专利名称：一种射流气提式分置膜生物反应器的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种射流气提式分置膜生物反应器的方法及实现该方法的装置，属于污水处 理与回用，以及膜生物反应器技术领域。
背景技术：
随着现代工业的迅猛发展，城市规模不断扩大，用水量持续增加，水资源日益不足。为 解决水资源短缺的问题，许多国家相继开展了污水再生回用的研究。膜生物反应器(Membrane Bioreactor， MBR)由于出水水质优良稳定，受到广泛的关注。MBR是一种将膜分离与生物 处理技术有机结合的新型高效污水处理工艺，它以膜组件取代传统活性污泥工艺中的二沉池， 通过膜组件的高效分离作用使泥水彻底分离，具有污泥浓度高、剩余污泥产量少、出水水质 好等优点。MBR的研究始于20世纪60年代，经过几十年的发展，MBR已成为城市污水和工业 废水处理和回用方面一种很有吸引力和竞争力的选择。
根据膜组件的位置，MBR分为分置式(又称外置式)和浸没式(又称内置式、 一体式) 两种构型。由于优良的性能，清洗操作、膜组件更换便利，分置式MBR在废水，特别是工业 废水的处理和回用中备受青睐。为了控制膜污染，分置式MBR需要在膜组件内产生高速错流， 运行能耗较高，成为制约分置式MBR推广应用的瓶颈。
近年来市场上出现了气提式分置MBR,号称第三代MBR。这种系统采用鼓风机曝气，在 膜组件内形成气液两相错流，降低了膜污染控制对错流流速的要求和运行能耗。但是由于气 液混合不够均匀，这种系统的膜组件容易出现局部污染。且鼓风机曝气，使系统工艺复杂， 控制繁琐，运行能耗仍然偏高。在实际运行中，还容易出现由于操作不当，混合液倒灌鼓风 机的危险。为了解决以上问题，国内外研究者先后作了大量研究并取得了一定进展，但这些 手段都存在一定的不足之处，在实际应用中真正有效的仍是较少。因此，针对这些问题开发 相应的技术将对MBR的推广应用具有重要意义。
本发明专利中，申请人提出一种射流气提式分置膜生物反应器(Jet Airlift SideStream Membrane Bioreactor, JA-SMBR)，其突出特点为采用射流器代替传统的鼓风曝气设备， 利用循环液在射流器中产生的高速液流切割空气，形成高速气液两相紊流，通过布水布气装 置在膜组件底部均匀喷射，有效控制了膜组件的局部污染。本发明可有效降低设备运行能耗，减小投资费用，控制膜污染，使MBR运行更稳定，更高效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种射流气提式分置膜生物反应器的方法，该方法采用膜生物反 应器工艺，通过射流器对分置式膜生物反应器的膜组件单元实现气提作用，与传统鼓风机气 提工艺相比，大大降低了运行能耗和设备投资；循环液在射流器内高速流过，产生负压吸入 空气，形成充分混合的气液两相流，对膜组件进行连续有效的空气擦洗，大大改善膜表面错 流速率，有效控制膜污染发生。高度紊流的气液两相流通过布水布气装置，使气水混合液均 匀喷射，控制了膜组件的局部污染，延长膜使用寿命。气液两相涡流又大大增加污泥液中的 溶氧量，明显提高生化反应速率。射流器的进气口设有阀门，通过定时开启和关闭来控制了 空气的吸入，从而可以形成一种脉冲的气提方式，进一步降低了膜污染。
本发明的另一目的在于提供一种射流气提式分置膜生物反应器装置，该装置采用射流器 代替传统的鼓风机，实现对膜组件的气提作用。射流器通过水射流对空气的巻吸作用而抽吸 空气，又通过紊动水流的质量交换和动量交换使空气掺混到水中，该气液混合液具有横向和 纵向的能量，有效改善气水混合液流场分布和紊流情况，显著提高传质速率，有利于混合液 在膜表面形成较好的紊动而大大延缓膜污染的形成。射流器后设置新型的布水布气装置，改 善了传统鼓风气提装置气液分布不均的状况，使气水混合液均匀喷射，有效控制膜污染的发 生。射流器的一个方向进入， 一个方向进气。射流器的进气口设有阀门，通过定时开启和关 闭来控制了空气的吸入，从而可以形成一种脉冲的气提方式，进一步降低了膜污染。
本发明是通过以下技术方案加以实现的
一种射流气提式分置膜生物反应器装置，包括生物循环曝气池、循环泵、射流器、布水 布气装置、外置膜组件、出水泵、反洗泵和清水箱。其特征在于循环水泵将污泥混合液导 入与其相连的射流器，射流器后设计布水布气装置，使气液混合流均匀喷射至膜组件内，膜 组件透过液管路分别与出水泵和反洗泵相连，浓縮液管路连接膜生物循环曝气池，出水泵出 水管路、反洗泵进水管路均与清水池相连。
本发明还提供了一种射流气提式分置膜生物反应器的方法，其特征在于包括以下过程
(1) 生物循环曝气池内的部分污泥混合液经循环泵加压后进入射流器，射流器内循环液流 动产生巨大涡流巻吸空气，形成剧烈搅动的气液混合流，通过布水布气装置；
(2) 布水布气装置使气液混合流均匀分布至膜组件内，对膜组件进行连续有效的空气冲刷和擦洗，流过膜组件后形成的浓縮液返回至生物循环曝气池循环，膜组件透过侧经抽吸泵抽 吸出水流入清水箱内储存。
(3) 射流器的进气口设有阀门，通过定时开启和关闭来控制了空气的吸入，从而可以形 成一种脉冲的气提方式，进一步降低了膜污染。
(4) 定期开启反洗泵，反洗泵通过自吸功能抽吸储存于清水箱内的净水，对膜组件进行 反洗。
本发明与现有技术相比具有以下优点及突出性效果采用射流器代替传统鼓风机，实现 膜组件气提作用，降低了设备运行能耗、投资费用及噪音污染射流器内形成的高紊流态气 液两相流加大了气液搅动程度，从而提高膜表面错流速率，有效控制膜污染，且由于气液两 相涡流形成剧烈搅动，大大增加混合液中的溶氧量，加速生化反应，提高处理效率；布水布 气装置改善了传统鼓风气提装置气液分布不均的状况，使气水混合液均匀喷射，有效控制膜 组件局部膜污染的发生，延长了膜使用寿命。射流器的进气口设有阀门，通过定时开启和关 闭来控制了空气的吸入，从而可以形成一种脉冲的气提方式，进一步降低了膜污染。本发明 能耗低，膜污染程度轻，设备投资费用少，装置结构简单，占地面积小、操作简洁、便于自 动化操作控制。
附图为本发明所述工艺流程图。
图中1-生物循环曝气池，2-循环泵，3-射流器，4-空气管，5-布水布气装置，6-膜组件， 7-抽吸泵，8-反洗泵，9-清水箱,10-阀门。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明所述工艺过程作进一步的说明。
如图所示，生物循环曝气池1中的部分污泥混合液经过循环泵2进入射流器3中，通过 射流器3内污泥混合液的巻吸、掺混与切割作用，将外界空气通过阀门10和空气管4引入射 流器3中，空气与污泥混合液在射流器3内形成湍流状态的气液两相流，气液两相流通过布 水布气装置5进入膜组件6中，对膜组件6进行冲刷和空气擦洗，经过膜组件6后生成的浓 水返回生物循环曝气池l，抽吸泵7抽吸出水送入清水箱9储存，反洗泵8定时从清水箱9 抽吸清水，对膜组件6进行反洗。以下列举几个实例来说明本发明的效果，但本发明的权利要求范围并非仅限于此。
实施例1:生活污水处理与中水回用项目，处理量为600m3/d，原水CODer为200 500 mg/L, BOD为100 200 mg/L， SS为150 200 mg/L。经射流气提式分置MBR处理后，出 水CODer小于50mg/L，浊度小于1 NTU，能耗为0.85 kW'h/m3。该系统运行一个月，跨膜 压差(TMP)由8kPa升至10kPa，膜压差上升平稳。
实施例2:烟草废水处理与回用项目小试，处理量为2000 m3/d， 原水CODer为 500~2000mg/L， BOD为150 400 mg/L， SS为200 450 mg/L。经射流气提式分置MBR处 理后，出水CODcr小于50mg/L，浊度小于1NTU， MBR部分能耗为0.75 kW七/m3。该系统 运行一个月，跨膜压力(TMP)由8kPa升至12.6kPa，膜压差上升平稳，运行稳定。
权利要求
1. 一种射流气提式分置膜生物反应器的方法与装置，其特征在于包括以下过程(1)生物曝气池内的污泥混合液经循环泵加压后进入射流器，射流器内循环液流动产生巨大涡流卷吸空气，形成剧烈搅动的气液混合流，通过布水布气装置；(2)布水布气装置使气液混合流均匀分布至膜组件内实现气提作用，实现对膜组件进行连续有效的冲刷和空气擦洗，流过膜组件后形成的浓缩液返回至生物曝气池循环，膜组件透过侧经抽吸泵抽吸出水流入清水箱内储存。(3)射流器的进气口设有阀门，通过定时开启和关闭来控制了空气的吸入，从而可以形成一种脉冲的气提方式，进一步降低了膜污染。(4)定期开启反洗泵，反洗泵通过自吸功能抽吸储存于清水箱内的净水，对膜组件进行反洗。
2. 根据权利要求1所述的一种射流气提式分置膜生物反应器的方法与装置，其特征在于 所述射流器为一个方向进水，另外一个方向进气；
3. 根据权利要求1所述的一种射流气提式分置膜生物反应器的方法与装置，其特征在于 所述布水布气装置安装于射流器后管路上膜组件低端的进水口处；
4. 根据权利要求1所述的一种射流气提式分置膜生物反应器的方法与装置,其特征在于 对膜组件的气提作用是通过射流器和布水布气装置的共同使用来实现的；
5. 根据权利要求1所述的一种射流气提式分置膜生物反应器方法与装置，其特征在于 所述射流器是安装在循环泵的后端；
6. 根据权利要求1所述的一种射流气提式分置膜生物反应器方法与装置，其特征在于所述射流器的进气口管路上设有阀门。
全文摘要
本发明提供了一种射流气提式分置膜生物反应器的方法及实现该方法的装置。采用射流器代替传统鼓风机来实现膜组件气提作用，大大降低运行能耗。生物曝气池中部分循环液在射流器内高速流过，产生负压吸入空气，形成高速混合的气液两相流，通过新型的布水布气装置，使气液两相流均匀喷射入膜组件内，进行连续有效的冲刷和空气擦洗，有效降低了膜污染，延长了膜使用寿命。射流器产生的剧烈搅动作用又增加混合液中的传质速率，加速生化反应，提高了处理效率。本发明运行能耗低，降低了膜污染程度，减少了设备初期投资费用。装置结构简单，占地面积小、操作简洁、便于自动化运行与操作控制。
文档编号C02F3/12GK101284698SQ20081011077
公开日2008年10月15日 申请日期2008年5月30日 优先权日2008年5月30日
发明者震 唐, 范正虹, 陈福泰, 麻丽峰 申请人:北京清大国华环保科技有限公司