一种高效绿色的微纳米气泡在线维护性清洗MBR膜的装置的制作方法

一种高效绿色的微纳米气泡在线维护性清洗mbr膜的装置
技术领域
1.本实用新型属于水污染防治的技术领域，更具体地说，它涉及一种高效绿色的微纳米气泡在线维护性清洗mbr膜的装置。


背景技术：

2.mbr又称膜生物反应器(membrane bio-reactor)，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。该技术以膜组件替代二沉池，可以进行高效的固液分离。在膜系统的运行中，膜污染是影响mbr工艺长期稳定运行的关键因素。在膜污染产生过程中，沉积于膜表面的颗粒物、微生物体和悬浮物质所组成的泥饼层是影响膜污染的主要因素，占总阻力的60％，由微生物胞外多聚物、溶解性微生物代谢产物等大分子有机物构成的胶凝层对膜污染贡献率达32％，无机垢层和残留阻力对膜污染贡献率占8％。
3.一般mbr膜维护性在线清洗主要有空曝气清洗方法和清水反冲洗方法，清洗mbr中空纤维膜的污泥和污垢。空曝气清洗是指利用水的循环和剪切力作用冲脱在膜表面的泥饼层，清水反冲是指在膜出水口施加一个反冲洗压力，使处理水或处理水与空气混合流体反穿通过膜而进行的冲洗。
4.虽然上述方法可以明显改善泥饼层清洗，但是对胶凝层的去除作用不大，尤其是有机、生物污染严重的系统，有机污染一般都集中在水流速基本为零的边界层内部，该区域气体不易到达，清洗效果无法进一步提高，且空曝气能耗和水泵能耗较大，基于此需要提高离线清洗频次，并停产停水。
5.还可在清水反冲洗方法中投加专业化学清洗药剂进行清洗；这需要配置专门的配药车间，配合设备和管道等，投资成本较大，且化学药剂会影响膜丝的物理化学特性，从而加速膜老化进程，进一步缩短膜使用寿命。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种高效绿色的微纳米气泡在线维护性清洗mbr膜的装置，具有提高产能和延长mbr膜的使用寿命的优点。
7.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的，一种高效绿色的微纳米气泡在线维护性清洗mbr膜的装置，包括：
8.mbr膜池，用于容纳各部件；
9.进水箱，设置于所述mbr膜池的内部，所述进水箱的外壁设置有进水孔，用于拦截悬浮物；
10.微纳米气泡发生装置，设置于所述进水箱的内部，用于生成微纳米气泡；
11.mbr膜组件，设置于所述mbr膜池的内部。
12.在其中一个实施例中，所述微纳米气泡发生装置包括：
13.水泵，设置于所述进水箱的内部，用于输送水；
14.进气管道，用于输送气体；
15.微纳米气泡发生器，连通设置于所述水泵的出水端，且连通所述进气管道的出气端，用于生成微纳米气泡。
16.在其中一个实施例中，所述进水孔上设置有格栅。
17.在其中一个实施例中，所述进气管道上设置有阀门，用来控制进入所述微纳米气泡发生器的气量。
18.在其中一个实施例中，所述微纳米气泡发生器的内部为高度真空状态。
19.在其中一个实施例中，所述进气管道上设置有真空压力表，用来监测所述微纳米气泡发生器中的真空压力值。
20.在其中一个实施例中，所述进水孔间隔设置有多个。
21.在其中一个实施例中，所述微纳米气泡发生装置的出水端连通设置有出水扩散器。
22.本实用新型提供的一种高效绿色的微纳米气泡在线维护性清洗mbr膜的装置，具有以下有益之处：
23.其一，提高产能，降低离线清洗的频次，本装置不仅能实现原位高效清洗，不停产停水，在短时间内明显降低mbr膜的跨膜压差，并且延缓跨膜压差上升的速度，降低离线清洗的频次，从而提高产能；
24.其二，延长mbr膜系统的整体寿命，通过本装置的深度清洁降低膜通量的衰减速度，增强活性污泥结构稳定性，使絮状活性污泥絮体变得更大，更利于mbr膜的过滤分离，延长mbr膜的使用寿命；
25.其三，节能降耗，降低运行成本，节省水泵能耗、药剂费用和人工成本，控制运行成本，本装置运行无噪音，操作灵活，不会产生二次污染，对改善岗位操作环境和提升企业形象有很好的促进作用；
26.其四，提高系统处理效率，显著提高生产效益，本装置能辅助mbr膜系统提高系统处理效率，气泡在炸裂的过程中产生的羟基自由基能够氧化难降解的物质，提升处理水质，削减mbr膜系统的污泥产量，显著提高污水处理厂的生产效益。
附图说明
27.图1是本装置的结构示意图；
28.图2是本装置的系统流程图；
29.图3是微纳米气泡发生装置的系统流程图；
30.图4是本实施例的步骤流程图；
31.图5是本装置的微纳米清洗条线与对比条线跨膜压差变化曲线图。
32.图中：1、mbr膜池；2、进水箱；21、进水孔；3、微纳米气泡发生装置；31、水泵；32、进气管道；33、微纳米气泡发生器；4、mbr膜组件。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。
34.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
35.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确优选的限定。
36.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.一种高效绿色的微纳米气泡在线维护性清洗mbr膜的装置，如图1、图2和图4所示，包括mbr膜池1、进水箱2、微纳米气泡发生装置3和mbr膜组件4。
38.其中，mbr膜池1用于容纳各部件；进水箱2设置于mbr膜池1的内部，进水箱2的外壁设置有进水孔21，mbr膜池1中的水通过进水孔21进入进水箱2内，在进水的同时拦截mbr膜池1中的体积较大的颗粒物和悬浮物质；微纳米气泡发生装置3设置于进水箱2的内部，用于生成微纳米气泡；mbr膜组件4设置于mbr膜池1的内部。
39.微纳米气泡发生装置3生成含有微纳米气泡的气液混合水，并将其扩散到mbr膜池1内。微纳米气泡具有高效界面活性、超强的渗透作用及微爆破力，通过渗透松弛及气浮作用，减弱沉积物与基质表面的结合力，吸附污垢，带走残留，达到清洗水池中mbr膜组件4的效果。
40.微纳米气泡表面带有电荷，可吸附更多的胶体等悬浮物质，并且微纳米气泡在塌陷破裂瞬间还可激发产生大量羟基自由基，羟基自由基具有强氧化作用，对难降解去除的有机污染物具有断链作用，微空间的高速水流冲击加上强氧化的羟基自由基对于mbr膜的清洗效果提升非常明显。而且微纳米气泡发生装置3在mbr膜系统的应用中，还能增强污水中的微生物活性，提高污水处理能力。
41.相比传统在线化学维护性清洗模式，微纳米气泡清洗技术且采用移动装置灵活操作便能实现原位高效清洗，在短时间内恢复mbr膜的膜通量，不停产停水，保证系统正常运行。不仅能节省鼓风曝气和清洗的能耗，大幅度节省化学清洗药剂和人工成本，控制运维成本，并且微纳米气泡清洗技术不产生二次污染，不会对膜丝有任何的损伤，能够延长mbr膜系统的整体寿命，还能消减污泥，提升mbr膜工艺的污水处理能力，具有很好的环保经济效益。
42.优选的，如图1和图3所示，微纳米气泡发生装置3包括水泵31、进气管道32和微纳
米气泡发生器33。
43.其中，水泵31设置于进水箱2的内部，用于输送水；进气管道32用于输送气体；微纳米气泡发生器33连通设置于水泵31的出水端，且连通进气管道32的出气端，用于生成微纳米气泡。
44.优选的，如图1所示，进水孔21上设置有格栅，进一步拦截在水中的漂浮物。
45.优选的，进气管道32上设置有阀门，阀门用于控制进入微纳米气泡发生器33的气量。
46.进一步的，微纳米气泡发生器33的内部为高度真空状态，可吸引气体而发生减压和加速，伴随旋转回流形成高速气体流。进气管道32上还设置有真空压力表，用来监测微纳米气泡发生器33中的真空压力值。
47.进一步的，如图1所示，进水孔21间隔设置有多个。
48.优选的，微纳米气泡发生装置3的出水端连通设置有出水扩散器。出水扩散器将通过微纳米气泡发生器33生成的微纳米气泡喷散到mbr膜池1中，为了使喷散效果更佳，可将出水扩散器的出水端采用广口设计，使微纳米气泡作用于mbr膜组件4上。
49.如图1-4所示，在本实施例中，本装置的工作方式为：(1)水通过进水孔21进入到进水箱2内，且被水泵31作用输送到微纳米气泡发生器33；(2)气体进入到进气管道32，通过负压自吸气进入到微纳米气泡发生器33；(3)微纳米气泡发生器33将通过水泵31抽进的水和从进气管道32通进的气体充分混合，气体在微纳米气泡发生器33的高度真空状态下旋转回流形成高速涡流，在加压水中喷射高速旋转混合形成微纳米气泡；(4)经微纳米气泡发生器33产生的微纳米气泡通过出水扩散器喷散到mbr膜池1内，并均匀混合到水中，利用其高效界面活性、超强的渗透作用以及产生羟基自由基等特性达到高效清洗mbr膜组件4的效果。
50.如图5所示，以具体试验对本实施例的清洗效果进行验证。将该清洗装置应用于mbr膜工艺后，观察应用微纳米气泡清洗前后的跨膜压差变化。
51.在本试验的一种高效绿色的微纳米气泡在线维护性清洗mbr膜的装置安装后，微纳米条线的跨膜压差出现了明显下降，并且跨膜压差稳定保持在18.30kpa左右，比清洗对比条线跨膜压差低1-2kpa；本试验装置装置运行半年后，在水量增长的趋势下，微纳米条线跨膜压差仍平稳保持在18.50kpa左右，对比条线跨膜压差在27kpa左右，比清洗对比条线跨膜压差低约8.5kpa，验证了在线维护性清洗的明显效果。
52.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。