一種mbr膜組件曝氣系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種MBR膜組件曝氣系統(tǒng)及控制方法。為了解決現(xiàn)有的MBR膜組件曝氣系統(tǒng)或易污染膜污染，或曝氣能耗高，或?qū)е翸BR膜組件壽命短的問題，所述MBR膜組件曝氣系統(tǒng)包括置于MBR池內(nèi)的MBR曝氣總管；還包括與MBR曝氣總管連通的上層曝氣主管和下層曝氣主管，與上層曝氣主管連通的多根上層曝氣支管，以及與下層曝氣主管連通的多根下層曝氣支管；多根上層曝氣支管位于距MBR池底400mm~450mm的同一水平面上，且多根下層曝氣支管位于距MBR池底150mm~250mm的同一水平面上。本發(fā)明的曝氣系統(tǒng)利用較小的氣量即可有效的控制膜污染。
【專利說明】一種MBR膜組件曝氣系統(tǒng)及控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種MBR膜組件曝氣系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術】
[0002]MBR膜生物反應器是將活性污泥法和膜分離技術相結合，以膜分離技術取代傳統(tǒng)常規(guī)活性污泥法中二沉池的污水處理新方法。與傳統(tǒng)活性污泥法相比，其具有出水水質(zhì)好且穩(wěn)定，剩余污泥產(chǎn)量少，占地面積小、易于安裝，運行操作方便等許多優(yōu)點。同時，在實際應用過程中，也存在一些問題，如易污染，能耗高，壽命相對較短等。
[0003]控制膜污染的方法有很多，其中，最主要的一種方法是利用連續(xù)曝氣對膜表面進行沖刷。為了達到控制膜污染的效果，曝氣所需要的空氣量與處理水量的比值至少為20:1，從而導致運行能耗大大增加。通過對實際MBR工程的運行能耗進行分析發(fā)現(xiàn)，曝氣能耗至少占總能耗的80%左右。此外，曝氣強度過大，還會出現(xiàn)膜絲斷裂等問題，從而影響了 MBR膜的使用壽命。因此，在有效控制膜污染的前提下如何降低曝氣量是研究的熱點。
[0004]目前，通過研究和對工程經(jīng)驗的總結，主要有以下幾種降低曝氣量的方法:一是間歇曝氣代替連續(xù)曝氣，利用脈沖氣流對膜進行擦洗，從而降低曝氣系統(tǒng)的能耗，減少運行維護費用，但是此方法有一定的局限性，有些MBR膜運行時必須要進行連續(xù)曝氣。另一種方法是膜組件曝氣分長時間低強度曝氣和短時間超高強度曝氣，結果表明:在不影響出水水質(zhì)和膜通量的前提下可以降低5%-8%的曝氣能耗。此方法存在的問題是，在實際運行時，對于如何確定低強度曝氣和超高強度曝氣的具體空氣量較為麻煩；而且風機選型必須滿足超高強度曝氣的要求，一定程度上增加了設備投資；此外，超高強度曝氣對于膜絲的壽命也會有一定的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有的MBR膜組件曝氣系統(tǒng)或易污染膜污染，或曝氣能耗高，或?qū)е翸BR膜組件壽命短的不足，本發(fā)明旨在提供一種MBR膜組件曝氣系統(tǒng)及控制方法，該曝氣系統(tǒng)利用較小的氣量即可有效的控制膜污染。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:
一種MBR膜組件曝氣系統(tǒng)，包括置于MBR池內(nèi)的MBR曝氣總管；其結構特點是還包括與MBR曝氣總管連通的上層曝氣主管和下層曝氣主管，與上層曝氣主管連通的多根上層曝氣支管，以及與下層曝氣主管連通的多根下層曝氣支管；多根上層曝氣支管位于距MBR池底400mnT450mm的同一水平面上，且多根下層曝氣支管位于距MBR池底150mnT250mm的同一水平面上。
[0007]由此，與空氣泵相連的MBR曝氣總管可實現(xiàn)對上層曝氣主管和下層曝氣主管的供氣，通過對上層曝氣主管和下層曝氣主管輪流供氣，使得在連續(xù)曝氣的前提下減小曝氣量，達到降耗的目的。
[0008] 以下為本發(fā)明的進一步改進的技術方案:為了提高曝氣效果，所述上層曝氣支管和下層曝氣支管的數(shù)量均與MBR膜組件的數(shù)量—致。
[0009]優(yōu)選地，所述上層曝氣支管和下層曝氣支管的管徑為DN15。
[0010]為了提高曝氣效果，所述上層曝氣支管和下層曝氣支管均位于MBR膜組件底部集水管的正下方。
[0011]優(yōu)選地，所述上層曝氣支管距離MBR池底430mm，所述下層曝氣支管距離MBR池底200mm。
[0012]為了方便控制曝氣，所述上層曝氣主管上裝有上層曝氣管氣動閥，所述下層曝氣主管上裝有下層曝氣管氣動閥。
[0013]進一步地，在所述上層曝氣主管和下層曝氣主管之間還設有至少一層中間曝氣主管，各中間曝氣主管與所述MBR曝氣總管連通，且每層中間曝氣主管連通有位于同一水平面上的多根中間曝氣支管。
[0014]為了方便了解曝氣量，所述MBR曝氣總管上裝有空氣流量計。
[0015]一種對上述MBR膜組件曝氣系統(tǒng)控制的方法，MBR膜組件過濾采用間歇出水的方式，抽停比為8 min/2min，即產(chǎn)水8min，停止產(chǎn)水2min，IOmin為一個產(chǎn)水抽停周期；其特點是，所述上層曝氣主管和下層曝氣主管輪流循環(huán)曝氣，且上層曝氣主管和下層曝氣主管的曝氣時間轉換周期與產(chǎn)水抽停周期一致，上層曝氣主管的曝氣時間與下層曝氣主管的曝氣時間的比為6:4，并且MBR膜組件停止產(chǎn)水時的2min期間所述下層曝氣主管曝氣。
[0016]由此，本發(fā)明的MBR膜組件曝氣系統(tǒng)形成各個MBR膜組件的連續(xù)曝氣和MBR膜組件局部間歇脈沖曝氣的運行模式，既保證了 MBR膜組件能夠一直得到空氣的沖刷，又能夠利用空氣脈沖的方式對膜絲的不同部位進行擾動，因此，利用較小的氣量即可有效的控制膜污染。
[0017]進一步地，所述MBR膜組件停止出水時進行自動清水反洗，反洗時間30iT60S。
[0018]藉由上述結構，本發(fā)明通過對MBR膜組件的曝氣結構進行了改進，并且設計了一套與之匹配的自動控制方法。使得在連續(xù)曝氣的前提下減小曝氣量，操作運行方便，不增加設備投資，不影響膜使用壽命的同時可以降低曝氣能耗。
[0019]與常規(guī)單層曝氣相比，本曝氣系統(tǒng)的有益效果是:
1、節(jié)省空氣量15~20%，按照MBR膜曝氣能耗占處理系統(tǒng)總能耗的80%計，整個處理系統(tǒng)可以降低12%~16%的能耗；
2、曝氣量較小，有利于膜絲使用壽命的延長；
3、曝氣量小，風機選型相應減小，節(jié)省了設備投資；
4、每套曝氣系統(tǒng)只需要增加一個氣動閥門和一些曝氣管即可，所增加的成本很小。
[0020]以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步闡述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明一個實施例的結構原理圖；
圖2是圖1的側視圖；
圖3是圖1的主視圖 在圖中1-MBR曝氣總管；2-下層曝氣管氣動閥；3_上層曝氣管氣動閥；4_下層曝氣總管；5-上層曝氣總管；6_下層曝氣支管；7_上層曝氣支管；8_排氣管；9_排氣閥；IO-MBR膜組件；11-集水管；12-MBR膜組件支架；13_空氣流量計。
【具體實施方式】
[0022] 一種MBR膜組件曝氣系統(tǒng)，如圖1，2，3所示，分上下兩層布置，下層曝氣管距池底150~250mm,確定一個優(yōu)選值為200mm,上層曝氣管距池底400~450mm,確定一個優(yōu)選值為430mmo
[0023]每層曝氣管包括曝氣總管和曝氣支管，總管與支管采用枝狀布置。支管數(shù)量與膜組件的數(shù)量一致，并安裝在膜組件底部集水管的正下方。曝氣支管管徑DN15，總管管徑根據(jù)設計氣量確定。
[0024]上下兩層曝氣主管一端與空氣泵連接，每根曝氣總管安裝一氣動閥門；另一端與排氣管連接，排氣管上設置手動排氣閥，用于設備調(diào)試及排凈系統(tǒng)內(nèi)部的空氣。
[0025]本曝氣系統(tǒng)為全自動運行，其控制方式為:風機連續(xù)進氣，變頻控制風機在一合適的氣量。通過氣動閥門的啟閉來實現(xiàn)上下兩層曝氣系統(tǒng)的循環(huán)曝氣。形成各個MBR膜系統(tǒng)的連續(xù)曝氣和MBR局部間歇脈沖曝氣的運行模式。既保證了 MBR膜能夠一直得到空氣的沖刷，又能夠利用空氣脈沖的方式對膜絲的不同部位進行擾動，因此，利用較小的氣量即可有效的控制膜污染。
[0026]MBR膜過濾采用間歇出水的方式，抽停比8min/2min，即產(chǎn)水8min，停止產(chǎn)水2min，IOmin為一周期。停止出水時進行自動清水反洗，反洗時間3(T60s。上下兩層曝氣管路的曝氣時間轉換周期與產(chǎn)水抽停周期一致，上層曝氣時間與下層曝氣時間的比為6:4，并且保證停止產(chǎn)水時的2min期間是采用的下層曝氣方式。
[0027]應用實例:
處理水量:生活污水100m3/d。
[0028]進水水質(zhì):C0D:500~600mg/L，BOD:200~300mg/L，NH3-NH4:30~40mg/L，SS:20(T300mg/L。
[0029]出水水質(zhì):C0D( 50mg/L, BOD ( lOmg/L, NH3-NH4 ( 5mg/L, SS ( 10mg/L。
[0030]設計參數(shù)及運行條件:采用水解酸化+MBR的工藝。水解酸化潛水攪拌機功率0.25KW ；MBR膜池抽吸泵功率1.lkw。常規(guī)MBR膜池氣水比包括MBR膜組件氣水比20:1與生化氣水比8:1，總氣水比為28:1，需要的鼓風機功率為3.0kw ;采用新型MBR曝氣結系統(tǒng)可以使MBR膜組件氣水比由20:1降至16:1，總氣水比為24:1，需要的鼓風機功率為2.2kw.采用常規(guī)MBR曝氣時，該處理工藝的總運行電耗為:0.25+1.1+3=4.35kw，噸水電耗為
4.35kw.h/4.17t=l.04kw.h ；
采用新型MBR曝氣系統(tǒng)時，該處理工藝的總運行電耗為:0.25+1.1+2.2=3.55kw，噸水電耗為 3.55kw.h/4.17t=0.85kw.h ；
節(jié)約電耗約18.3%。隨著處理水量的增加，所節(jié)約的電耗也會增大。
[0031]鼓風機為變頻控制，可以根據(jù)溶解氧的變化適當減小或增加曝氣量，但曝氣量不能為O。風機停止時會導致產(chǎn)水管自動閥門的關閉。
[0032]上述實施例闡明的內(nèi)容應當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所 附權利要求所限定的范圍。
【權利要求】
1.一種MBR膜組件曝氣系統(tǒng)，包括置于MBR池內(nèi)的MBR曝氣總管(I);其特征在于還包括與MBR曝氣總管(I)連通的上層曝氣主管(5)和下層曝氣主管(4)，與上層曝氣主管(5)連通的多根上層曝氣支管(7)，以及與下層曝氣主管(4)連通的多根下層曝氣支管(6);多根上層曝氣支管(7)位于距MBR池底400mm~450mm的同一水平面上，且多根下層曝氣支管(6)位于距MBR池底150mm~250mm的同一水平面上。
2.根據(jù)權利要求1所述的MBR膜組件曝氣系統(tǒng)，其特征在于，所述上層曝氣支管(7)和下層曝氣支管(6)的數(shù)量均與MBR膜組件(10)的數(shù)量一致。
3.根據(jù)權利要求1所述的MBR膜組件曝氣系統(tǒng)，其特征在于，所述上層曝氣支管(7)和下層曝氣支管(6)的管徑為DN15。
4.根據(jù)權利要求1所述的MBR膜組件曝氣系統(tǒng)，其特征在于，所述上層曝氣支管(7)和下層曝氣支管(6)均位于MBR膜組件底部集水管(11)的正下方。
5.根據(jù)權利要求1所述的MBR膜組件曝氣系統(tǒng)，其特征在于，所述上層曝氣支管(7)距離MBR池底430mm,所述下層曝氣支管(6)距離MBR池底200mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的MBR膜組件曝氣系統(tǒng)，其特征在于，所述上層曝氣主管(5)上裝有上層曝氣管氣動閥(3)，所述下層曝氣主管(4)上裝有下層曝氣管氣動閥(2)。
7.根據(jù)權利要求1所述的MBR膜組件曝氣系統(tǒng)，其特征在于，所述上層曝氣主管(5)和下層曝氣主管(4)之間還設有至少一層中間曝氣主管，各中間曝氣主管與所述MBR曝氣總管(I)連通，且每層中間曝氣主管連通有位于同一水平面上的多根中間曝氣支管。
8.根據(jù)權利要求f7之一所述的MBR膜組件曝氣系統(tǒng)，其特征在于，所述MBR曝氣總管Cl)上裝有空氣流量計(13)。
9.一種對權利要求1、之一所述的MBR膜組件曝氣系統(tǒng)控制的方法，MBR膜組件(10)過濾采用間歇出水的方式，抽停比為8min/2min，即產(chǎn)水8min，停止產(chǎn)水2min，IOmin為一個產(chǎn)水抽停周期；其特征在于，所述上層曝氣主管(5)和下層曝氣主管(4)輪流循環(huán)曝氣，且上層曝氣主管(5)和下層曝氣主管(4)的曝氣時間轉換周期與產(chǎn)水抽停周期一致，上層曝氣主管(5)的曝氣時間與下層曝氣主管(4)的曝氣時間的比為6:4，并且MBR膜組件(10)停止產(chǎn)水時的2min期間所述下層曝氣主管(4)曝氣。
10.根據(jù)權利要求9所述的對MBR膜組件曝氣系統(tǒng)控制的方法，其特征在于，所述MBR膜組件(10)停止出水時進行自動清水反洗，反洗時間30iT60S。
【文檔編號】C02F3/00GK103936138SQ201410189713
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權日:2014年5月7日
【發(fā)明者】徐巍, 李勇, 陳湘斌, 禹芝文, 黎慧娟 申請人:中國水電顧問集團中南勘測設計研究院有限公司, 湖南永興國水水處理有限公司