專利名稱：膜法無泡曝氣機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種膜法無泡曝氣機(jī)，屬于污水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水資源匱乏是我國(guó)的基本國(guó)情，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，水資源緊缺以及工 業(yè)廢水、生活污水對(duì)環(huán)境的污染越來越成為亟待解決的重要課題，為此，我國(guó)將環(huán)境治 理和環(huán)境保護(hù)作為一項(xiàng)基本國(guó)策納入法制管理體系。開源節(jié)流、治理污染，也已成為各 級(jí)政府工作的重要任務(wù)之一。因而，這就迫切期待適合時(shí)代發(fā)展、符合我國(guó)國(guó)情的污水 資源處理再利用技術(shù)及其裝備的創(chuàng)新開發(fā)應(yīng)用，以緩解水資源的短缺和環(huán)境的保護(hù)。20 世紀(jì)80年代以來，人們就一直探索和研究污水處理和再利用問題。其中，污水生物處理 新工藝與新技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用，已在全球范圍內(nèi)得到很快的發(fā)展，并出現(xiàn)了很多 新的污水生物處理工藝技術(shù)。例如活性污泥法、接觸氧化法、氧化溝法、兼氧水解工藝 及以上各類工藝的組合工藝等，這些技術(shù)大部分已在我國(guó)各地的工程實(shí)踐中得到廣泛的 應(yīng)用。目前常用的污水處理技術(shù)主要有"活性污泥法"等，但這些方法存在處理效率低、 能耗高等缺點(diǎn)。在已有的污水處理大多采用二級(jí)處理工藝，即污水通過粗隔柵、集水調(diào) 節(jié)池、沉砂池、絮凝沉淀池、活性污泥曝氣池、二級(jí)沉淀池后進(jìn)行排水。
活性污泥法污水處理工藝的核心處理單元是活性污泥曝氣池(好氧氧化反應(yīng)池)。它 是通過有泡曝氣來強(qiáng)化氧氣溶解到污泥混合液中，供好氧微生物用于降解污水中的有機(jī) 物。對(duì)于污水中可溶性快速降解COD，很容易除去，而對(duì)于不溶性及難溶性物質(zhì)所造成 的COD，卻很難除去，為了去除這部分COD,必須經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的曝氣，其結(jié)果使處理設(shè) 施的占地面積、基建投資和運(yùn)行費(fèi)用大大增加。在目前普遍采用的有泡曝氣法中，無論 是穿孔曝氣還是微孔曝氣，都存在著較多的缺點(diǎn)(1)有泡曝氣法是通過氣泡的不斷產(chǎn) 生，以擴(kuò)大氣泡與液體的接觸時(shí)間與面積，實(shí)現(xiàn)提高水液體中溶解氧濃度，但由于氣泡 與液體界面阻力的作用，氧氣利用效率低、能耗高；(2)活性污泥曝氣池在處理含有易 揮發(fā)性或含硫化合物的污水時(shí)，由于強(qiáng)烈的有泡曝氣作用，使揮發(fā)性氣體上升到水面后 又進(jìn)入空氣，造成空氣污染，造成治理不徹底的結(jié)果；(3)除上述有泡曝氣法的缺點(diǎn)外， 對(duì)于我們已申報(bào)的"膜式充氧裝置"(專利申請(qǐng)?zhí)?00720019241.6)經(jīng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)也存在 有中空纖維膜在線清洗不清潔，影響其溶氧性能和應(yīng)用效率，和采用柱式圓筒形膜組件 造價(jià)高等缺陷。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)以上現(xiàn)有產(chǎn)品技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)化程度高、溶氧效率高、能 源消耗低、造價(jià)低、在線膜片清洗徹底的膜法無泡曝氣機(jī)。
一種膜法無泡曝氣機(jī)，包括無泡曝氣膜片組、液體充氧循環(huán)系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、 膜片在線超聲波清洗系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、機(jī)座及支架；無泡曝氣膜片組安裝固定在液 體充氧循環(huán)系統(tǒng)的水箱內(nèi)，液體充氧循環(huán)系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、膜片在線超聲波清洗系 統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)分別安裝固定在支架、機(jī)座上。
所述的無泡曝氣膜片組是膜法無泡曝氣機(jī)的核心部件，其結(jié)構(gòu)為簾形浸沒式，每一 膜片由數(shù)十至數(shù)百根中空纖維膜組成纖維束，并由若干纖維束組成，各纖維束通過環(huán)氧 樹脂膠與特制管件粘結(jié)，上下兩端對(duì)稱，結(jié)構(gòu)相同；每根中空纖維膜的中心孔和特制管 件的中心孔垂直相交并相通，構(gòu)成對(duì)膜片的進(jìn)氣和出氣通道。
所述的液體充氧循環(huán)系統(tǒng)由污水泵、電磁閥、循環(huán)水箱、手動(dòng)截止閥和相應(yīng)管道組 成，污水泵安裝固定在機(jī)座上，循環(huán)水箱安裝固定在機(jī)座上面的支架上，電磁閥、手動(dòng) 截止閥安裝在系統(tǒng)管道上。
所述的空氣供給系統(tǒng)由空氣壓縮泵、空氣處理器、壓力表、節(jié)流閥和相應(yīng)管路組成， 空氣壓縮泵、空氣處理器分別安裝固定在機(jī)座上，空氣壓縮泵的出氣口裝有空氣處理器， 壓縮空氣通過膜片組后的管路上安裝有節(jié)流閥，用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓縮空氣工作壓力，在通 氣管路與膜片組連接的前后端裝有壓力表。
所述的膜片在線超聲波清洗系統(tǒng)由清洗泵、超聲波換能器、電磁閥、清洗水箱、液 位計(jì)、呼吸器、排污閥和相應(yīng)管路組成，清洗泵通過其連接管路懸空安裝在清洗水箱的 下部，清洗水箱安裝固定在機(jī)座上面的支架上，清洗泵的清洗液進(jìn)出口管路上裝有四個(gè) 控制清洗液在清洗箱和循環(huán)水箱間的流向轉(zhuǎn)換的電磁閥，清洗箱上還裝有液位計(jì)、呼吸 器、排污閥；在清洗水箱的頂部還裝有綠、黃、紅三色信號(hào)燈。
所述的電氣控制系統(tǒng)由控制箱和電器元件箱兩部分組成，它們列安裝在機(jī)座上的支 架中，控制箱裝有壓力表、控制按鈕、指示燈以及微電腦控制器；電器元件箱裝有動(dòng)力 電器元件、超聲波發(fā)生器、PLC控制器和電器保護(hù)元件。
本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)主要有以下五個(gè)方面
1、 采用高分子強(qiáng)疏水性中空纖維膜材料及其氣體分離特性，制成簾形浸沒式膜片組 件，實(shí)現(xiàn)單位體積膜表面積大、膜的氣通量高、以及制造價(jià)格低的目的。同時(shí)在使用時(shí) 膜纖維可隨水流在循環(huán)水箱中飄動(dòng)，能有效地改善液相傳質(zhì)過程，又能減少膜外側(cè)表面 沉積物的污染。
2、 應(yīng)用無泡充氧技術(shù)，既解決了有泡曝氣所帶來的二次空氣環(huán)境污染，同時(shí)也極大 地提高了液體溶氧效率。適用于各種水深的水產(chǎn)養(yǎng)殖和工業(yè)廢水、生活污水處理中的無 泡充氧。膜法無泡曝氣機(jī)完全不同于其它各種傳統(tǒng)曝氣設(shè)備必須產(chǎn)生氣泡與液體接觸而 實(shí)施充氧的方式，可實(shí)現(xiàn)100%的溶氧率，較有泡充氧充氧率提高8倍以上。3、 本實(shí)用新型的液體充氧循環(huán)系統(tǒng)采用自溢式回水設(shè)計(jì)，可最大限度的實(shí)現(xiàn)對(duì)液體 的充氧效果。既被處理液體經(jīng)污水泵從循環(huán)水箱的底部進(jìn)入，在水面達(dá)到水箱頂部靠自 溢進(jìn)入回水管，而后排入曝氣池，這樣液體在循環(huán)水箱中由于沒有污水泵產(chǎn)生的壓力作 用，所以箱內(nèi)水流相對(duì)平緩，增加了對(duì)液體的充氧時(shí)間，有利于液體的充分氧合。
4、 本實(shí)用新型的在線清洗系統(tǒng)釆用了超聲波清洗設(shè)計(jì)，有效地解決了膜組件在線清 洗不徹底的技術(shù)難題，可長(zhǎng)期保持中空纖維膜良好的氣體分離特性，從而實(shí)現(xiàn)其長(zhǎng)期的 充氧能力。
5、 本實(shí)用新型運(yùn)行過程中無任何物資的相變，而且在電器控制方面應(yīng)用微電腦控制， 自動(dòng)化程度高，可最大限度的降低能源消耗，節(jié)電達(dá)60%以上，能大幅度地降低廢水處理 成本，以提高運(yùn)營(yíng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
本實(shí)用新型的膜法無泡曝氣機(jī)通過以下措施實(shí)現(xiàn)
無泡曝氣膜片組該件是膜法無泡曝氣機(jī)的核心部件，其結(jié)構(gòu)為簾形浸沒式，其作 用是有條件的把空氣中的氧氣分離出來并溶入到它周圍的液體中。
液體充氧循環(huán)系統(tǒng)作用是提供一定流量的被處理液體從曝氣池里抽出通過循環(huán)水
箱充氧后返回曝氣池，實(shí)現(xiàn)液體循環(huán)。其中的電磁閥a用于控制循環(huán)水箱中液體倒流和 便于泵與水箱的連接；電磁閥b用于控制循環(huán)水箱中液體在膜片組清洗前充分排放干凈； 手動(dòng)截止閥用于控制循環(huán)水箱中液體的排放和便于管路的連接。
空氣供給系統(tǒng)作用是提供一定流量和壓力的空氣通過膜片組件，實(shí)現(xiàn)充氧的空氣 供給。其中的空氣處理器，用于對(duì)壓縮空氣進(jìn)行過濾和在工作環(huán)境溫度過低時(shí)加熱；節(jié) 流閥用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓縮空氣工作壓力；壓力表用于監(jiān)視膜片組前后的氣體壓力。
膜片在線超聲波清洗系統(tǒng)作用是提供一定量的清洗液進(jìn)入循環(huán)水箱，并開啟超聲 波清洗膜片組件，實(shí)現(xiàn)對(duì)膜片組件外表面的在線清洗，以保持膜片組件的良好氣體分離 特性，在對(duì)膜片組件清洗完畢后再重新開啟泵組和開關(guān)相應(yīng)的電磁閥，將清洗液抽回到 清洗箱。清洗箱上還裝有液位計(jì)、呼吸器、排污閥，以分別用于監(jiān)視清洗液的多少，清 洗液的正常進(jìn)入、排出和清洗液污染后的排出。
電氣控制系統(tǒng):作用是提供對(duì)液體充氧循環(huán)系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、膜片在線超聲波清 洗系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。該系統(tǒng)分為控制箱和電器元件箱兩部分?？刂葡渖蠅毫Ρ?、控制 按鈕、指示燈、微電腦控制器以及電器元件箱中的動(dòng)力電器元件、超聲波發(fā)生器、PLC 控制器等，兩部分組成完整的電氣控制系統(tǒng)。
除此以外，還設(shè)有綠、黃、紅三色信號(hào)燈，指示各系統(tǒng)運(yùn)行狀況。
工作原理
本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，也可按各系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制，分別啟動(dòng)配合運(yùn)行。 自動(dòng)化運(yùn)行模式和單獨(dú)控制運(yùn)行模式通過轉(zhuǎn)換開關(guān)切換控制。
1、自動(dòng)化運(yùn)行模式各系統(tǒng)按設(shè)定的運(yùn)行程序在微電腦控制器控制下自動(dòng)運(yùn)行。按動(dòng)啟動(dòng)按鈕，液體充氧循環(huán)系統(tǒng)開啟，被處理液體開始被泵入循環(huán)水箱，約5分鐘后空 氣供給系統(tǒng)自動(dòng)開啟，為膜片組件供壓縮空氣，其氣體壓力由手動(dòng)節(jié)流閥調(diào)節(jié)，整個(gè)設(shè) 備進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)，電磁閥a打開，電磁閥b關(guān)閉，綠色信號(hào)點(diǎn)亮；在微電腦 設(shè)定程序控制下，設(shè)備在24小時(shí)中運(yùn)行23小時(shí)后，液體充氧循環(huán)系統(tǒng)和空氣供給系統(tǒng) 自動(dòng)停止運(yùn)行，膜片在線超聲波清洗系統(tǒng)開啟超聲波清洗開始工作，此時(shí)，電磁閥c、 f 打開，電磁閥d、 e關(guān)閉。清洗1小時(shí)后，電磁閥c、 f關(guān)閉，電磁閥d、 e打開，清洗液 被從循環(huán)水箱抽送回清洗箱，黃色信號(hào)點(diǎn)亮；至此完成一個(gè)工作循環(huán)并自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè) 工作循環(huán)。在運(yùn)行過程中如出現(xiàn)系統(tǒng)壓力升高、電機(jī)過載、管路阻塞等故障時(shí)，電氣控 制系統(tǒng)將自動(dòng)切斷電源并報(bào)警，此時(shí)紅色信號(hào)燈電亮。
2、單獨(dú)控制運(yùn)行模式各系統(tǒng)采用手動(dòng)控制啟動(dòng)，在欲開啟任何系統(tǒng)工作時(shí)，可分 別手動(dòng)按動(dòng)相應(yīng)按鈕啟動(dòng)即可。
本實(shí)用新型具有自動(dòng)化程度高、溶氧效率高、能源消耗低、造價(jià)低、在線膜片清洗 徹底的特點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的后視圖。
圖3為本實(shí)用新型的工作原理圖。
圖4為本實(shí)用新型的膜片組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1、循環(huán)水箱，2、膜片組件，3、節(jié)流閥，4、呼吸器，5、清洗箱，6、信號(hào) 燈，7、液位計(jì)，8、排污閥，9、電氣控制箱，10、機(jī)座，11、清洗泵，12、空氣處理器， 13、空氣壓縮泵，14、污水泵，15、電磁閥(a、 b、 c、 d、 e、 f)， 16、超聲波換能器， 17、手動(dòng)截止閥，18、電器元件箱，19、支架，20、壓力表，2-1、膜片組件的特制管件， 2-2、中空纖維膜，2-3、環(huán)氧樹脂，A、污水進(jìn)水口， B、處理后污水出水口。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)如圖1至圖4所示，包括無泡曝氣膜片組、液體充氧循環(huán)系統(tǒng)、 空氣供給系統(tǒng)、膜片在線超聲波清洗系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、機(jī)座及支架等；無泡曝氣膜 片組安裝固定在液體充氧循環(huán)系統(tǒng)的水箱內(nèi)，液體充氧循環(huán)系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、膜片 在線超聲波清洗系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)分別安裝固定在支架、機(jī)座上。
所述的無泡曝氣膜片組是實(shí)用新型的核心部件，其外形為簾形浸沒式，每一膜片組2 由數(shù)十至數(shù)百根中空纖維膜2-2組成纖維束，并由若干纖維束組成，各纖維束通過環(huán)氧 樹脂膠2-3與特制管件2-l粘結(jié)，上下兩端對(duì)稱，結(jié)構(gòu)相同。每根中空纖維膜2-2的中 心孔和特制管件2-l的中心孔垂直相交并相通，構(gòu)成對(duì)膜片的進(jìn)氣和出氣通道。
所述的液體充氧循環(huán)系統(tǒng)由污水泵14、電磁閥15 (a、 b)、循環(huán)水箱1、手動(dòng)截止闔17和相應(yīng)管道組成。污水泵14安裝固定在機(jī)座10上，循環(huán)水箱1安裝固定在機(jī)座10 上面的支架19上。其系統(tǒng)管路中裝有電磁閥15 (a、 b)和手動(dòng)截止閥17。
所述的空氣供給系統(tǒng)由空氣壓縮泵13、空氣處理器12、壓力表20 (共兩個(gè))、節(jié)流 閥3和相應(yīng)管路組成。空氣壓縮泵13、空氣處理器12分別安裝固定在機(jī)座10上，壓縮 空氣的出氣口裝有空氣處理器12，管路上安裝有節(jié)流閥3，在通氣管路與膜片組連接的 前后端裝有壓力表20。
所述的膜片在線超聲波清洗系統(tǒng)由清洗泵ll、超聲波換能器16、電磁閥15 (c、 d、 e、 f)、清洗箱5、液位計(jì)7、呼吸器4、排污閥8和相應(yīng)管路組成。清洗泵ll通過其連 接管路懸空安裝在清洗箱5的下部。清洗箱5與循環(huán)水箱1 一樣安裝固定在機(jī)座10上面 的支架19上。清洗泵11的清洗液進(jìn)出口管路上裝有四個(gè)電磁閥15 (c、 d、 e、 f),清洗 箱5上還裝有液位計(jì)7、呼吸器4、排污閥8。
所述的電氣控制系統(tǒng)所述的電氣控制系統(tǒng)由控制箱9和電器元件箱18兩部分組成。 它們垂直并列安裝在機(jī)座10上的支架19中?？刂葡?裝有壓力表、控制按鈕、指示燈 以及微電腦控制器等，電器元件箱18裝有動(dòng)力電器元件、超聲波發(fā)生器、PLC控制器和 電器保護(hù)元件等，在清洗箱5的頂部裝有綠、黃、紅三色信號(hào)燈6。
權(quán)利要求1、一種膜法無泡曝氣機(jī)，其特征在于，包括無泡曝氣膜片組、液體充氧循環(huán)系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、膜片在線超聲波清洗系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、機(jī)座及支架；無泡曝氣膜片組安裝固定在液體充氧循環(huán)系統(tǒng)的水箱內(nèi)，液體充氧循環(huán)系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、膜片在線超聲波清洗系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)分別安裝固定在支架、機(jī)座上。
2、 如權(quán)利要求1所述的膜法無泡曝氣機(jī)，其特征在于，所述的無泡曝氣膜片組是 膜法無泡曝氣機(jī)的核心部件，其結(jié)構(gòu)為簾形浸沒式，每一膜片由數(shù)十至數(shù)百根中空纖維 膜組成纖維束，并由若干纖維束組成，各纖維束通過環(huán)氧樹脂膠與特制管件粘結(jié)，上下 兩端對(duì)稱，結(jié)構(gòu)相同；每根中空纖維膜的中心孔和特制管件的中心孔垂直相交并相通， 構(gòu)成對(duì)膜片的進(jìn)氣和出氣通道。
3、 如權(quán)利要求1所述的膜法無泡曝氣機(jī)，其特征在于，所述的液體充氧循環(huán)系統(tǒng)由 污水泵、電磁閥、循環(huán)水箱、手動(dòng)截止閥和相應(yīng)管道組成，污水泵安裝固定在機(jī)座上， 循環(huán)水箱安裝固定在機(jī)座上面的支架上，電磁閥、手動(dòng)截止閥安裝在系統(tǒng)管道上。
4、 如權(quán)利要求1所述的膜法無泡曝氣機(jī)，其特征在于，所述的空氣供給系統(tǒng)由空氣 壓縮泵、空氣處理器、壓力表、節(jié)流閥和相應(yīng)管路組成，空氣壓縮泵、空氣處理器分別 安裝固定在機(jī)座上，空氣壓縮泵的出氣口裝有空氣處理器，壓縮空氣通過膜片組后的管 路上安裝有節(jié)流閥，用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓縮空氣工作壓力，在通氣管路與膜片組連接的前后 端裝有壓力表。
5、 如權(quán)利要求1所述的膜法無泡曝氣機(jī)，其特征在于，所述的膜片在線超聲波清洗 系統(tǒng)由清洗泵、超聲波換能器、電磁閥、清洗水箱、液位計(jì)、呼吸器、排污閥和相應(yīng)管 路組成，清洗泵通過其連接管路懸空安裝在清洗水箱的下部，清洗水箱安裝固定在機(jī)座 上面的支架上，清洗泵的清洗液進(jìn)出口管路上裝有四個(gè)控制清洗液在清洗箱和循環(huán)水箱 間的流向轉(zhuǎn)換的電磁閥，清洗箱上還裝有液位計(jì)、呼吸器、排污閥；在清洗水箱的頂部 還裝有綠、黃、紅三色信號(hào)燈。
6、 如權(quán)利要求1所述的膜法無泡曝氣機(jī)，其特征在于，所述的電氣控制系統(tǒng)由控制 箱和電器元件箱兩部分組成，它們列安裝在機(jī)座上的支架中，控制箱裝有壓力表、控制 按鈕、指示燈以及微電腦控制器；電器元件箱裝有動(dòng)力電器元件、超聲波發(fā)生器、PLC 控制器和電器保護(hù)元件。
專利摘要膜法無泡曝氣機(jī)，屬于污水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括無泡曝氣膜片組、液體充氧循環(huán)系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、膜片在線超聲波清洗系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、機(jī)座及支架；無泡曝氣膜片組安裝固定在液體充氧循環(huán)系統(tǒng)的水箱內(nèi)，液體充氧循環(huán)系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、膜片在線超聲波清洗系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)分別安裝固定在支架、機(jī)座上。本實(shí)用新型具有自動(dòng)化程度高、溶氧效率高、能源消耗低、造價(jià)低、在線膜片清洗徹底的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F3/12GK201128697SQ20072003046
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月12日
發(fā)明者姜化雨 申請(qǐng)人:姜化雨