一种脉冲曝气装置及包括该装置的mbr膜系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种脉冲曝气装置及包括该装置的MBR膜系统，包括集气盒、支撑筒及固定在支撑筒周围的套筒,集气盒内部设有集气盒气室，顶部封闭于支撑筒，底部开放；支撑筒内部设有气液导流通道，顶部通过气液导流通道与外围空间相连，底部开放且水平面高于集气盒底部；套筒内部设有套筒气室，顶部通过支撑机构与支撑筒活动连接且开放，底部开放且水平面低于集气盒底部；套筒沿着支撑筒轴向方向可上下移动。且提供一种MBR膜系统，包括膜支架、集水系统、曝气系统和多个MBR膜组件；集水系统固定在膜支架上部；多个MBR膜组件等间距或非等间距排列在膜支架内部，每个MBR膜组件的两个集水口分别通过管接头与集水系统中的集水口相连接且内腔保持畅通；膜支架下部固定有曝气系统。
【专利说明】一种脉冲曝气装置及包括该装置的MBR膜系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种膜生物反应污水处理装置，更具体而言，涉及一种脉冲曝气 装置及包括该装置的MBR膜系统。
【背景技术】
[0002] 随着污水处理技术的不断发展，膜生物反应处理技术逐渐成为主流。膜生物反应 处理技术也称作膜分离活性污泥法，是把膜技术与污水处理中的生化反应相结合的技术。 其中采用的膜生物反应器用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤，实现泥水分离。一方 面，膜截留了反应池中的微生物，使池中的活性污泥浓度大大增加，使降解污水的生化反应 进行得更迅速彻底；另一方面，由于膜的高过滤精度，得到高质量的产水。然而，目前MBR膜 系统中的曝气系统是持续性曝气、结构复杂且布气不合理，导致MBR膜系统能耗高，膜分离 性能差，使用寿命短。 实用新型内容
[0003] 因此，本实用新型的目的在于提供一种脉冲曝气装置及包括该装置的MBR膜系 统，以解决现有技术所存在的中空纤维膜丝固液分离率低、使用寿命短、系统能耗高等技术 问题。
[0004] 本实用新型是通过以下技术方案实现的：
[0005] 本实用新型的一种脉冲曝气装置，包括集气盒11、支撑筒12及固定在支撑筒12周 围的套筒15。所述的集气盒11内部设有集气盒气室13,顶部封闭于支撑筒12,底部开放； 所述的支撑筒12内部设有气液导流通道13,顶部通过气液导流通道13与外围空间相连，底 部开放且水平面高于集气盒11底部；所述的套筒15内部设有套筒气室16,顶部通过支撑 机构与支撑筒12活动连接且开放，底部开放且水平面低于集气盒11底部，底部开口小于顶 部开口；所述的套筒15沿着支撑筒12轴向方向可作上下移动。
[0006] 优选地，所述的支撑筒12与套筒14的连接方式采用螺纹连接或滑块连接。
[0007] 优选地，所述的集气盒11、支撑筒12及套筒14的截面形状为矩形、圆形或多边形。
[0008] 本实用新型还提供了一种MBR膜系统，包括膜支架21、集水系统30、曝气系统40 和多个MBR膜组件22 ;所述集水系统30固定在膜支架21上部；所述的多个MBR膜组件22等 间距或非等间距排列在膜支架21的内部，每个MBR膜组件22的两个集水口分别通过管接 头与集水系统30中的集水口相连接且内腔保持畅通；膜支架21下部固定有曝气系统40。
[0009] 优选地，所述的集水系统30包括集水母管31和多根集水支管32,集水母管31 - 端部设有出水口，另一端部封闭，所述集水母管31下端与集水支管32相连且两者内腔保持 畅通，每个集水支管32两侧各设有两个集水口。
[0010] 优选地，所述的集水系统30中的集水支管32两侧的集水口分别于MBR膜组件22 上的集水口相连接且内腔保持畅通。
[0011] 优选地，所述的曝气系统40包括进气母管41、进气支管42和多个脉冲曝气装置， 进气母管41上部设有进气口，两端部分别与进气支管42相连接且内腔保持畅通，每个进气 支管42上部固定有多个脉冲曝气装置。
[0012] 优选地，所述的曝气系统40中进气支管42的上表面设有多个布气孔，每个布气孔 截面面积为10mm 2-1000 mm2。
[0013] 优选地，所述的进气支管42上的每个布气孔分别与脉冲曝气装置中的集气盒气 室14相连通。
[0014] 本实用新型中的一种脉冲曝气装置通过压力平衡的原理实现脉冲式的喷发曝气， 降低了系统能耗，减少了投入成本，本实用新型还提供的一种包括该曝气装置的MBR膜系 统，提高了中空纤维膜丝的膜分离效率和抗污堵能力，延长了膜组件的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的脉冲曝气装置的结构原理示意图。
[0016] 图2为本实用新型的MBR膜系统的结构原理示意立体图。
[0017] 图3为本实用新型的MBR膜系统中集水系统的结构原理示意立体图。
[0018] 图4为本实用新型的MBR膜系统中曝气系统的结构原理示意立体图。
[0019] 图中：1〇_脉冲曝气装置；11-集气盒；12-支撑筒；13-气液导流通道；14-集气 盒气室；15-套筒；16-套筒气室；20-MBR膜系统，21-膜支架；22-MBR膜组件；30-集水系 统；31-集水母管；32-集水支管；40-曝气系统；41-进气母管；42-进气支管。
【具体实施方式】
[0020] 为了更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步说明，以便彻 底地理解本实用新型的技术方案。
[0021] 图1为本实用新型的脉冲曝气装置10的结构原理示意图。如图1所示，脉冲曝气 装置10,包括集气盒11、支撑筒12及固定在支撑筒12周围的套筒15。集气盒11内部设有 集气盒气室13,顶部封闭于支撑筒12,底部开放；支撑筒12内部设有气液导流通道13,顶 部通过气液导流通道13与外围空间相连，底部开放且水平面高于集气盒11底部；套筒15 内部设有套筒气室16,顶部通过支撑机构与支撑筒12活动连接且开放，底部开放且水平面 低于集气盒11底部，底部开口小于顶部开口；套筒15沿着支撑筒12轴向方向可作上下移 动。
[0022] 在所述的脉冲曝气装置10中，支撑筒12与套筒14的连接方式采用螺纹连接、滑 块连接或其他机械连接。集气盒11、支撑筒12及套筒14的截面形状为矩形、圆形或多边 形。
[0023] 图2为本实用新型的MBR膜系统20的结构原理示意立体图。如图2所示，MBR膜 系统20,包括膜支架21、集水系统30、曝气系统40和多个MBR膜组件22 ;所述集水系统30 固定在膜支架21上部；所述的多个MBR膜组件22等间距或非等间距排列在膜支架21的内 部，每个MBR膜组件22的两个集水口分别通过管接头与集水系统30中的集水口相连接且 内腔保持畅通；膜支架21下部固定有曝气系统40。
[0024] 图3为本实用新型的MBR膜系统20中集水系统30的结构原理示意立体图。如图 3所示，集水系统30包括集水母管31和多根集水支管32,集水母管31 -端部设有集水口， 另一端部封闭，所述集水母管31下端与集水支管32相连且两者内腔保持畅通，每个集水支 管32两侧各设有两个集水口，该集水口分别于MBR膜组件22上的集水口相连接且内腔保 持畅通。
[0025] 图4为本实用新型的MBR膜系统20中曝气装置40的结构原理示意立体图。如图 4所示，曝气系统40包括进气母管41、进气支管42和多个脉冲曝气装置10,进气母管41上 部设有进气口，两端部分别与进气支管42相连接且内腔保持畅通，每个进气支管42上部固 定有多个脉冲曝气装置10。进气支管42的上表面设有多个布气孔，每个布气孔截面面积为 10mm 2-1000 _2,该布气孔分与相对应的脉冲曝气装置10中的集气盒气室14相连通。
[0026] 使用时，将如图2所示的MBR膜系统20浸没在膜生物反应池内，使MBR膜组件22 位于膜生物反应池内液面之下20mm至400mm。常温常压下，输出泵在MBR膜组件22中的中 空纤维膜丝内腔产生负压，从而使得膜生物反应池内的原水经中空纤维膜丝过滤而汇集至 MBR膜组件22内部的集水室，经由MBR膜组件22中的两个集水口通过集水支管32汇集至 集水母管31内，经集水母管31的出水口由输出泵持续输出。同时，气泵输出的小流量压缩 空气经由进气母管41上的进气口进入进气母管41内腔，压缩空气进入进气支管42内腔经 过布气管进入脉冲曝气装置10中。脉冲曝气装置10中充满液体，小流量压缩空气进入集 气盒11内部的集气盒气室14中，挤压集气盒气室14中液体排出集气盒11，当集气盒气室 14中液体完全排出，压缩空气进入套筒15内部的套筒气室16中继续挤压该内部填充的液 体直至液面下降到Lb水平面，压缩空气继续增加，通过支撑筒12下部开放口进入气液导流 通道13中，并通过该通道进入膜生物反应池内给位于上方的MBR膜组件22曝气。由于进 入的压缩空气用于曝气，集气盒气室14内的气压和套筒气室16内的气压下降，该气室内的 液面上升直至到Lb水平面，由于套筒15的底部开口略小，产生虹吸现象，套筒15的底部开 放口的液体逆流而上混合着两气室内的压缩空气经过气液导流通道13进入膜生物反应池 内，同时两气室内的液面持续上升直至到La水平面，气室内外压力平衡，曝气停止。小流量 压缩空气持续进入，继续挤压集气盒气室14中液体排出集气盒11，当集气盒气室14中液体 完全排出，压缩空气进入套筒15内部的套筒气室16中继续挤压该内部填充的液体直至液 面下降到Lb水平面，通过支撑筒12下部开放口进入气液导流通道13中，并通过该通道进 入膜生物反应池内给位于上方的MBR膜组件22曝气。同时由于进入的压缩空气用于曝气， 集气盒气室14内的气压和套筒气室16内的气压下降，该气室内的液面上升直至到Lb水平 面，由于套筒15的底部开口略小，产生虹吸现象，套筒15的底部开放口的液体逆流而上混 合着两气室内的压缩空气经过气液导流通道13进入膜生物反应池内，同时两气室内的液 面持续上升直至到La水平面，气室内外压力平衡，曝气停止。通过这样反复进行曝气和停 止能够实现脉冲曝气运转。曝气系统40中的多个脉冲曝气装置10无规则曝出的气水混合 体不断的给附着在中空纤维膜丝表面上的微生物提供含氧较高的水体，以加快其分解原水 中的有机物等杂质。同时，在曝出的气水混合体的扰动下，因中空纤维膜丝中间的部分在水 中呈游离状态，可以大幅度地随气水流摆动并且不容易发生断裂，可以很好的将附着在中 空纤维膜丝33表面上的的污染物抖落掉，提高中空纤维膜丝的抗污堵能力进而增强其固 液分离效果，延长中空纤维膜丝的使用寿命。曝气时，持续进入的小流量压缩空气，在液体 压力作用下喷出大流量的气水混合液，可以有效的冲洗掉中空纤维膜丝表面污染物，提高 中空纤维膜丝抗污染性能，同时也使整个膜装置的能耗降到很低，节省投入成本。在两个气 室内的水平面La和水平面Lb之间的实质容积V即是脉冲曝气量，由于套筒15沿着支撑筒 12轴向方向可作上下移动，相应的就是调节实质容积V的大小，即调节脉冲曝气量，在实际 应用过程中可以根据不同的水质条件调节不同的脉冲曝气量来降低的系统能耗。
[0027] 本实用新型公开的一种脉冲曝气装置及包括该装置的MBR膜系统，具有较高的抗 污染性能和较长的使用寿命，产水量稳定且水质优良，系统能耗低，适用于大型市政污水处 理领域。
【权利要求】
1. 一种脉冲曝气装置，其特征在于：该脉冲曝气装置包括集气盒（11)、支撑筒（12)及 固定在支撑筒（12)周围的套筒（15)，所述的集气盒（11)内部设有集气盒气室（13)，顶部 封闭于支撑筒（12)，底部开放；所述的支撑筒（12)内部设有气液导流通道（13)，顶部通过 气液导流通道（13)与外围空间相连，底部开放且水平面高于集气盒（11)底部；所述的套筒 (15)内部设有套筒气室（16)，顶部通过支撑机构与支撑筒（12)活动连接且开放，底部开放 且水平面低于集气盒（11)底部，底部开口小于顶部开口；所述的套筒（15)沿着支撑筒（12) 轴向方向可作上下移动。
2. 如权利要求1所述的一种脉冲曝气装置，其特征在于：所述的支撑筒（12)与套筒 (14)的连接方式采用螺纹连接或滑块连接。
3. 如权利要求1所述的一种脉冲曝气装置，其特征在于：所述的集气盒（11)、支撑筒 (12)及套筒（14)的截面形状为矩形、圆形或多边形。
4. 采用如权利要求1所述包括一种脉冲曝气装置的MBR膜系统，其特征在于：该MBR膜 系统包括膜支架（21)、集水系统（30 )、曝气系统（40 )和多个MBR膜组件（22 );所述集水系 统（30)固定在膜支架（21)上部；所述的多个MBR膜组件（22)等间距或非等间距排列在膜 支架（21)的内部，每个MBR膜组件（22)的两个集水口分别通过管接头与集水系统（30)中 的集水口相连接且内腔保持畅通；膜支架（21)下部固定有曝气系统（40)。
5. 根据如权利要求4所述的一种MBR膜系统，其特征在于：所述的集水系统（30)包括 集水母管（31)和多根集水支管（32)，集水母管（31)-端部设有集水口，另一端部封闭，所 述集水母管（31)下端与集水支管（32 )相连且两者内腔保持畅通，每个集水支管（32 )两侧 各设有两个集水口。
6. 如权利要求4所述的一种MBR膜系统，其特征在于：所述的集水系统（30)中的集水 支管（32)两侧的集水口分别于MBR膜组件（22)上的集水口相连接且内腔保持畅通。
7. 根据如权利要求4所述的一种MBR膜系统，其特征在于：所述的曝气系统（40)包括 进气母管（41)、进气支管（42)和多个脉冲曝气装置，进气母管（41)上部设有进气口，两端 部分别与进气支管（42)相连接且内腔保持畅通，每个进气支管（42)上部固定有多个脉冲 曝气装置。
8. 如权利要求4所述的一种MBR膜系统，其特征在于：所述的曝气系统（40)中进气支 管（42)的上表面设有多个布气孔，每个布气孔截面面积为10mm 2-1000 mm2。
9. 如权利要求7所述的一种MBR膜系统，其特征在于：所述的进气支管（42)上的每个 布气孔分别与脉冲曝气装置中的集气盒气室（14)相连通。
【文档编号】C02F3/12GK203999113SQ201420346897
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】徐大明, 林亚凯, 尤功, 安康 申请人:北京赛诺膜技术有限公司