專利名稱：一種mbr膜組器脈沖曝氣裝置的制作方法
技術領域：
一種MBR膜組器脈沖曝氣裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種MBR膜組器脈沖曝氣裝置。
背景技術：
[0002]MBR膜生物反應器是一種先進的污水處理技術。它是利用中空纖維膜絲表面分布的微小孔眼對污水進行過濾。具有出水水質(zhì)好，占地面積小等特點。為保證MBR膜生物反應器正常運行，需要對中空纖維膜絲進行曝氣，氣流呈氣泡狀上升，帶動水流向上流動。由曝氣產(chǎn)生的氣、液兩相流對膜絲進行連續(xù)沖洗，從而清除膜絲表面吸附的污泥。減小水流滲透阻力，即減小膜絲的跨膜壓差，增大過膜通量。所以曝氣對保證MBR膜生物反應器正常運行具有十分重要的作用。[0003]為保證膜絲表面清潔，需要高強度氣流水流沖刷，但是連續(xù)高強度曝氣的耗能很高。極大的增加了運行費用。傳統(tǒng)MBR膜組器產(chǎn)生脈沖曝氣的方式為利用進氣閥門的開啟、 關閉來實現(xiàn)。這種方式的缺點是閥門頻繁開關，閥門易磨損，故障多，維修量大。一旦閥門損壞，脈沖曝氣不正常，容易造成膜絲表面積泥，跨膜壓差升高，過膜通量減小，影響MBR膜生物反應器的正常運行。實用新型內(nèi)容[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種結構簡單、使用方便的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，可以極大的減少MBR膜生物反應器的曝氣量，減少能耗。[0005]本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，包括若干依次排列的氣囊，氣囊的底部設有進氣口支架，進氣口支架的下方一側設有進氣槽，氣囊的內(nèi)部設有同心排氣管，同心排氣管的頂部設有布氣槽，氣囊的頂部通過卡箍固定在同心排氣管的頂部外壁上，氣囊的底端通過卡箍固定在進氣口支架上。[0006]本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，所述進氣槽為長方形盒結構，進氣槽的底端面開口，進氣槽的長側壁上由左到右均勻分布有若干出氣圓孔，進氣槽的左端面或右端面上靠近頂端處設有進氣口。[0007]本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，所述出氣圓孔的直徑為2-3毫米，出氣圓孔與進氣槽頂端面之間的距離為20-30毫米。[0008]本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，所述同心排氣管包括外管，外管的底部設有直徑小于外管直徑的排污管，外管的內(nèi)部設有內(nèi)管，內(nèi)管的底部與外管的底部之間形成有內(nèi)管進氣口。[0009]本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，所述氣囊的頂部和底部分別通過卡箍固定在內(nèi)管和排污管上。[0010]本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，所述外管的底部比氣囊的底部高出2-3 厘米。[0011]本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，所述外管的長度為10-20厘米。[0012]與現(xiàn)有技術相比本實用新型的有益效果為本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置將原來的曝氣管改造為囊式曝氣裝置，克服原來閥門開關式脈沖曝氣器故障多的缺點， 脈沖氣流形成前，空氣不斷經(jīng)過進氣槽的出氣圓孔進入氣囊內(nèi)，氣泡上升，將氣囊內(nèi)與外管內(nèi)的水面向下壓，外管內(nèi)的水面一至降到內(nèi)管進氣口的上緣，開始溢流，由內(nèi)管頂部的排氣口排出，進入MBR膜組器，脈沖曝氣強度大，可以極大的減少MBR膜生物反應器的曝氣量。


[0013]圖I是本實用新型實施例所述的一種MBR膜組器脈沖曝氣裝置的結構示意圖；[0014]圖2是本實用新型實施例所述的一種MBR膜組器脈沖曝氣裝置中進氣槽的結構示意圖；[0015]圖3是本實用新型實施例所述的一種MBR膜組器脈沖曝氣裝置中進氣槽的剖視圖；[0016]圖4是本實用新型實施例所述的一種MBR膜組器脈沖曝氣裝置中同心排氣管的結構示意圖。[0017]圖中[0018]I、氣囊；2、進氣口支架；3、進氣槽；4、同心排氣管；5、布氣槽；6、出氣圓孔；7、進氣口 ；8、外管；9、排污管；10、內(nèi)管；11、內(nèi)管進氣口。
具體實施方式
[0019]
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。[0020]如圖1-4所示，一種MBR膜組器脈沖曝氣裝置，包括若干依次排列的氣囊1，氣囊I 的底部設有進氣口支架2，進氣口支架2的下方一側設有進氣槽3，氣囊I的內(nèi)部設有同心排氣管4，同心排氣管4的頂部設有布氣槽5，氣囊I的頂部通過卡箍固定在同心排氣管4 的頂部外壁上，氣囊I的底端通過卡箍固定在進氣口支架2上。[0021]本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，所述進氣槽3為長方形盒結構，進氣槽3 的底端面開口，進氣槽3的長側壁上由左到右均勻分布有若干出氣圓孔6，進氣槽3的左端面或右端面上靠近頂端處設有進氣口 7。[0022]本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，所述出氣圓孔6的直徑為2_3毫米，出氣圓孔6與進氣槽3頂端面之間的距離為20-30毫米，其上部留出的空間為氣流通路。這樣可以使在進氣槽2長度方向上的第一個出氣圓孔6與最后的一個出氣圓孔6的過孔壓力相同，從而保證第一個出氣圓孔6的出氣量與最后一個出氣圓孔6的出氣量一致。[0023]本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，所述同心排氣管4包括外管8，外管8的底部設有直徑小于外管8直徑的排污管9，外管8的內(nèi)部設有內(nèi)管10，內(nèi)管10的底部與外管8的底部之間形成有內(nèi)管進氣口 11。[0024]本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，所述氣囊I的頂部和底部分別通過卡箍固定在內(nèi)管10和排污管9上。[0025]本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，所述外管8的底部比氣囊I的底部高出 2-3厘米；作為保護超高。其目的是防止氣體下壓時向外溢流，浪費氣量。外管8的長度決4定了氣囊I的有效容積。氣體有效容積為氣囊I的平均截面積，乘以外管8的高度。由于水平平面面積限制氣囊I的截面積增大。所以外管8的長度決定每一次脈沖的出氣量，即脈沖強度。外管8加長，可以增大脈沖強度，但是外管8加長，要求進氣槽下移，增大進氣壓力，即增加進氣能耗。[0026]本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，所述外管8的長度為10_20厘米，根據(jù)外管長度與氣囊I的平均直徑可得每一次脈沖的氣量為2_3-3-3立方米左右，即2-3升。[0027]本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置中，氣囊為薄壁橡膠囊，其下部開口為長方形，長邊的長度是短邊的2-3倍。這樣可以與進氣口支架配合，使得多個氣囊排成一列， 構成一個脈沖曝氣器。氣囊頂部開口為圓形，以便固定到內(nèi)管的上部。氣囊中部尺寸大于兩端開口。氣囊充氣時中部肚皮鼓起來。這樣可以增加氣囊的儲氣量。排氣時氣囊中部收縮，水平投影面積減小，可以加大兩個氣囊之間的水流上升通路，減少水流上升阻力。與固定的剛性氣箱比較，柔性氣囊具有儲氣量大，方便靈活的特點。氣囊上口為圓形，套在內(nèi)管的頂部，用不銹鋼卡箍固定，以防止漏氣。氣囊進氣后，在空氣浮力的作用下，對氣囊有一個向上的推力，不銹鋼卡箍必須固定牢固，防止氣囊上口向上移動。氣囊的下口為長方形，安裝時套在進氣口支架上，用不銹鋼卡箍固定。氣囊的外形為上小、下大的錐形。安裝固定好后形狀為上圓下方。上小是為減少氣囊頂部的無效空間，下大是增加氣囊的有效容積。[0028]內(nèi)管與外管形成一個U形流道，氣流脈沖釋放時，氣流由外管頂部進入U形流道， 向下流動至內(nèi)管進氣口，進入內(nèi)管內(nèi)部,氣體繼續(xù)向上流動，由內(nèi)管頂部的排氣口排出，進入MBR膜組器。內(nèi)管的直徑在DN20-DN32范圍內(nèi)。氣囊平均直徑的截面積與內(nèi)管截面積比為30-40比較合適。外管的直徑通過以下原則計算外管的內(nèi)徑截面積，減去內(nèi)管外徑截面積，等于內(nèi)管內(nèi)徑截面積。即保證外管的氣流通道截面積，與內(nèi)管氣流通道截面積相等。外管上部為外管進氣口，外管進氣口的大小決定了氣體的流動局部阻力。外管進氣口的面積由氣囊頂部與外管的距離決定。為了減少局部阻力，進氣口截面積應該大，即氣囊離外管管口距離大。但氣囊太高又增加了無效空間。平衡二者的關系，取氣囊頂距外管的間距為I. 5 倍外管至內(nèi)管的距離為宜。[0029]內(nèi)管進氣口對脈沖曝氣的形成和影響十分重要。即內(nèi)管進氣口要有足夠大的面積，減小過流阻力，使氣體能瞬間流過。脈沖氣流形成前，空氣不斷經(jīng)過進氣槽的出氣圓孔進入氣囊內(nèi)，氣泡上升，將氣囊內(nèi)與外管內(nèi)的水面向下壓。外管內(nèi)的水面一至降到內(nèi)管進氣口的上緣，開始溢流。內(nèi)管進氣口上緣相當一個空氣溢流堰，溢流堰長度越長，過流能力越大。要保證氣囊中的空氣瞬間排出，溢流堰長度必須足夠長。溢流堰越長，氣囊中的氣體排出速度越快。也可以采用錐形放大進氣口的方式增加空氣溢流堰。[0030]內(nèi)管上部為排氣口，排氣口的高度決定氣流流動的壓力水頭大小。推動氣囊中空氣向上流動的動力為空氣所受的水壓差，即氣囊底部所受的水壓壓強減內(nèi)管排氣口處的水壓壓強。所以內(nèi)管排氣口越高，空氣所受的壓力越大，氣流流動速度越快。[0031]脈沖曝氣與常規(guī)曝氣比較常規(guī)曝氣的氣流是均勻釋放的，即曝氣強度為一個恒定值。而脈沖曝氣的曝氣強度是變化的。即一段時間曝氣強度很低，甚至為零。而另一段時間曝氣強度很高。常規(guī)曝氣強度一般為130m/h=0. 036m/s。設脈沖曝氣周期為10秒,如果 10秒鐘內(nèi)的氣體在2秒鐘內(nèi)釋放，那么脈沖曝氣的強度為0. 036X10/2=0. 036X5=0. 18m/ s.脈沖曝氣強度為常規(guī)曝氣強度的5倍。如果脈沖氣流在I秒鐘釋放，脈沖曝氣強度為常規(guī)曝氣強度的10倍。同樣的氣量，曝氣強度相差很大。膜絲表面污染，吸附了很多污泥。 通過曝氣產(chǎn)生的氣流、水流將膜絲表面的污泥吹脫。高強度曝氣產(chǎn)生的氣泡大，大氣泡在水中的所受的浮力大，氣泡上升流速高，帶動周邊水流上升流速高。即流過膜絲表面的氣流、 水流速度比低強度曝氣時高，相應的水流對膜表面的剪切力就大，對污泥的去除率就高。根據(jù)水力學原理，水流對膜表面的剪切力大小與膜表面水流速度V2成正比。如膜表面流速為 v=2m/s時受到的剪切力，為膜表面流速為v=lm/s時的剪切力的22=4倍。[0032]單位時間內(nèi)膜絲表面污染的去除力與水流速度V2成正比，同時水流作用時間t成正比。即污染物去除力f = v2t.例如常規(guī)曝氣時，v=0. 036m/s;t=10秒，污染物去除力為 f!=0 . 0 362X 10=0 . 0 1 3.當采用脈沖曝氣時周期為10秒，氣流排放歷時為2秒，污染物去除力f2=v2t=0. 182 X 2=0 . 06 48, ^/^=5.即在同樣曝氣氣量的條件下，脈沖曝氣的膜表面污染物去除力f是常規(guī)曝氣量的5倍。當氣流排放歷時為I秒時，膜表面污染物的去除力為常規(guī)曝氣的10倍。[0033]根據(jù)公式f = v2t，當常規(guī)曝氣 v=0. 036m/s; t=10 秒，f^O. 0 362X 10=0 . 0 1 3。每平方米10秒鐘耗氣量為Q1=0. 036X10=0. 36m3。采用脈沖曝氣，氣流釋放歷時為2秒。當膜表面污染物去除力同樣為f = O. 013時，曝氣量減少。根據(jù)膜表面去除力f = v2t ；f = O. 013=v2X2 ;求得v=0. 0806m/s。10 秒鐘耗氣量為 Q2=vt=0. 0806X2=0. 16m3.常規(guī)曝氣耗氣量與脈沖曝氣耗氣量比Q1/Q2=0. 36/0. 16=2. 25.脈沖曝氣可以節(jié)約曝氣量為η = (O. 36-0. 16)/0. 36=55%。即脈沖曝氣比常規(guī)曝氣節(jié)能為50%左右。當脈沖曝氣器的氣流釋放時間更短時，耗氣量還會降低。如氣流釋放時間為I秒時，可以節(jié)約68%的曝氣量。[0034]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種MBR膜組器脈沖曝氣裝置，包括若干依次排列的氣囊(1)，其特征在于所述氣囊(I)的底部設有進氣口支架(2 )，進氣口支架(2 )的下方一側設有進氣槽(3 )，氣囊(I)的內(nèi)部設有同心排氣管(4)，同心排氣管(4)的頂部設有布氣槽(5)，氣囊(I)的頂部通過卡箍固定在同心排氣管(4)的頂部外壁上，氣囊(I)的底端通過卡箍固定在進氣口支架(2)上。
2.根據(jù)權利要求I所述的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，其特征在于所述進氣槽(3)為長方形盒結構，進氣槽(3)的底端面開口，進氣槽(3)的長側壁上由左到右均勻分布有若干出氣圓孔(6 )，進氣槽(3 )的左端面或右端面上靠近頂端處設有進氣口( 7 )。
3.根據(jù)權利要求2所述的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，其特征在于所述出氣圓孔(6)的直徑為2-3毫米，出氣圓孔(6)與進氣槽(3)頂端面之間的距離為20-30毫米。
4.根據(jù)權利要求1所述的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，其特征在于所述同心排氣管(4)包括外管(8)，外管(8)的底部設有直徑小于外管(8)直徑的排污管(9)，外管(8)的內(nèi)部設有內(nèi)管(10)，內(nèi)管(10)的底部與外管(8)的底部之間形成有內(nèi)管進氣口(11)。
5.根據(jù)權利要求4所述的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，其特征在于所述氣囊(I)的頂部和底部分別通過卡箍固定在內(nèi)管(10)和排污管(9)上。
6.根據(jù)權利要求4所述的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，其特征在于所述外管(8)的底部比氣囊(I)的底部高出2-3厘米。
7.根據(jù)權利要求4所述的MBR膜組器脈沖曝氣裝置，其特征在于所述外管(8)的長度為10-20厘米。
專利摘要本實用新型涉及一種MBR膜組器脈沖曝氣裝置，包括若干依次排列的氣囊，氣囊的底部設有進氣口支架，進氣口支架的下方一側設有進氣槽，氣囊的內(nèi)部設有同心排氣管，同心排氣管的頂部設有布氣槽，氣囊的頂部通過卡箍固定在同心排氣管的頂部外壁上，氣囊的底端通過卡箍固定在進氣口支架上。本實用新型的MBR膜組器脈沖曝氣裝置將原來的曝氣管改造為囊式曝氣裝置，克服原來閥門開關式脈沖曝氣器故障多的缺點，脈沖氣流形成前，空氣不斷經(jīng)過進氣槽的出氣圓孔進入氣囊內(nèi)，將氣囊內(nèi)與外管內(nèi)的水面向下壓，外管內(nèi)的水面一至降到內(nèi)管進氣口的上緣，開始溢流，由內(nèi)管頂部的排氣口排出，進入MBR膜組器，脈沖曝氣強度大，可以極大的減少MBR膜生物反應器的曝氣量。
文檔編號C02F3/00GK202808464SQ20122040823
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權日2012年8月16日
發(fā)明者陳亦力, 劉德祥, 于東江, 文劍平, 劉明軒, 邱小秦 申請人:北京碧水源膜科技有限公司