CN103818997B - 一种复合曝气mbr的方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种复合曝气MBR的方法与装置，解决了现有MBR系统曝气效果差，氧传递率低，曝气能耗大等问题。该装置包括：膜池，用于进行MBR反应；膜组件，用于截留污泥、过滤污水；进水泵，用于提供进水；微孔曝气管，用于提供微孔曝气；鼓风机，用于为所述微孔曝气管提供气体；射流曝气器，用于提供射流曝气；循环水泵，用于所述膜池的循环供水，以及为所述射流曝气器提供液相；出水泵，用于抽吸过滤后的出水，与所述膜组件相连接。本装置和方法结构简单，设置合理，能够形成合理的气水比，提高氧的传递效率；冲刷膜表面并有效防止浓差极化现象，降低膜污染，延长膜寿命；节约能耗。适用于大中型工业废水及高难度、难降解废水的处理。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，特别是指一种复合曝气MBR的方法与装置。
背景技术
膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的废水处理系统，以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷。具有处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单等优点。可广泛应用于生活污水和多种工业废水的处理。
MBR的曝气形式不仅直接影响水体充氧，影响MBR工艺的处理效率，并且对能耗及膜污染具有一定的影响，是MBR系统的一项关键技术，是MBR广泛应用的重要因素之一。高效、合理的曝气系统是控制MBR稳定运行的重要因素。现有MBR系统大都依据设计手册，采用U型或鱼骨型曝气管，通过外置式鼓风机对系统进行曝气。鼓风曝气具有较高能耗，且在这种曝气形式下，通过曝气管产生的气泡较大，气泡比表面积小，溶解到水中的氧的数量少，氧的利用率极低。
微孔曝气布气均匀，氧转移效率高，安装方便，操作简单，在华工医药、印染、食品、造纸等许多领域得到广泛应用。但是，由于工程项目中的膜池容积较大，单用微孔曝气不能达到对整个膜池充氧的效果，导致充氧量小，气水比不合适等问题。
射流曝气器将气流或气-液混合流导入设备达到曝气和搅拌作用的装置。射流曝气是通过射流曝气器喷射高速水流，使其中携带的空气与水充分混合，达到向水中充氧的效果。利用射流的紊流运动和剪切作用，切割气体，产生微小气泡，产生较高的氧传递速率。具有操作简单、不易堵塞、易于维修、充氧能力较强、氧利用率高等优点。此外，射流曝气的水流流速极高，水流中夹带的气泡从膜表面快速经过，通过水力循环冲刷膜表面，带走膜表面上沉积的污泥，有效防止膜污染。射流曝气在污水处理领域的应用日益广泛。
将微孔曝气与射流曝气相结合合应用于平板MBR系统，并进行合理设计，提供合理曝气量以供微生物的生长与繁殖，并且达到冲刷膜表面以减小膜污染的功效。
发明内容
本发明提出一种复合曝气MBR的方法与装置，解决了现有MBR系统曝气效果差，氧传递率低，曝气能耗大等问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种复合曝气MBR装置，包括：
膜池（1），用于进行MBR反应；
膜组件（2），用于截留污泥、过滤污水，放置于所述膜池（1）内底部；
进水泵（3），用于提供进水，与所述膜池（1）相连接；
微孔曝气管（4），用于提供微孔曝气，设置于所述膜池（1）内底部与所述膜组件（2）之间的空隙处；
鼓风机（5），用于为所述微孔曝气管（4）提供气体，与所述微孔曝气管（4）相连接；
射流曝气器（6），用于提供射流曝气，设置于所述膜池（1）内底部；
循环水泵（7），用于所述膜池（1）的循环供水，以及为所述射流曝气器（6）提供液相，与所述射流曝气器（6）和所述膜池（1）相连接；
射流曝气进气管（8），用于为射流曝气器（6）提供进气，设置于所述射流曝气器（6）上；
出水泵（9），用于抽吸过滤后的出水，与所述膜组件（2）相连接。
优选地，所述微孔曝气管为椭圆形空心管。
优选地，所述微孔曝气管上设有多个曝气孔，所述曝气孔为梯形孔洞。
优选地，所述梯形孔洞内壁孔径大于外壁孔径。
优选地，所述射流曝气器至少1套。
优选地，所述射流曝气器进气管设置电磁阀，控制电磁阀开启和关闭实现射流曝气器脉冲工作。
优选地，所述的MBR包括中空纤维式MBR、板框式MBR、螺旋卷式MBR、圆管式MBR、毛细管式MBR等各种形式MBR。
一种复合曝气MBR装置的处理方法，具体操作步骤如下：
在MBR系统正常运行情况下，鼓风机向微孔曝气管中鼓入气体，形成微小气泡，为膜组件曝气，冲刷平板膜表面；循环水泵将膜池中的水体泵入射流曝气器中，气液两相在射流曝气器中充分混合后射入膜池，为整个膜池供氧。
本发明提出一种复合曝气MBR的方法与装置的有益效果为：
1. 本发明提出的一种复合曝气MBR装置，结构简单，设置合理，操作步骤简单、方便，应用范围广，适用于大中型工业废水及高难度、难降解废水的处理。
2. 本发明提出的一种复合曝气MBR处理方法，钻孔式微孔曝气管与一般微孔曝气管相比曝气均匀，充氧效率高，服务面积大，产生的微小气泡提高了气液两相的接触面积，使气液接触面不断更新，形成更合理的气水比，提高了氧的传递效率；同时，可以实现对膜表面冲刷的效果。
3. 本发明提出的一种复合曝气MBR处理方法，射流曝气为整个膜池供氧，解决了膜池出现曝气死角的问题，整个膜池不会形成缺氧区域，生化效果好；射流曝气的高速水流起到对膜池的搅拌作用，加速生化反应效率；射流曝气加大膜表面水体的扰动，防止浓差极化现象的产生，从而有效解决膜污染的问题，延长膜寿命。
4. 发明提出的一种复合曝气MBR处理方法，射流曝气采用脉冲的曝气形式，每台射流曝气器进气管上的电磁阀控制该射流曝气器的进气，电磁阀开启时此射流曝气器做射流曝气用，电磁阀关闭时此射流曝气器做水力循环用。较优的情况为：将射流曝气器分为五组，其中四组做射流曝气用的同时另外一组做水力循环用，五组交替运行形成射流曝气的脉冲。射流曝气器的脉冲工作形式一方面可以保持膜池的溶解氧在较小的范围内波动，另一方面有利于膜池内活性污泥的生长，促进絮体的形成，使其避免一直在射流扰动下分散而降低活性。
5. 平板MBR系统所需曝气量较大，曝气能耗是平板MBR系统的主要能耗。本发明提出的一种复合曝气MBR处理方法，氧的传递效率高，因此在相同需氧量的情况下，所需曝气量小，大大节约平板MBR系统能耗，同时节省曝气设备的数量，既节约了投资成本，也节约了运行成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提出的一种复合曝气MBR装置的示意图；
图2为本发明提出的一种复合曝气MBR装置中微孔曝气管示意图；
图中：
1. 膜池； 2. 膜组件；3. 进水泵； 4. 微孔曝气管；5. 鼓风机； 6. 射流曝气器；7. 循环水泵；8. 射流曝气器进气管；9. 出水泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示：本发明提出一种复合曝气MBR的方法与装置，解决了现有MBR系统曝气效果差，氧传递率低，曝气能耗大等问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种复合曝气MBR装置，包括：
膜池（1），用于进行MBR反应；
膜组件（2），用于截留污泥、过滤污水，放置于所述膜池（1）内底部；
进水泵（3），用于提供进水，与所述膜池（1）相连接；
微孔曝气管（4），用于提供微孔曝气，设置于所述膜池（1）内底部与所述膜组件（2）之间的空隙处；
鼓风机（5），用于为所述微孔曝气管（4）提供气体，与所述微孔曝气管（4）相连接；
射流曝气器（6），用于提供射流曝气，设置于所述膜池（1）内底部；
循环水泵（7），用于所述膜池（1）的循环供水，以及为所述射流曝气器（6）提供液相，与所述射流曝气器（6）和所述膜池（1）相连接；
射流曝气进气管（8），用于为射流曝气器（6）提供进气，设置于所述射流曝气器（6）上；
出水泵（9），用于抽吸过滤后的出水，与所述膜组件（2）相连接。
一种复合曝气MBR装置的处理方法，具体操作步骤如下：
在MBR系统正常运行情况下，鼓风机向微孔曝气管中鼓入气体，形成微小气泡，为膜组件曝气，冲刷平板膜表面；循环水泵将膜池中的水体泵入射流曝气器中，气液两相在射流曝气器中充分混合后射入膜池，为整个膜池供氧。
如图2所示，其中，优选地，所述微孔曝气管为椭圆形空心管。
优选地，所述微孔曝气管上设有多个曝气孔，所述曝气孔为梯形孔洞。
优选地，所述梯形孔洞内壁孔径大于外壁孔径。
优选地，所述射流曝气器至少1套。
优选地，所述射流曝气器进气管设置电磁阀，控制电磁阀开启和关闭实现射流曝气器脉冲工作。
优选地，所述的MBR包括中空纤维式MBR、板框式MBR、螺旋卷式MBR、圆管式MBR、毛细管式MBR等各种形式MBR。
以下列举几个实例来说明本发明的效果，但本发明的保护范围并非仅限于此。
实施例1
某生活污水，原水CODCr为400mg/L~500mg/L，经平板MBR处理后，CODCr降为20 mg/L~50mg/L，达到排放标准。
平板MBR膜的膜通量为20~23L/m2·h，平板MBR膜池中溶解氧量为2.5~3.5 mg/L，气水比为15:1~17:1，平板膜平均清洗周期为大于6个月，吨水能耗0.79KW/h。
实施例2
某工业废水，原水CODCr为500mg/L~800mg/L，经平板MBR处理后，CODCr <50 mg/L，达到排放标准。
平板MBR膜的膜通量为16~20L/m2·h，平板MBR膜池中溶解氧量为3.5~4mg/L，气水比为18:1~20:1，平板膜平均清洗周期为大于4个月，吨水能耗0.82KW/h。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种复合曝气MBR装置，其特征在于，包括：
膜池(1)，用于进行MBR反应；
膜组件(2)，用于截留污泥、过滤污水，放置于所述膜池(1)内底部；
进水泵(3)，用于提供进水，与所述膜池(1)相连接；
微孔曝气管(4)，用于提供微孔曝气，设置于所述膜池(1)内底部与所述膜组件(2)之间的空隙处；
鼓风机(5)，用于为所述微孔曝气管(4)提供气体，与所述微孔曝气管(4)相连接；
射流曝气器(6)，用于提供射流曝气，所述射流曝气器(6)进气管路安装电磁阀，控制电磁阀开启和关闭实现射流曝气器脉冲工作，设置于所述膜池(1)内底部；
循环水泵(7)，用于所述膜池(1)的循环供水，以及为所述射流曝气器(6)提供液相，与所述射流曝气器(6)和所述膜池(1)相连接；
射流曝气进气管(8)，用于为射流曝气器(6)提供进气，设置于所述射流曝气器(6)上；
出水泵(9)，用于抽吸过滤后的出水，与所述膜组件(2)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种复合曝气MBR装置，其特征在于，所述微孔曝气管为椭圆形空心管。
3.根据权利要求2所述的一种复合曝气MBR装置，其特征在于，所述微孔曝气管上设有多个曝气孔。
4.根据权利要求3所述的一种复合曝气MBR装置，其特征在于，所述曝气孔为梯形孔洞，所述梯形孔洞内壁孔径大于外壁孔径。
5.根据权利要求1所述的一种复合曝气MBR装置，其特征在于，所述射流曝气器至少1套。
6.根据权利要求1所述的一种复合曝气MBR装置，其特征在于，所述的MBR包括中空纤维式MBR、板框式MBR、螺旋卷式MBR、圆管式MBR及毛细管式MBR。
7.如权利要求1所述的一种复合曝气MBR装置的处理方法，其特征在于：所述复合曝气MBR装置处理废水的具体操作步骤如下：
在MBR系统正常运行情况下，鼓风机向微孔曝气管中鼓入气体，形成微小气泡，为膜组件曝气，冲刷平板膜表面；循环水泵将膜池中的水体泵入射流曝气器中，气液两相在射流曝气器中充分混合后射入膜池，为整个膜池供氧。
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