在空氣室3a中的壓縮空氣下保持水位與空氣支管Ia平行。
[0093]在適用于具有自由端的盒式膜組件的空氣擴(kuò)散器裝置中，參考圖10和11詳細(xì)描述了壓縮流入空氣室3a中的空氣并將壓縮空氣提供至擴(kuò)散器的步驟。
[0094]所述空氣流入部2a允許空氣進(jìn)入所述空氣室3a，且可調(diào)整它的尺寸以使等量的空氣流入空氣室3a。同時，所述空氣流入部2a保持距水通道4a預(yù)定的距離，目的是平穩(wěn)流入水。由于所述空氣室3a在頂部和側(cè)面封閉，流入所述空氣室3a中的空氣從頂部積聚以產(chǎn)生空氣壓力。因此，所述空氣室3a中的水通過水通道4a流入，這導(dǎo)致空氣室3a中水位的變化。
[0095]隨著壓縮空氣通過空氣積聚管入口 6a流入，空氣積聚管5a中的水位變?yōu)榕c空氣室3a中的水位相等，且當(dāng)所述水位降低至空氣積聚管5a的彎曲部分(inflected part)或彎曲部分(curved part)時，通過擴(kuò)散器連接部7a排出空氣。隨著空氣室3a中的壓縮空氣被立即轉(zhuǎn)移至擴(kuò)散器7a，水再次通過水通道4a流入空氣室3a，從而水位被恒定保持。在這種情況下，無論空氣在空氣室3a中積聚和轉(zhuǎn)移至擴(kuò)散器7a，空氣通過空氣流入部2a連續(xù)流入，且考慮到水再次通過水通道4a移動的時間，空氣室3a中的水位最大值低于空氣室3a的頂端。由空氣流入量、空氣室3a的體積和水通道4a的尺寸確定最高水位。
[0096]轉(zhuǎn)移至擴(kuò)散器9a中的空氣將擴(kuò)散器9a中的水推出并通過孔1a擴(kuò)散為氣泡。通過孔徑，產(chǎn)生粗氣泡，并根據(jù)空氣流入量、空氣室3a的體積和孔的橫截面積連續(xù)排放4_6s?；趬嚎s空氣是否流入擴(kuò)散器9a確定產(chǎn)生氣泡的曝氣時間和不產(chǎn)生氣泡的非曝氣時間，并因此，可以說通過擴(kuò)散器9a擴(kuò)散的曝氣是間歇的而不是連續(xù)的。同時，當(dāng)通過空氣流入部2a流入的空氣量增加時，非曝氣時間減少，且可基于膜分離罐的操作條件調(diào)整曝氣/非曝氣周期。
[0097]對于空氣室3a的相同的體積，當(dāng)通過空氣流入部2a流入的空氣量大于預(yù)定的水平時，在通過擴(kuò)散器9a流入的空氣全部通過孔1a擴(kuò)散之前，新壓縮的空氣通過擴(kuò)散器9a流入，因此沒有非曝氣時間。即，當(dāng)流入空氣的量大于預(yù)定的水平時，連續(xù)曝氣是可能的。該現(xiàn)象促成本發(fā)明的基于孔1a的尺寸采用4_6s排放氣泡的特征，且相反地，被設(shè)計以產(chǎn)生超大氣泡的傳統(tǒng)的空氣擴(kuò)散器裝置需要過量的空氣用于連續(xù)曝氣，并因此是實際上不可行的。
[0098]轉(zhuǎn)移至擴(kuò)散器9a中的壓縮空氣擴(kuò)散至擴(kuò)散器9a的兩端，且通過擴(kuò)散器9a的所有孔產(chǎn)生氣泡。同時，水通過污泥出口 Ila從內(nèi)部移動至外部，且隨著擴(kuò)散器9a中的空氣壓力下降，水可再次通過污泥出口 Ila流入。由于擴(kuò)散器9a中的水通過污泥出口 Ila以預(yù)定的周期被排放，污泥和固體沉淀物不被保持在原處。
[0099]圖12是說明所述具有自由端的中空纖維膜單元組件在所述能夠間歇和連續(xù)曝氣的空氣擴(kuò)散器裝置上組裝的橫截面視圖，且如前面所描述的，當(dāng)所述中空纖維單元組件在所述能夠間歇和連續(xù)曝氣的空氣擴(kuò)散器裝置上組裝時，轉(zhuǎn)移至擴(kuò)散器9a內(nèi)的壓縮空氣穿過所述擴(kuò)散器的所有孔以產(chǎn)生氣泡，且所產(chǎn)生的氣泡向上移動并與全部的具有自由端的中空纖維單元組件均等地接觸，從而有效地移除沉積在膜表面上的污染物。
[0100]圖13是說明多個空氣擴(kuò)散器裝置與空氣管平行連接且具有自由端的盒式中空纖維膜組件在所述空氣擴(kuò)散器裝置上方平行組裝以增加完整性的橫截面視圖，且本發(fā)明的空氣擴(kuò)散器裝置由于相對小的尺寸可與所述膜組件機(jī)械分離并配置在所述膜組件的下方，且具有根據(jù)所述膜的形狀和排布適當(dāng)配置所述空氣擴(kuò)散器裝置的優(yōu)勢，并進(jìn)一步具有使對應(yīng)于氣泡尺寸的膜組件間的間隔最小化并因此使膜完整性最大化的優(yōu)勢。在由空氣擴(kuò)散器裝置產(chǎn)生的空氣曝氣和湍流流動中，具有在各中空纖維膜單元組件間均等的水處理的效果和由于由空氣擴(kuò)散器裝置提供的清潔空氣的高的運(yùn)動速度具有改善的清潔效果，且實現(xiàn)了水流和清潔空氣流的有效供應(yīng)，因此可增加所述中空纖維單元組件的完整性并由于曝氣速率(即用于清潔中使用的供應(yīng)空氣的量)的下降提供操作成本下降效果。
[0101]工業(yè)實用件
[0102]通過使用所述具有自由端的中空纖維膜，水的流動性增加，且在用于防止發(fā)生在傳統(tǒng)浸沒式膜組件的雜質(zhì)阻塞的曝氣工藝中，用少量的空氣提高清潔性能，導(dǎo)致減少的清潔空氣的使用量和改進(jìn)的水處理工藝中的能量效率，且涉及在所述具有自由端的中空纖維膜中的損壞的可能性下降，從而確保長期操作。同時，使用粗氣泡產(chǎn)生與空氣積聚管連接的能夠間歇/連續(xù)曝氣的空氣擴(kuò)散器裝置的具有自由端的盒式膜組件可間歇地產(chǎn)生具有高能量消耗率的清潔空氣，因此清潔空氣的總量下降且整個系統(tǒng)所需的空氣發(fā)生器的能力下降，并由于空氣積聚管的使用，間歇曝氣在無機(jī)械閉鎖裝置例如自動閥時是可行的，因此有助于空氣管簡單化和閥元件的減少，這相對于基于傳統(tǒng)的閥控制的間歇曝氣方法提供了增加維修和管理的方便性的優(yōu)勢，形成在水處理工業(yè)中的有效應(yīng)用。
【主權(quán)項】
1.一種具有自由端的盒式中空纖維膜組件，其包含: 具有自由端的中空纖維膜單元組件；和 盒框架， 其中所述具有自由端的中空纖維膜單元組件包含多個中空纖維膜所連接和固定在其上的歧管，所述中空纖維膜在頂部封閉且在底部開放， 所述盒框架具有開放的頂部和底部且四個側(cè)面的任何一個或兩個相對側(cè)面含集水箱，和 多個中空纖維膜單元組件以所述集水箱的垂直方向相互平行排列，且在所述歧管兩端配置經(jīng)處理的水出口以與所述集水箱連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自由端的盒式中空纖維膜組件，其中所述中空纖維膜單元組件的歧管的橫截面具有流線型結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自由端的盒式中空纖維膜組件，其中所述盒框架的集水箱包含至少一個能夠開放或閉合的集水出口，且所述集水箱的內(nèi)部被配置以使所述歧管的兩端與所述集水出口連通。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自由端的盒式中空纖維膜組件，其中所述歧管的經(jīng)處理的水出口與所述集水箱的下部連接，所述集水出口位于所述集水箱的上部，且所述經(jīng)處理的水出口與所述集水出口連通，彼此隔開。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有自由端的盒式中空纖維膜組件，其中集水箱的內(nèi)部空間具有下面形狀的任何一個:在集水出口所處的上部具有大的體積、在經(jīng)處理的水出口所處的下部具有大的體積且在中間具有小的體積的形狀，在下部具有大的體積且在上部具有小的體積的形狀，和從下部至上部具有逐漸下降的體積的形狀。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自由端的盒式中空纖維膜組件，其中所述盒式中空纖維膜組件以多層堆積在所述盒框架上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有自由端的盒式中空纖維膜組件，其中在所述盒式中空纖維膜組件和所述盒框架的任何一個中形成凹槽并在另一個中形成對應(yīng)于所述凹槽的凸槽，以允許以滑動的方式結(jié)合和堆放。8.一種浸沒式水處理裝置，其包含: 配置在權(quán)利要求1中定義的具有自由端的盒式中空纖維膜組件下方的空氣擴(kuò)散器裝置， 所述空氣擴(kuò)散器裝置包含: 其中水位隨空氣流入和擴(kuò)散變化的空氣室； 配置在所述空氣室中的空氣積聚管，以允許流動空氣推動空氣室中的水并壓縮所述空氣至預(yù)定的體積； 配置在所述空氣室中的水通道，其基于是否存在壓縮空氣允許空氣室中的水進(jìn)入；和 與所述空氣積聚管連接并具有多個孔的擴(kuò)散器。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的浸沒式水處理裝置，其中所述空氣室在頂部和側(cè)面封閉以允許流入所述空氣室中的空氣被壓縮而不是立即移入所述擴(kuò)散器以使所述壓縮空氣向下推動所述空氣室中的水且當(dāng)總水位達(dá)到所述空氣積聚管的彎曲部位時，所述壓縮空氣立即移入所述擴(kuò)散器以通過所述多個孔產(chǎn)生氣泡。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的浸沒式水處理裝置，其中所述空氣積聚管是U或J形。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的浸沒式水處理裝置，其中所述空氣室包含空氣流入部，通過該部用于在清潔中使用的空氣流入所述空氣室。12.—種權(quán)利要求8中定義的浸沒式水處理裝置的曝氣方法，其包含: 空氣供應(yīng)步驟，將空氣供應(yīng)至其中水位隨空氣流入和擴(kuò)散而變化的空氣室中； 空氣壓縮步驟，允許流入所述空氣室中的空氣向水通道推動所述空氣室中的水并通過空氣積聚管壓縮所述空氣至預(yù)定的體積； 空氣供給步驟，通過空氣積聚管將所述空氣室中的壓縮空氣供應(yīng)至擴(kuò)散器；和 曝氣步驟，將移入所述擴(kuò)散器的空氣通過孔供應(yīng)至膜組件。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的浸沒式水處理裝置的曝氣方法，進(jìn)一步包含: 過度供給步驟，當(dāng)在曝氣步驟中移入擴(kuò)散器中的空氣通過孔被全部供應(yīng)至膜組件時，在曝氣終止前從空氣室提供額外的壓縮空氣至所述擴(kuò)散器。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種含具有自由端的中空纖維膜單元組件和盒框架的盒式中空纖維膜組件和含配置在所述中空纖維膜組件下方的能夠間歇和連續(xù)曝氣的空氣擴(kuò)散器裝置的浸沒式水處理裝置，其中使用粗氣泡產(chǎn)生與空氣積聚管連接的能夠間歇/連續(xù)曝氣的空氣擴(kuò)散器裝置的具有自由端的盒式膜組件可通過調(diào)整空氣室的體積和流入空氣的量控制曝氣/非曝氣周期并基于膜分離罐中原水負(fù)荷和固體濃度的變化實施連續(xù)曝氣。
【IPC分類】B01D63/02, B01D65/02
【公開號】CN104902986
【申請?zhí)枴緾N201480002848
【發(fā)明人】金鎮(zhèn)浩, 樸珉守, 洪公善, 吉南錫, 趙漢衡, 崔炳昊
【申請人】愛科利態(tài)株式會社
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2014年3月25日
【公告號】WO2015099245A1