成45°向下。
[0012]所述的膜生物反应器间歇循环曝气装置，其中，供气支管是贴膜生物反应器的池壁垂直向上安装。
[0013]所述的膜生物反应器间歇循环曝气装置，其中，供气支管的数量对应于膜组件的数量。
[0014]本发明提供的利用上述膜生物反应器间歇循环曝气装置进行间歇循环的方法:
[0015]由鼓风机鼓出气体通过供气总管经由供气支管进入各穿孔曝气管，气体从穿孔曝气管壁上的出气孔进入反应器；
[0016]由PLC系统依照设定的每一个电磁阀的开启与关闭时间控制各电磁阀的开启时间，以实现间歇循环曝气冲刷膜组件的膜面。
[0017]所述的方法，其中，间歇循环曝气时同一时刻有1/5至1/2的曝气装置在曝气，其曝气量为对应的膜片的曝气需求量的1.2-1.5倍。
[0018]本发明的优势在于:
[0019]1、在相同冲刷强度下，可降低总曝气量需求，降低能耗。也可适当增加单位面积曝气量和冲刷强度，减轻膜污染。
[0020]2、可通过间歇循环时间间隔的调整，改善对膜区的冲刷效果。
【附图说明】
[0021]图1是膜生物反应器间歇循环曝气的正视图。
[0022]附图中主要组件符号标记说明:
[0023]1-进水口 ；2_穿孔曝气管；3_膜组件；4_供气支管；5_电磁阀(电动阀);6_供气总管；7_鼓风机；8_膜盒压力表；9_出水口 ； 10-PLC控制系统。
【具体实施方式】
[0024]本发明的膜生物反应器(MBR)间歇循环曝气装置，包括若干组依次排列的曝气系统，每组曝气系统由多根穿孔曝气管构成，通过PLC控制各组曝气系统上的电磁阀开闭。多组曝气系统的曝气方式为:同一时刻有1/5至1/2全组曝气系统在曝气，其曝气量为其对应的膜片的曝气需求量的1.2-1.5倍，各组曝气系统依次轮流曝气，循环往复。每组曝气的具体时间可根据水质情况及膜污染情况而定。
[0025]本发明的MBR间歇循环曝气装置，所述的穿孔曝气管为圆管，将3-5根曝气管与供气支管相连，组成一组曝气系统。
[0026]本发明的MBR间歇循环曝气装置，所述的穿孔曝气管的气孔直径为3-5毫米，与水平方向成45°向下，沿穿孔曝气管长度方向均匀分布若干。
[0027]本发明的MBR间歇循环曝气装置，所述的每组曝气系统上连有贴池壁垂直向上的供气支管，供气支管与供气总管相连。在供气支管距反应器顶部往下0.5米处设置一个电磁阀(电动阀)，用来控制其关闭开启。
[0028]本发明的MBR间歇循环曝气装置，所述的各个电磁阀(电动阀)由PLC控制，每个阀门开启时间为l_10min(具体时间可根据膜污染情况(膜压表)而定)，依次循环开闭。保证每一个时刻只有一个阀门开启，其余处于关闭状态。
[0029]下面结合附图和实施例来对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0030]本发明提供的膜生物反应器间歇循环曝气装置，其结构如图1所示。
[0031]本实施例采用50片平板膜的膜生物反应器内，采用三组曝气系统。如图1所示，每组曝气系统包括若干依次并列的穿孔曝气管2，穿孔曝气管2设于膜组件3的下方，该些穿孔曝气管2与供气支管4相连接。三组的供气支管4与供气总管6相连接，在每个供气支管4与供气总管6之间各设有一电磁阀5，该些电磁阀5连接至PLC控制系统并受PLC控制系统的控制。该些电磁阀5也可以是电动阀。
[0032]待处理的水经进水口 I进入膜生物反应器内，由鼓风机7鼓出的气体通过供气总管6经由供气支管4进入各穿孔曝气管2，穿孔曝气管2壁上设置了出气孔，直径为3毫米，与穿孔曝气管2水平成45°向下，气体从均匀布置的出气孔进入反应器。
[0033]通过PLC控制系统，设定电磁阀5开启时长为Imin (根据膜区的跨膜压差大小确定时长，未曝气区压力小，则阀门开启时间可适当延长，未曝气区压力大，则阀门开启时间缩短，快速进入下一个曝气区，冲刷膜面以减轻膜污染)，Imin后关闭阀门，开启下一个阀门，PLC控制系统依次设定了每一个阀门的开启与关闭时间。每组曝气系统的具体曝气时间可根据水质情况及膜污染情况(由膜盒压力表8显示)而定。处理后的水流经出水口 9流出膜生物反应器。
[0034]间歇循环曝气与常规曝气比较:常规曝气的曝气量为一个恒定值，且满足所有膜片要求的曝气量，而间歇循环曝气的曝气量也为一个恒定值，对于同一个反应器内的膜区，间歇循环曝气的曝气量可以为常规曝气的1/3 (根据每组曝气系统所负责的膜组件数多少而定)。在50片SINAP10平板膜的反应器内，曝气量要求大于等于6L/min片。则要求常规曝气量为5L/s，而间歇循环曝气要求为2.5L/s(以1.5倍计)。同一时刻的间歇循环曝气的出气孔数为常规曝气的1/3。默认两种曝气方式的出气孔大小相同，则循环曝气的每个出气孔出气速度为常规曝气的1.5倍，即曝气强度为常规曝气的1.5倍。曝气强度大，带来更大的气流、水流速度，从而使膜区的冲刷更为强烈，缓解膜污染。针对同一个反应器，间歇循环曝气相比于常规曝气，曝气量耗能节约50%。
【主权项】
1.一种膜生物反应器间歇循环曝气装置，其结构为: 一供气总管，连接一鼓风机，供气总管分别连接多个供气支管，每一供气支管连接多个并列的穿孔曝气管，穿孔曝气管的管壁上设置有出气孔； 各供气支管与供气总管之间各设有一电磁阀，各电磁阀连接PLC控制系统； 穿孔曝气管安装在膜生物反应器内的膜组件的下方。
2.根据权利要求1所述的膜生物反应器间歇循环曝气装置，其中，穿孔曝气管壁上的出气孔为均匀设置，出气孔直径为3毫米，与穿孔曝气管水平成45°向下。
3.根据权利要求1所述的膜生物反应器间歇循环曝气装置，其中，供气支管是贴膜生物反应器的池壁垂直向上安装。
4.根据权利要求1所述的膜生物反应器间歇循环曝气装置，其中，供气支管的数量对应于膜组件的数量。
5.权利要求1所述膜生物反应器间歇循环曝气装置进行间歇循环曝气的方法: 由鼓风机鼓出气体通过供气总管经由供气支管进入各穿孔曝气管，气体从穿孔曝气管壁上的出气孔进入反应器； 由PLC系统依照设定的每一个电磁阀的开启与关闭时间控制各电磁阀的开启时间，以实现间歇循环曝气冲刷膜组件的膜面。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，间歇循环曝气时同一时刻有1/5至1/2的曝气装置在曝气，其曝气量为对应的膜片的曝气需求量的1.2-1.5倍。
【专利摘要】一种膜生物反应器间歇循环曝气装置，其结构为：一供气总管，连接一鼓风机，供气总管分别连接多个供气支管，每一供气支管连接多个并列的穿孔曝气管，穿孔曝气管的管壁上设置有出气孔；各供气支管与供气总管之间各设有一电磁阀，各电磁阀连接PLC控制系统；穿孔曝气管安装在膜生物反应器内的膜组件的下方。本发明还公开了利用上述曝气装置进行间歇循环曝气的方法。
【IPC分类】C02F3-12
【公开号】CN104773820
【申请号】CN201510133170
【发明人】樊耀波, 袁星, 罗南, 杨敏
【申请人】中国科学院生态环境研究中心
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月25日