無需額外動力的mbr脈沖曝氣裝置及設有該裝置的曝氣系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置及設有該裝置的曝氣系統，包括供氣機構、無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置、曝氣干管和若干曝氣支管，無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置包括殼體和密度大于水的儲氣沉浮罐，殼體內設有容納并供儲氣沉浮罐往復沉浮的滑槽，儲氣沉浮罐的內部形成空腔，空腔的底端敞口，殼體的底部設有向空腔內供氣的進氣管，殼體的頂部側壁設有至少一個出氣管，儲氣沉浮罐的頂部側壁設有內置閥門且與出氣管對應的出氣口，閥門當儲氣沉浮罐出氣口到達對應出氣管的位置時可導通空腔和出氣管。本發明在相同的吹掃效果下，能夠比恒量恒速曝氣節約氣量，大大降低能耗；本裝置結構簡單，無需人工干預控制，吹掃效果好。
【專利說明】無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置及設有該裝置的曝氣系 統
【技術領域】
[0001] 本發明用于污水處理【技術領域】，特別是涉及一種無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝 置及設有該裝置的曝氣系統。
【背景技術】
[0002] 膜生物反應器（Membrane Bioreactor-MBR)的處理工藝是一項新興的水處理技 術，是傳統污水生物處理工藝與膜分離技術的有機結合，已成功地應用于污水處理。膜生物 反應器一般由膜分離組件及生物反應器兩部分組成，一般膜生物反應器是將膜組件置于生 物反應器內，通過隔離高濃度的活性污泥，以達到較高的C0D去除率。
[0003] 膜生物反應器的設計重點是一套高效率的膜清洗系統，可選擇的方法包括水反沖 洗、氣洗、化學藥劑清洗等。所述氣洗過程即使用較大的氣量對膜組件表面的吹掃，以防止 膜組件的污染，為了保證清洗效果，對持續清洗的氣泡的大小和數量有較高的要求，而這一 過程將消耗大量的能量。
[0004] 為了克服曝氣裝置能耗高的問題，可選擇的一個方法是采用脈沖曝氣法，可極大 地降低曝氣能耗，而且可通過脈沖式曝氣，強化單股氣泡的沖刷能力，提高清洗效果。然而， 目前存在的脈沖式曝氣大部分采用電磁閥控制的方式，這樣一方面設備的頻繁切換容易導 致執行器故障和管道憋壓，另一方面也大大增大了設備的投入成本。
【發明內容】
[0005] 為解決上述問題，本發明提供一種簡單的、無需額外動力控制的膜生物反應器脈 沖曝氣裝置及設有該裝置的曝氣系統，可在極低的投資條件下獲得更好的清洗效果和能耗 降低。
[0006] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種無需額外動力的MBR脈沖曝氣 裝置，包括殼體和密度大于水的儲氣沉浮罐，所述殼體內設有容納所述儲氣沉浮罐并供儲 氣沉浮罐沿重力方向往復沉浮的滑槽，所述儲氣沉浮罐的內部形成空腔，所述空腔的底端 敞口，所述殼體的底部設有可通過所述敞口向所述空腔內供氣的進氣管，所述殼體的頂部 側壁設有至少一個出氣管，所述儲氣沉浮罐的頂部側壁設有內置閥門且與所述出氣管對應 的出氣口，所述閥門當儲氣沉浮罐出氣口到達對應出氣管的位置時可導通所述空腔和出氣 管。
[0007] 進一步作為本發明技術方案的改進，所述閥門包括通過鉸鏈安裝在所述出氣口下 沿的拍門，當儲氣沉浮罐出氣口到達對應出氣管的位置時，所述拍門可向出氣管內單方向 打開。
[0008] 進一步作為本發明技術方案的改進，所述殼體為底部開口、頂部密封的倒置桶，所 述倒置桶的內腔形成供儲氣沉浮罐沿重力方向往復沉浮的滑槽。
[0009] 進一步作為本發明技術方案的改進，所述倒置桶的頂部內側和/或儲氣沉浮罐的 頂部外側設有緩沖墊。
[0010] 進一步作為本發明技術方案的改進，所述倒置桶的內壁設有若干沿重力方向的導 槽，所述儲氣沉浮罐的外周設有若干嵌入所述導槽的滾輪或滑塊。
[0011] 進一步作為本發明技術方案的改進，所述儲氣沉浮罐的外周設有若干沿重力方向 的導槽，所述倒置桶的內壁設有若干嵌入所述導槽的滾輪或滑塊。
[0012] 一種設有無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置的曝氣系統，包括供氣機構、上述無 需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置、曝氣干管和若干裝在所述曝氣干管上的曝氣支管，所述 供氣機構通過進氣管與所述無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置連通，所述無需額外動力的 MBR脈沖曝氣裝置通過出氣管與曝氣干管連通，沿各所述曝氣支管設有若干曝氣口。
[0013] 進一步作為本發明技術方案的改進，所述進氣管上設有球閥、蝶閥、截止閥或止回 閥。
[0014] 本發明的有益效果： 本發明的無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置，其工作過程為：將整個裝置浸入水體，氣 體由供氣機構提供，通過進氣管進入位于裝置殼體內部的儲氣沉浮罐里，儲氣沉浮罐內部 逐漸充滿空氣，并在浮力作用下逐漸克服自身重力向上運動，當到達裝置殼體頂部時，儲氣 沉浮罐出氣口到達出氣管的位置，在內部空氣的浮力作用下拍門打開，并釋放儲氣沉浮罐 內的氣體；當儲氣沉浮罐內的氣體釋放完畢后浮力作用消失，在重力作用下儲氣沉浮罐自 動下降，出氣孔拍門自動關閉，并重新回到裝置殼體的底部，重新填充空氣，重復下一個釋 放過程。
[0015] 本發明相對于現有技術，具有以下有益效果： 本發明對膜組件采用一種周期性的脈沖式吹掃方式，在相同的吹掃氣量條件下，比起 一般恒量恒速曝氣釋放更多氣量，能夠使其定期強烈抖動，更有效地擾動膜組件，在吹掃氣 泡的作用下更高效地清洗膜表面的堵塞物；在相同的吹掃效果下，能夠比恒量恒速曝氣節 約氣量，大大降低能耗；本裝置結構簡單，無需人工干預控制，吹掃效果好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 下面結合附圖對本發明作進一步說明： 圖1是本發明無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置處于儲氣過程中的示意圖； 圖2是本發明無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置處于浮力作用時的示意圖； 圖3是本發明無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置處于釋放空氣時的示意圖； 圖4是本發明無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置處于下沉過程中的示意圖； 圖5是本發明設有無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置的曝氣系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 參照圖1至圖4,本發明提供了一種無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置，包括殼體 1和儲氣沉浮罐2,罐體材質采用密度大于水的材料，密度為1?30kg*nT 3 (可用鋁合金材 質，密度為2. 6kg*nT3)，所述殼體1內設有容納所述儲氣沉浮罐2并供儲氣沉浮罐2沿重力 方向往復沉浮的滑槽，所述儲氣沉浮罐2的內部形成空腔21，所述空腔21的底端敞口，所述 殼體1的底部設有可通過所述敞口向所述空腔21內供氣的進氣管3,所述殼體1的頂部側 壁設有至少一個出氣管11，所述儲氣沉浮罐2的頂部側壁設有內置閥門且與所述出氣管11 對應的出氣口 22,所述閥門當儲氣沉浮罐2出氣口 22到達對應出氣管11的位置時可導通 所述空腔21和出氣管11。所述閥門包括通過鉸鏈安裝在所述出氣口 22下沿的拍門23,當 儲氣沉浮罐2出氣口 22到達對應出氣管11的位置時，所述拍門23可向出氣管11內單方 向打開。
[0018] 其中，所述殼體1為底部開口、頂部密封的倒置桶，通過底部開口與外部開放連 通，所述倒置桶的內腔形成供儲氣沉浮罐2沿重力方向往復沉浮的滑槽。
[0019] 所述倒置桶的頂部內側和/或儲氣沉浮罐2的頂部外側設有緩沖墊4,緩沖墊4為 橡膠材質，提供保護以防止損壞儲氣沉浮罐2。
[0020] 儲氣沉浮罐2和倒置桶兩部分之間采用滾輪、滑槽或直聯的方式聯接，可沿重力 方向做相對運動，具體包括以下方案：1).所述倒置桶的內壁設有若干沿重力方向的導槽， 所述儲氣沉浮罐2的外周設有若干嵌入所述導槽的滾輪或滑塊；2).所述儲氣沉浮罐2的 外周設有若干沿重力方向的導槽，所述倒置桶的內壁設有若干嵌入所述導槽的滾輪或滑 塊。
[0021] 本無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置使用時，其工作過程為：將整個裝置浸入水 體，供氣機構供給氣體，通過進氣管3進入位于裝置殼體1內部的儲氣沉浮罐2,儲氣沉浮 罐2的內部逐漸充滿空氣，并如圖2所示，在浮力作用下逐漸克服自身重力向上運動，緩沖 墊4提供保護以防止損壞儲氣沉浮罐2 ;當到達裝置殼體1頂部時，如圖3所示，儲氣沉浮 罐2的拍門23到達位于出氣管11的位置，拍門23在空氣上浮作用下打開，并釋放存儲于 儲氣沉浮罐2內部的氣體；當儲氣沉浮罐2內存儲的氣體釋放完畢后浮力作用消失，由于儲 氣沉浮罐2的密度大于水，故如圖4所示，在重力作用下自動下降，拍門23受力自動關閉， 儲氣沉浮罐2重新回到裝置殼體1的底部，并重新填充空氣，重復下一個釋放過程。
[0022] 如圖5所述，本發明還提供一種設有無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置的曝氣系 統，包括供氣機構51、上述無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置52、曝氣干管53和若干裝在 所述曝氣干管53上的曝氣支管54,所述供氣機構51通過設有球閥、蝶閥、截止閥或止回閥 的進氣管3與所述無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置52連通，所述無需額外動力的MBR脈 沖曝氣裝置52通過出氣管11與曝氣干管53連通，沿各所述曝氣支管54設有若干曝氣口。
[0023] 本系統中由出氣管11排出的脈沖氣體通過曝氣干管53和若干裝在所述曝氣干管 53上的曝氣支管54進入水體，完成對膜組件周期性的脈沖式吹掃清理。
[0024] 當然，本發明創造并不局限于上述實施方式，熟悉本領域的技術人員在不違背本 發明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利 要求所限定的范圍內。
【權利要求】
1. 一種無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置，其特征在于：包括殼體和密度大于水的儲 氣沉浮罐，所述殼體內設有容納所述儲氣沉浮罐并供儲氣沉浮罐沿重力方向往復沉浮的滑 槽，所述儲氣沉浮罐的內部形成空腔，所述空腔的底端敞口，所述殼體的底部設有可通過所 述敞口向所述空腔內供氣的進氣管，所述殼體的頂部側壁設有至少一個出氣管，所述儲氣 沉浮罐的頂部側壁設有內置閥門且與所述出氣管對應的出氣口，所述閥門當儲氣沉浮罐出 氣口到達對應出氣管的位置時可導通所述空腔和出氣管。
2. 根據權利要求1所述的無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置，其特征在于：所述閥門 包括通過鉸鏈安裝在所述出氣口下沿的拍門，當儲氣沉浮罐出氣口到達對應出氣管的位置 時，所述拍門可向出氣管內單方向打開。
3. 根據權利要求1或2所述的無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置，其特征在于：所述 殼體為底部開口、頂部密封的倒置桶，所述倒置桶的內腔形成供儲氣沉浮罐沿重力方向往 復沉浮的滑槽。
4. 根據權利要求3所述的無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置，其特征在于：所述倒置 桶的頂部內側和/或儲氣沉浮罐的頂部外側設有緩沖墊。
5. 根據權利要求3所述的無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置，其特征在于：所述倒置 桶的內壁設有若干沿重力方向的導槽，所述儲氣沉浮罐的外周設有若干嵌入所述導槽的滾 輪或滑塊。
6. 根據權利要求3所述的無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置，其特征在于：所述儲氣 沉浮罐的外周設有若干沿重力方向的導槽，所述倒置桶的內壁設有若干嵌入所述導槽的滾 輪或滑塊。
7. -種設有無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置的曝氣系統，其特征在于：包括供氣機 構、權利要求1?6任一項所述的無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置、曝氣干管和若干裝在 所述曝氣干管上的曝氣支管，所述供氣機構通過進氣管與所述無需額外動力的MBR脈沖曝 氣裝置連通，所述無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置通過出氣管與曝氣干管連通，沿各所 述曝氣支管設有若干曝氣口。
8. 根據權利要求7所述的設有無需額外動力的MBR脈沖曝氣裝置的曝氣系統，其特征 在于：所述進氣管上設有球閥、蝶閥、截止閥或止回閥。
【文檔編號】C02F3/00GK104192982SQ201410381464
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月5日 優先權日:2014年8月5日
【發明者】張濟 申請人:諾衛環境安全工程技術(廣州)有限公司, 諾衛環境安全工程技術(天津)有限公司, 聯合環境水務（昌邑）有限公司