本實(shí)用新型涉及環(huán)境保護(hù)中的水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種膜擦洗曝氣節(jié)能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

膜生物反應(yīng)器(Membrane Bio-reactor，簡稱MBR)是將生物降解作用與膜的高效分離技術(shù)結(jié)合而成的一種新型高效的污水處理與回用工藝。膜生物反應(yīng)器工藝通過膜分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能，與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，具有出水水質(zhì)好、生化效率高、抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、占地面積小、排泥周期長、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、運(yùn)行管理簡單等特點(diǎn)。因此，膜生物反應(yīng)器作為一種新型的高效污水處理技術(shù)，在污水處理及回用方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

目前限制MBR在實(shí)際應(yīng)用中得到進(jìn)一步推廣的主要因素是能耗和膜污染問題，而能耗問題歸根到底也是膜污染問題，因此，防治膜污染成為MBR研究和推廣的關(guān)鍵。在膜過濾過程中，膜面污染物主要來自兩方面：一是混合液中的固體物質(zhì)；二是混合液中的溶解性有機(jī)物(主要是代謝產(chǎn)物)。污泥濃度過高時(shí)，污泥易在膜表面沉積，形成較厚的污泥層，導(dǎo)致膜過濾阻力增加；同時(shí)高污泥濃度下系統(tǒng)中會(huì)積累大量的溶解性微生物產(chǎn)物(Soluble microbial products，SMP)，而SMP是造成膜污染的主要物質(zhì)之一，會(huì)進(jìn)一步加劇膜污染。而當(dāng)污泥濃度過低時(shí)，污泥對(duì)溶解性有機(jī)物的吸附和降解能力減弱，使得上清液中的溶解性有機(jī)物濃度增加，加快了凝膠層的形成，導(dǎo)致膜過濾阻力的增加。

曝氣量通過對(duì)污泥顆粒在膜表面的剪切作用影響膜污染速率。隨著膜擦洗曝氣量的增加，膜生物反應(yīng)器內(nèi)液體循環(huán)流速升高，提高了膜表面流體剪切速率，從而減輕膜污染；但過高的曝氣強(qiáng)度對(duì)污泥絮體的剪切作用可破壞污泥絮體中微生物、無機(jī)顆粒和胞外多聚物(extra-cellular polymers，ECP)之間的相互聯(lián)系，使菌膠團(tuán)解體，釋放ECP到上清液中，增加了溶解性物質(zhì)的濃度和混合液粘度，又會(huì)加劇膜污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種膜擦洗曝氣節(jié)能控制系統(tǒng)，能精確控制膜擦洗曝氣量，得出一定條件下的膜擦洗經(jīng)濟(jì)曝氣量，不僅解決了現(xiàn)有膜擦洗曝氣系統(tǒng)曝氣量過高和過低均會(huì)造成的膜污染的問題，而且節(jié)約曝氣能耗。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種膜擦洗曝氣節(jié)能控制系統(tǒng)，能控制設(shè)在膜池內(nèi)的MBR膜組件的膜擦洗曝氣量，包括：

氣體流量計(jì)、MLSS傳感器、信號(hào)反饋控制器、壓力傳感器和透過液流量計(jì)；

所述氣體流量計(jì)設(shè)在膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)連接所述MBR膜組件的進(jìn)氣管上，所述氣體流量計(jì)與控制所述膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)和風(fēng)管控制閥的控制裝置電氣連接；

所述透過液流量計(jì)設(shè)在透過液泵連接的所述MBR膜組件的排液管上；

所述MLSS傳感器設(shè)在所述膜池內(nèi)的液面以下；

所述壓力傳感器連接在所述MBR膜組件的排液管上；

所述信號(hào)反饋控制器分別與所述MLSS傳感器、壓力傳感器、透過液流量計(jì)和氣體流量計(jì)電氣連接，能根據(jù)接收的MLSS監(jiān)測(cè)值、壓力監(jiān)測(cè)值、透過液流量監(jiān)測(cè)值與設(shè)定值對(duì)比，將對(duì)比得出的偏差值轉(zhuǎn)換為數(shù)字模擬信號(hào)反饋給氣體流量計(jì)，由氣體流量計(jì)發(fā)送控制膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)和風(fēng)管控制閥的控制信號(hào)進(jìn)行曝氣量控制。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的控制系統(tǒng)，通過設(shè)置的與設(shè)在膜池內(nèi)的MBR膜組件有機(jī)連接的氣體流量計(jì)、MLSS傳感器、壓力傳感器和透過液流量計(jì)，并將氣體流量計(jì)、MLSS傳感器、壓力傳感器和透過液流量計(jì)與信號(hào)反饋控制器連接；可以將MLSS傳感器、壓力傳感器、透過液流量計(jì)信號(hào)與設(shè)定值對(duì)比計(jì)算后計(jì)算成膜擦洗曝氣量反饋給氣體流量計(jì)，由氣體流量計(jì)控制膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)MBR膜擦洗曝氣量的精確控制。該系統(tǒng)可以通過膜擦洗曝氣量的精確控制，不僅可以避免膜擦洗曝氣量過低時(shí)，膜表面錯(cuò)流速度小而無法有效去除膜表面泥餅層造成的膜污染；而且可以有效避免膜擦洗曝氣量過高時(shí)，破壞污泥絮體中微生物、無機(jī)顆粒和胞外多聚物(ECP)的存在形態(tài)，增加溶解性物質(zhì)的濃度和混合液粘度，造成的膜污染加劇現(xiàn)象。同時(shí)該系統(tǒng)通過精確曝氣量控制，可以得出一定污泥濃度和恒定透過液流量條件下的經(jīng)濟(jì)曝氣量，從而實(shí)現(xiàn)減緩膜污染又節(jié)約能耗的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的控制系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；

圖中各標(biāo)號(hào)為：1.膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)、2.氣體流量計(jì)、3.風(fēng)管控制閥、4.MLSS傳感器、5.信號(hào)反饋控制器、6.壓力傳感器、7.膜組件、8.透過液泵控制閥、9.透過液泵、10.透過液流量計(jì)、11.膜池、12.進(jìn)水管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種膜擦洗曝氣節(jié)能控制系統(tǒng)，能準(zhǔn)確控制設(shè)在膜池內(nèi)的MBR膜組件的膜擦洗曝氣量，包括：

氣體流量計(jì)、MLSS傳感器、信號(hào)反饋控制器、壓力傳感器和透過液流量計(jì)；

所述氣體流量計(jì)設(shè)在膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)連接所述MBR膜組件的進(jìn)氣管上，所述氣體流量計(jì)與控制所述膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)和風(fēng)管控制閥的控制裝置電氣連接；

所述透過液流量計(jì)設(shè)在透過液泵連接的所述MBR膜組件的排液管上；

所述MLSS傳感器設(shè)在所述膜池內(nèi)，具體設(shè)在膜池的出水渠內(nèi)；

所述壓力傳感器連接在所述MBR膜組件的排液管上；

所述信號(hào)反饋控制器分別與所述MLSS傳感器、壓力傳感器、透過液流量計(jì)和氣體流量計(jì)電氣連接，能根據(jù)接收的MLSS監(jiān)測(cè)值、壓力監(jiān)測(cè)值、透過液流量監(jiān)測(cè)值與設(shè)定值對(duì)比，將對(duì)比得出的偏差值轉(zhuǎn)換為數(shù)字模擬信號(hào)反饋給氣體流量計(jì)，由氣體流量計(jì)發(fā)送控制膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)和風(fēng)管控制閥的控制信號(hào)進(jìn)行曝氣量控制。

上述控制系統(tǒng)中，氣體流量計(jì)設(shè)在所述膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)與風(fēng)管控制閥之間的進(jìn)氣管上。

上述控制系統(tǒng)中，壓力傳感器設(shè)在所述MBR膜組件與透過液控制閥之間的排液管上。

上述控制系統(tǒng)中，透過液流量計(jì)設(shè)在所述排液管末端，處于透過液泵之后的管路上。

上述控制系統(tǒng)中，氣體流量計(jì)采用帶有流量調(diào)節(jié)器的熱式氣體流量計(jì)。

上述控制系統(tǒng)中，信號(hào)反饋控制器采用帶有輸入裝置、顯示裝置和存儲(chǔ)裝置的PLC控制器。

進(jìn)一步的，上述控制系統(tǒng)還包括：

膜池，其內(nèi)設(shè)置MBR膜組件，所述MBR膜組件的進(jìn)氣管連接有膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)，所述進(jìn)氣管上設(shè)有風(fēng)管控制閥；

所述MBR膜組件的排液管連接透過液泵，所述排液管上設(shè)有透過液控制閥。

上述膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)采用變頻控制的鼓風(fēng)機(jī)。

本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)依據(jù)一定的污泥濃度和恒定流量條件下，必存在一個(gè)經(jīng)濟(jì)曝氣量，該曝氣量既可有效防止大量污泥絮體在膜面沉積而導(dǎo)致膜污染，又不會(huì)使污泥絮體粉碎堵塞膜孔而引起不可逆的膜污染，既達(dá)到減緩膜污染的同時(shí)，又節(jié)約能耗的目的，通過本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的控制，可使得膜擦洗曝氣工作于經(jīng)濟(jì)曝氣量。

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本實(shí)施例提供的膜擦洗曝氣節(jié)能控制系統(tǒng)，包括：膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)1、氣體流量計(jì)2、風(fēng)管控制閥3、MLSS傳感器4、信號(hào)反饋控制器5、壓力傳感器6、MBR膜組件7、透過液泵控制閥8、透過液泵9、透過液流量計(jì)10和膜池12；其中，MLSS傳感器設(shè)置于膜池出水渠，用于監(jiān)測(cè)膜池MLSS濃度，同時(shí)避免曝氣擾動(dòng)對(duì)測(cè)量精度的影響；壓力傳感器設(shè)置在透過液泵進(jìn)水管路上，用于測(cè)定跨膜壓差；氣體流量計(jì)設(shè)置在膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)與膜組件的進(jìn)氣管路上，用于測(cè)定膜擦洗曝氣量；透過液流量計(jì)設(shè)置在透過液泵后端管路上，用于測(cè)定透過液流量；所述的MLSS傳感器、壓力傳感器、氣體流量計(jì)、透過液流量計(jì)均與信號(hào)反饋控制器連接；以上控制系統(tǒng)中，信號(hào)反饋控制器采用：帶有輸入裝置、顯示裝置和存儲(chǔ)裝置的PLC控制器，用于輸入和存儲(chǔ)MLSS、跨膜壓差、透過液流量設(shè)定值，接受傳感器采集的MLSS監(jiān)測(cè)值、壓力監(jiān)測(cè)值、透過液流量監(jiān)測(cè)值，并將MLSS監(jiān)測(cè)值、壓力監(jiān)測(cè)值、透過液流量監(jiān)測(cè)值與設(shè)定值對(duì)比，將對(duì)比得出的偏差值轉(zhuǎn)換為數(shù)字模擬信號(hào)反饋給氣體流量計(jì)，使氣體流量計(jì)發(fā)送控制膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)和風(fēng)管控制閥工作狀態(tài)的控制信號(hào)。以上控制系統(tǒng)中，膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)采用變頻控制的鼓風(fēng)機(jī)；氣體流量計(jì)采用帶有流量調(diào)節(jié)器的熱式氣體流量計(jì)。

本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)精確控制膜擦洗曝氣量，不僅可以避免膜擦洗曝氣量過低時(shí)，膜表面錯(cuò)流速度小而無法有效去除膜表面泥餅層造成的膜污染；而且可以有效避免膜擦洗曝氣量過高時(shí)，破壞污泥絮體中微生物、無機(jī)顆粒和胞外多聚物(ECP)的存在形態(tài)，增加溶解性物質(zhì)的濃度和混合液粘度，造成的膜污染加劇現(xiàn)象。同時(shí)該系統(tǒng)通過精確曝氣量控制，可以得出一定污泥濃度和恒定透過液流量條件下的經(jīng)濟(jì)曝氣量，從而實(shí)現(xiàn)減緩膜污染又節(jié)約能耗的目的。

實(shí)施例1

本實(shí)施例為應(yīng)用本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的例子：

某污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)為：

采用本實(shí)用新型的膜擦洗曝氣控制系統(tǒng)(如圖1所示)，其中膜生物反應(yīng)器的MBR膜組件采用中空纖維膜，在保證出水達(dá)標(biāo)的條件下，通過該控制系統(tǒng)的在線實(shí)時(shí)精確曝氣控制，大大節(jié)約了膜擦洗曝氣量，同時(shí)采用本套膜擦洗曝氣控制系統(tǒng)，減緩了膜污染速率，從而降低膜清洗的頻率，進(jìn)一步節(jié)約膜清洗的能耗，最終達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。