废水节能处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种废水节能处理系统，包括腔体、进水泵、布水器、膜组件、抽吸泵和曝气器，所述布水器、膜组件和曝气器位于所述腔体内，且所述布水器靠近所述腔体的底部设置，废水能够通过所述布水器传至所述腔体，所述布水器、腔体和靠近所述腔体顶部的出水口能够形成一循环通路，所述腔体内的液体能够被所述抽吸泵经所述膜组件抽吸排出；所述曝气器包括中心进气管、曝气器进水口、混合腔和旋流板，所述曝气器进水口位于所述混合腔底部，所述中心进水管将气体自所述混合腔的顶部传入，所述旋流板设于所述混合腔顶部，从而使得所述混合腔经所述旋流板连通至所述腔体。
【专利说明】
废水节能处理系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及废水处理领域，尤其涉及废水节能处理系统。
【背景技术】
[0002] 近年来，将序批式生物反应器(SBR)与膜生物反应器(MBR)结合起来的膜序批式生 物反应器(MSBR)，既可发挥两者的长处，又能弥补各自的不足，成为了一种极具潜力的废水 处理和回用的工艺，可应用于废水回用、农业回灌、高氨氮废水处理及垃圾渗滤液处理等方 面，逐渐得到研究及工程人员的关注。
[0003] MSBR的运行方式是通过限制曝气和半限制曝气运行方式在时间序列上实现缺氧-好氧的组合并控制每一部分适宜的时间比例，可以得到较好的脱氮除磷效果。将膜组件浸 入生物反应器中，构成的一体式装置没有混合液的回流，减少了设备需求，降低了运行费 用。
[0004] 虽然MSBR具有出水水质好，可减缓膜污染、稳定膜通量，结构简单，投资费用低，自 动化程度高，运行维护方便的优点，但由于需采用微孔曝气的方式实现对膜表面的擦洗以 及满足反应器内微生物供氧需要，一方面存在曝气能耗高的问题，另一方面，在运行过程中 往往会出现曝气管堵塞问题，造成曝气达不到标准量，膜组件内或膜组件间曝气状态不稳 定，无法对膜表面进行良好冲洗，最终导致膜间压差上升、膜通量下降，需要定期频繁(每天 一次)进行曝气管路的清洗和维护。因此，如何通过改进现有MSBR的曝气系统，优化MSBR系 统运行方式，在保证处理效率的前提下，提高曝气效率，降低曝气能耗，缓解膜污染是MSBR 工艺在应用推广过程中必须解决的重点问题。 【实用新型内容】
[0005]为了解决以上提到的问题，本实用新型提供了一种废水节能处理系统，包括腔体、 进水栗、布水器、膜组件、抽吸栗和曝气器，所述布水器、膜组件和曝气器位于所述腔体内， 且所述布水器靠近所述腔体的底部设置，废水能够通过所述布水器传至所述腔体，所述布 水器、腔体和靠近所述腔体顶部的出水口能够形成一循环通路，所述腔体内的液体能够被 所述抽吸栗经所述膜组件抽吸排出。
[0006] 可选的，所述曝气器包括中心进气管、曝气器进水口、混合腔和旋流板，所述曝气 器进水口位于所述混合腔底部，所述中心进水管将气体自所述混合腔的顶部传入，所述旋 流板设于所述混合腔顶部，从而使得所述混合腔经所述旋流板连通至废水节能处理系统的 腔体。
[0007] 可选的，所述中心进气管通过分流器将气体传至所述混合腔。
[0008]可选的，所述混合腔包括混合腔本体和出口腔，所述混合腔本体为底部宽顶部窄 的构造，所述出口腔设于所述混合腔本体的顶部，且其宽度与所述混合腔本体的顶部相匹 配，所述旋流板设于所述出口腔。
[0009]可选的，所述的废水节能处理系统还包括导流切割器，所述导流切割器位于所述 混合腔顶部开口处的上侧，所述导流切割器上设有切割构件。
[0010] 可选的，所述混合腔形成于一外筒内，所述外筒的底部通过螺纹结构连接至所述 腔体内，所述中心进气管通过连接结构固定其相对于所述腔体的位置。
[0011] 可选的，所述旋流板的一侧表面设有碰撞头。
[0012] 可选的，所述旋流板环设于所述中心进气管的外侧。
[0013] 可选的，所述的废水节能处理系统还包括进水栗，废水能够通过所述进水栗传至 所述布水器，所述进水栗、布水器、腔体和靠近所述腔体顶部的出水口能够形成所述循环通 路
[0014]可选的，所述的废水节能处理系统还包括鼓风机，所述鼓风机连通所述中心进气 管，进而为所述曝气器提供气源。
[0015]本实用新型提出一种节能型MSBR系统，采用具有特殊结构设计的新型抗污堵的曝 气器，降低曝气能耗、解决曝气系统易堵的问题;改进系统运行方式，利用大流量进水以及 混合液内循环完成缺氧搅拌的功能，与现有系统相比，减少了缺氧搅拌设备，降低了能耗。 本实用新型是对现有MSBR系统的改进，改进后系统运行维护更为便捷，非常有利于工艺的 推广应用，特别适用于小型企业、城镇社区、乡镇农村的低浓度生产及生活废水的处理。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型可选实施例中废水节能处理系统的示意图；
[0017]图2是本实用新型可选实施例中曝气器的示意图；
[0018]图3是本实用新型可选实施例中旋流板的示意图；
[0019]图中，1-调节池;2-进水栗;3-曝气器;301-法兰;302-中心进气管;303-切割构件； 304-导流切割器；305-开口处；306-外筒；307-旋流板;308-分流器；309-混合腔；310-螺纹 结构;311-碰撞头;4-布水器;5-腔体;6-出水池;7-膜组件;8-抽吸栗;9-鼓风机。
【具体实施方式】
[0020] 以下将结合图1至图3对本实用新型提供的废水节能处理系统进行详细的描述，其 为本实用新型可选的实施例，可以认为，本领域技术人员在不改变本实用新型精神和内容 的范围内，能够对其进行修改和润色。
[0021] 请参考图1，本实用新型还提供了一种废水节能处理系统，包括腔体5、进水栗2、布 水器4、膜组件7、抽吸栗8和本实用新型可选的曝气器3,所述布水器4、膜组件7和曝气器3位 于所述腔体6内，且所述布水器4靠近所述腔体的底部设置，当然，曝气器3和膜组件7优选为 位于所述布水器4的上侧，同时，曝气器3的曝气位置也优选为膜组件7下侧。废水能够通过 所述布水器4传至所述腔体5,所述布水器4、腔体5和靠近所述腔体5顶部的出水口能够形成 一循环通路，可见，靠近所述腔体5顶部设有出水口，所述腔体5内的液体能够被所述抽吸栗 8经所述膜组件7抽吸排出，也可理解为:所述抽吸栗8连通至所述膜组件7，从而使得废水经 所述膜组件7被所述抽吸栗8抽吸排出。
[0022] 请参考图2,并结合图1，本实用新型进一步可选实施例中，所述曝气器3包括中心 进气管302、曝气器进水口（图未示）、混合腔309和旋流板307,所述曝气器进水口位于所述 混合腔309底部，所述中心进水管302将气体自所述混合腔309的顶部传入，所述旋流板307 设于所述混合腔309顶部，从而使得所述混合腔309经所述旋流板307连通至废水节能处理 系统的腔体5。其中，所述布水器4优选为多点布水器。
[0023]本实用新型可选的实施例中，所述中心进气管302通过分流器308将气体传至所述 混合腔307。鼓风机9连通所述中心进气管，进而为所述曝气器3提供气源。
[0024]有关所述混合腔，本实用新型可选的实施例中：
[0025] 所述混合腔309包括混合腔本体和出口腔，所述混合腔本体为底部宽顶部窄的构 造，所述出口腔设于所述混合腔本体的顶部，且其宽度与所述混合腔本体的顶部相匹配，这 里的匹配可以指相同，所述旋流板307设于所述出口腔。所述混合腔307形成于一外筒306 内，可理解为，外筒306下部设计成喇叭状的。所述外筒306的底部通过螺纹结构310连接至 所述腔体5内，至于连接于腔体5内的什么位置和构造上，本领域技术人员出于定位的需要 自有相应的选择，当然，其曝气位置优选于所述腔体5靠近底部且位于所述布水器4上侧的 位置。进一步可选的方案中，曝气器3通过螺纹结构310与支座(非固定于池底)相连，通过空 气管与支座之间的作用力将曝气器3固定于池体。
[0026]所述中心进气管303通过连接结构固定其相对于所述腔体5的位置，同样的，其连 接的位置和构造，本领域技术人员依据应用场景需要可由相应的选择。所述连接结构可选 为法兰301。
[0027] 所述的曝气器3还包括导流切割器304,所述导流切割器304位于所述混合腔顶部 开口处305的上侧，所述导流切割器304上设有切割构件303。
[0028]有关所述旋流板307,本实用新型可选的实施例中，请参考图2和图3,所述旋流， 307环设于所述中心进气管302的外侧。所述旋流板307的一侧表面设有碰撞头。
[0029] 曝气器3的工作原理如下：
[0030]曝气时，空气从中心进气管302进入曝气器3,气流在上升过程中使得局部水体的 密度下降，由于存在密度差，底部的水流从进水口往上涌，进入到混合腔309，气水混流在旋 流板307及其上面分布的大量碰撞头311的作用下被切割，形成大量微小气泡，达到气水高 效混合的目的，随后气水混流从出口处305喷射而出，由于此时液体的速度水头转为压头， 使得空气快速溶解到水中，同时在导流切割器304的作用下再次生成大量微小气泡，并使得 雾化的气水混流扩散上升，与此同时在以曝气器3为中心的区域会形成循环流，可大大强化 对底部区域的搅拌作用。
[0031]由此可见，其原理与射流设备类似，同样都是进行气水混合，经历喷射、混合、导流 的过程。两者之间的主要区别在于，本实用新型喷射的是空气，因密度差从而实现以气带水 (气提作用）的目的，且气流可顺水流之势，大大降低曝气能耗，而射流设备则是喷射液体， 依靠液体的高速流动形成负压从而将空气吸入并实现切割混合，曝气能耗高。由于原理上 与射流设备有相似性，而又存在上述区别，因此我们把本实用新型可选方案的曝气器工作 原理可称为气提式射流原理。
[0032]与微孔曝气管相比，本实用新型可选方案提出的曝气器除了能产生大量微小气泡 外，还能实现多项功能如旋混作用、气提作用、扩散作用等，可形成强烈的气液固三相循环 流，强化周围水体的湍流度，增强对池底污泥的扰动作用，最终强化了氧传质过程，氧利用 率及服务面积大大提升;其特殊的结构设计解决了微孔曝气管易堵的问题，特别适用于高 污泥浓度、高悬浮物浓度、高硬度、易结垢的水质；其气提式射流曝气原理使得曝气能耗大 大降低;此外，还实现了可提升式拆装，完全能适应无法停产作业的改造工程，运行维护非 常简便。
[0033]本实用新型可选的实施例中，进水的通路和循环通路的方式采用同一个栗进行控 制，即所述的废水节能处理系统还包括进水栗2,废水能够通过所述进水栗2传至所述布水 器4,所述进水栗2、布水器4、腔体5和靠近所述腔体顶部的出水口能够形成所述循环通路。 [0034]除此以外，所述的废水节能处理系统还包括鼓风机，所述鼓风机连通所述中心进 气管，进而为所述曝气器提供气源。
[0035]本实用新型可选的方案中，还包括调节池1和出水池6，其中，调节池1起到均质和 贮存废水的作用。进水栗2连通至调节池1，进而将水从调节池1供应至腔体5。出水池6连通 抽吸栗8,抽吸栗8将水抽出至出水池6,即经过MSBR处理后的废水进入出水池6,排放或回用 均可
[0036]使用本实用新型提供的废水节能处理系统工作时，具体可以包括如下步骤：
[0037] S1:将外部废水传至所述布水器，同时，使得所述循环通路不连通，所述曝气器和 抽吸栗不运作；
[0038]S2:进水完成后，停止废水的传入，在所述循环通路内形成水流通内循环，保持所 述曝气器和抽吸栗不运作；
[0039 ]S3:停止所述水流通内循环，驱动所述曝气器进行曝气，保持所述抽吸栗不工作；
[0040]S4:开启所述抽吸栗进行排水，保持所述曝气器进行曝气；
[0041] S5:保持所述抽吸栗排水和曝气器的曝气，再次将外部废水传至所述布水器；
[0042] S6:重复步骤S1至S5。
[0043]具体来说，方法可以采用序批式运行方式，即第一阶段(缺氧阶段）：废水由进水栗 2以大流量栗入MSBR反应器，通过布水器4实现多点进水，此时曝气器3关闭，膜组件不出水， 通过大流量多点进水方式实现缺氧搅拌功能;第二阶段(缺氧阶段）：结束进水，利用进水栗 2开启内循环，使得反应器内处于完全混合状态;第三阶段(好氧阶段）：关闭内循环，开启曝 气器3,进入好氧生物降解阶段，由于膜组件7处于空曝状态，可有效去除粘附于膜表面的污 染物，使其恢复一定膜通量;第四阶段(好氧阶段）：继续曝气，开启抽吸栗8,开始出水，该曝 气器3循环搅拌力强，对水体的扰动作用显著，可强化膜表面水体的紊流状态，对膜表面的 冲刷非常有效;第五阶段(好氧阶段）：继续曝气，继续出水，同时开启进水栗2,此时由于反 应器内污染物本底浓度很低，在继续曝气的情况下，由进水带入的污染物不会影响出水的 达标;之后重复第一至第五阶段。
[0044]以下表1为MSBR系统在一个运行周期内的变化情况，通过缺氧-好氧交替运行，能 够较好地实现除碳脱氮的功能，出水水质较好，可达标排放或回用。
[0045]
[0046] 备注：X表示关闭，V表示开启
[0047]综上所述，本实用新型提出一种节能型MSBR系统，采用具有特殊结构设计的新型 抗污堵的曝气器，降低曝气能耗、解决曝气系统易堵的问题;改进系统运行方式，利用大流 量进水以及混合液内循环完成缺氧搅拌的功能，与现有系统相比，减少了缺氧搅拌设备，降 低了能耗。本实用新型是对现有MSBR系统的改进，改进后系统运行维护更为便捷，非常有利 于工艺的推广应用，特别适用于小型企业、城镇社区、乡镇农村的低浓度生产及生活废水的 处理。
【主权项】
1. 一种废水节能处理系统，其特征在于:包括腔体、进水栗、布水器、膜组件、抽吸栗和 曝气器，所述布水器、膜组件和曝气器位于所述腔体内，且所述布水器靠近所述腔体的底部 设置，废水能够通过所述布水器传至所述腔体，所述布水器、腔体和靠近所述腔体顶部的出 水口能够形成一循环通路，所述腔体内的液体能够被所述抽吸栗经所述膜组件抽吸排出； 所述曝气器包括中心进气管、曝气器进水口、混合腔和旋流板，所述曝气器进水口位于所述 混合腔底部，所述中心进水管将气体自所述混合腔的顶部传入，所述旋流板设于所述混合 腔顶部，从而使得所述混合腔经所述旋流板连通至所述腔体。2. 如权利要求1所述的废水节能处理系统，其特征在于:所述中心进气管通过分流器将 气体传至所述混合腔。3. 如权利要求1所述的废水节能处理系统，其特征在于:所述混合腔包括混合腔本体和 出口腔，所述混合腔本体为底部宽顶部窄的构造，所述出口腔设于所述混合腔本体的顶部， 且其宽度与所述混合腔本体的顶部相匹配，所述旋流板设于所述出口腔。4. 如权利要求1所述的废水节能处理系统，其特征在于:还包括导流切割器，所述导流 切割器位于所述混合腔顶部开口处的上侧，所述导流切割器上设有切割构件。5. 如权利要求1所述的废水节能处理系统，其特征在于:所述混合腔形成于一外筒内， 所述外筒的底部通过螺纹结构连接至所述腔体内，所述中心进气管通过连接结构固定其相 对于所述腔体的位置。6. 如权利要求1所述的废水节能处理系统，其特征在于:所述旋流板的一侧表面设有碰 撞头。7. 如权利要求1所述的废水节能处理系统，其特征在于:所述旋流板环设于所述中心 进气管的外侧。8. 如权利要求1所述的废水节能处理系统，其特征在于:还包括进水栗，废水能够通过 所述进水栗传至所述布水器，所述进水栗、布水器、腔体和靠近所述腔体顶部的出水口能够 形成所述循环通路。9. 如权利要求1所述的废水节能处理系统，其特征在于:还包括鼓风机，所述鼓风机连 通所述中心进气管，进而为所述曝气器提供气源。
【文档编号】C02F9/04GK205687698SQ201620625990
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月22日 公开号201620625990.2, CN 201620625990, CN 205687698 U, CN 205687698U, CN-U-205687698, CN201620625990, CN201620625990.2, CN205687698 U, CN205687698U
【发明人】邱立俊, 李文贞
【申请人】上海世渊环保科技有限公司