一種脈沖氣體發生裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種脈沖氣體發生裝置，旨在提供一種僅需要較小流量的氣流，即可實現瞬間均勻釋放大流量氣體產生大氣泡的脈沖曝氣效果；并且可有效避免因污泥沉淀而發生氣道堵塞造成曝氣失效的問題，延長裝置使用壽命的脈沖氣體發生裝置。它包括殼體，所述殼體的內腔構成集氣腔室，且集氣腔室的下端開口，所述集氣腔室內設有集氣管道，集氣管道具有與集氣腔室相連通的第一開口及與殼體外部相連通的第二開口，所述集氣管道的最低點位于第一開口及第二開口的下方，且集氣管道的最低點部位設有與集氣管道的內腔相連通的排泥管。
【專利說明】
一種脈沖氣體發生裝置
技術領域
[0001] 本實用新型涉及膜過濾系統領域，具體涉及一種用于擦洗濾膜系統的脈沖氣體發 生裝置。
【背景技術】
[0002] MBR膜生物反應器是高效膜分離技術與活性污泥技術有機結合的新型污水處理技 術，與傳統廢水生物處理工藝比，膜生物反應器工藝具有產水水質好、占地面積小、自動化 程度高等優勢。目前阻礙MBR工藝在污水處理中應用和推廣的主要原因有:能耗較傳統工藝 高、膜污染問題以及更換膜所帶需成本;其中，高能耗因素的影響尤為嚴重。
[0003] 從MBR工藝主要能耗的來源來看，膜擦洗曝氣和生化工藝曝氣占總能耗的60-80% JBR工藝中的膜擦洗是依靠曝氣時空氣泡的攪動在膜表面形成交錯流產生剪切力和 擾動力，使懸浮物及生物凝聚體等大顆粒物在其作用下脫離膜表面，從而實現膜表面的清 潔。剪切力與擾動力的大小與初始氣泡速度、氣泡直徑和施加到該氣泡上的力相關，因此更 好的膜擦洗效果就需要更高的氣量及能耗。
[0004] 目前，現有技術的MBR膜生物反應器大多是連續曝氣，消耗很多能量;而由于膜污 染是逐步累積的，上述過濾過程并不需要連續曝氣攪動，適當時間間隔曝氣也可實現理想 的擦洗效果。現有技術中脈沖曝氣裝置可將連續穩定的氣流累積，當氣流積累到設定量時 便瞬間產生高流量大氣泡的曝氣，該曝氣可使膜上聚集的結垢薄膜、膠體等沉積物破碎，同 時能更有效的去除膜上的污染物，因此節能高效的脈沖曝氣便成為膜擦洗工藝的最佳選 擇。
[0005] 例如，中國專利申請號為200910068577.5，實用新型創造的名稱為曝氣清洗裝置， 其通過閥門控制來實現脈沖曝氣，但閥門操作過于頻繁不僅降低其壽命，增大成本，而且閥 門出問題時將導致無法曝氣，膜污染將急劇上升，降低膜壽命。
[0006] 又如，中國專利申請號為201080050537.9，實用新型創造的名稱為氣體分布器，其 可產生間歇氣流，但是在較高的污泥濃度下，當曝氣停止時，污泥沉淀會導致管路堵塞，從 而導致降低其有效使用壽命;同時，膜污染并不均勻，在不同的水質及不同的膜位置均需要 不同的曝氣頻率及強度，該氣體分布器無法滿足該要求。 【實用新型內容】
[0007] 本實用新型的目的是為了克服現有技術中存在的不足，提供一種僅需要較小流量 的氣流，即可實現瞬間均勻釋放大流量氣體產生大氣泡的脈沖曝氣效果;并且可有效避免 因污泥沉淀而發生氣道堵塞造成曝氣失效的問題，延長裝置使用壽命的脈沖氣體發生裝 置。
[0008] 本實用新型的技術方案是：
[0009] -種脈沖氣體發生裝置包括殼體，所述殼體的內腔構成集氣腔室，且集氣腔室的 下端開口，所述集氣腔室內設有集氣管道，集氣管道具有與集氣腔室相連通的第一開口及 與殼體外部相連通的第二開口，所述集氣管道的最低點位于第一開口及第二開口的下方， 且集氣管道的最低點部位設有與集氣管道的內腔相連通的排泥管。
[0010]本方案的脈沖氣體發生裝置僅需要較小流量的氣流，即可實現瞬間均勻釋放大流 量氣體產生大氣泡的脈沖曝氣效果;并且集氣管道內沉淀的污泥可以通過排泥管排出，因 而可有效避免因污泥沉淀而發生集氣管道堵塞造成曝氣失效的問題，延長裝置使用壽命。 [0011]作為優選，排泥管的上端口與集氣管道的內腔相連通，排泥管的下端封閉，且排泥 管的下端設有排泥通孔，所述排泥通孔的內徑小于排泥管的內徑。
[0012] 本方案結構不僅能夠將集氣管道內沉淀的污泥由排泥管及排泥通孔排出，并且可 以防止集氣管道中的氣體從排泥管排出；更重要的是，由于排泥通孔的內徑小于排泥管的 內徑，這樣在曝氣過程中，可以避免因集氣管道內壓力降低，造成外界的液體通過排泥通孔 及排泥管大量涌入集氣管道內，在集氣管道的最低點部位內形成液塞，而中斷曝氣的問題。
[0013] 作為優選，排泥管位于集氣管道的下方，且排泥管豎直設置。本方案結構有利于污 泥沉淀由排泥管排出。
[0014] 作為優選，集氣管道包括第一豎直管道、第二豎直管道及連通第一豎直管道與第 二豎直管道的下端的下連接管道，所述第一豎直管道的上端口構成所述第一開口，所述第 二豎直管道的上端口構成所述第二開口，所述殼體的頂面設有與集氣腔室相連通的連接通 孔，所述第二開口與連接通孔密封連接。
[0015] 作為優選，第一豎直管道包括定豎直管道及可沿滑動插設在豎直管道升降內的豎 直調節管道，所述豎直調節管道與定豎直管道之間設有密封圈，豎直調節管道的上端位于 定豎直管道的上方。
[0016] 本方案結構可以通過調節豎直調節管道的高度，進而調整脈沖發生器脈沖曝氣的 頻率及強度(豎直調節管道上端的高度越高，則曝氣強度越大、曝氣頻率降低;豎直調節管 道上端的高度越低，則曝氣強度越小、曝氣頻率升高），以適應不同水質及不同的膜位置均 需要不同的曝氣頻率及強度的需求。
[0017] 作為優選，排泥管為兩個，其中一個排泥管設置在第一豎直管道的下端并與第一 豎直管道的內腔的下端相連通，另一排泥管設置在第二豎直管道的下端并與第二豎直管道 的內腔的下端相連通。
[0018] 作為優選，還包括設置在殼體的頂面上方的布氣罩，所述布氣罩的頂面設有若干 曝氣孔，布氣罩的側面下邊緣設有排泥口。本方案的排泥口可以將布氣罩與殼體頂面之間 沉淀的污泥排出。
[0019] 作為優選，殼體的頂面中心向上凸起，形成由中心往四周邊緣傾斜延伸的斜面。本 方案結構有利于將沉淀在布氣罩與殼體頂面之間的污泥由排泥口排出。
[0020] 作為優選，布氣罩與殼體之間通過卡扣連接。
[0021 ]作為優選，還包括設置在殼體上的水平布氣管，水平布氣管上設有開口朝下的布 氣槽，所述布氣槽的兩端封閉，且布氣槽的一端設有進氣接口，布氣槽的槽口邊緣設有排氣 缺口，所述排氣缺口位于集氣腔室內或集氣腔室的正下方，且排氣缺口位于集氣管道的最 低點的下方。
[0022]本方案的水平布氣管、布氣槽及排氣缺口結構可以在保證可靠的為集氣腔室提供 氣源的前提下，有效解決水平布氣管內出現污泥沉淀堵塞布氣管，造成曝氣裝置失效的問 題。
[0023] 本實用新型的有益效果是：
[0024] 其一，僅需要較小流量的氣流，即可實現瞬間均勻釋放大流量氣體產生大氣泡的 脈沖曝氣效果；
[0025] 其二，可有效避免因污泥沉淀而發生氣道堵塞造成曝氣失效的問題，延長裝置使 用壽命；
[0026] 其三，可以調整脈沖發生器脈沖曝氣的頻率及強度，以適應不同水質及不同的膜 位置均需要不同的曝氣頻率及強度的需求。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本實用新型的實施例1的脈沖氣體發生裝置的一種結構示意圖。
[0028] 圖2為實施例4和實施例5中使用脈沖氣體發生裝置的膜生物反應器跨膜壓差隨運 行時間的變化趨勢圖。
[0029]圖中：殼體1、集氣腔室11、斜面12,布氣罩2、曝氣孔21、排泥口22,集氣管道3、第一 開口 31、豎直調節管道32、限位塊33、定豎直管道34、第二開口 35、第二豎直管道36、下連接 管道37,排泥管4、排泥通孔41，水平布氣管5、布氣槽51、排氣缺口 52。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述：
[0031] 實施例1:如圖1所示，一種脈沖氣體發生裝置包括殼體1，設置在殼體上的水平布 氣管5及設置在殼體的頂面上方的布氣罩2。殼體的內腔構成集氣腔室11，且集氣腔室的下 端開口。布氣罩與殼體之間通過卡扣連接。布氣罩的頂面設有若干曝氣孔21。布氣罩的側面 下邊緣設有排泥口 22。殼體的頂面中心向上凸起，形成由中心往四周邊緣傾斜延伸的斜面 12。殼體的頂面設有與集氣腔室相連通的連接通孔，且連接通孔位于殼體的頂面的中心。 [0032]集氣腔室內設有集氣管道3。集氣管道包括第一豎直管道、第二豎直管道36及連通 第一豎直管道與第二豎直管道的下端的下連接管道37。下連接管道水平設置。第一豎直管 道包括定豎直管道34及可沿滑動插設在豎直管道升降內的豎直調節管道32。定豎直管道與 第二豎直管道的內徑相同。豎直調節管道與定豎直管道之間設有密封圈。豎直調節管道的 上端位于定豎直管道的上方。豎直調節管道的外側面上并位于定豎直管道的上方設有限位 塊33。集氣管道具有與集氣腔室相連通的第一開口 31及與殼體外部相連通的第二開口 35。 第二開口與連接通孔密封連接。本實施例中第一豎直管道的上端口構成所述第一開口，第 二豎直管道的上端口構成所述第二開口。集氣管道的最低點位于第一開口及第二開口的下 方，本實施例中的集氣管道的最低點位于下連接管道處。
[0033]集氣管道的最低點部位設有與集氣管道的內腔相連通的排泥管4。排泥管的內徑 與第二豎直管道的內徑相同。排泥管位于集氣管道的下方。排泥管豎直設置。排泥管的長度 大于排泥管的外徑。排泥管的上端口與集氣管道的內腔相連通。排泥管的下端封閉，且排泥 管的下端設有排泥通孔41。排泥管的內腔的下端呈漏斗狀。排泥通孔的內徑小于排泥管的 內徑。本實施例中排泥通孔的內徑為排泥管的內徑的1/4或1 /5或1 /6。本實施例的排泥管為 兩個，其中一個排泥管設置在第一豎直管道的下端并與第一豎直管道的內腔的下端相連 通，另一排泥管設置在第二豎直管道的下端并與第二豎直管道的內腔的下端相連通。
[0034]水平布氣管固定在殼體側面上。水平布氣管5上設有開口朝下的布氣槽51。布氣槽 的兩端封閉，且布氣槽的一端設有進氣接口。布氣槽的槽口邊緣設有排氣缺口 52。排氣缺口 位于集氣腔室內或集氣腔室的正下方，本實施例中排氣缺口位于集氣腔室內。排氣缺口位 于集氣管道的最低點的下方，即排氣缺口位于下連接管道的下方。
[0035] 本實施例的脈沖氣體發生裝置的具體工作過程如下：
[0036] 布氣管上的進氣接口與外部進氣設備連接，為集氣腔室提供氣體。氣體通過進氣 接口進入布氣槽內，逐漸在布氣槽的頂部聚集并不斷將布氣槽中的液體排出，當布氣槽中 的液面低于排氣缺口的上邊緣時，布氣槽內的氣體從排氣缺口輸入集氣腔室內。另一方面， 由于布氣槽的開口朝下，因而不會產生水平布氣管內出現污泥沉淀堵塞布氣管，造成曝氣 裝置失效的問題。
[0037] 布氣槽內的氣體從排氣缺口不斷的輸入集氣腔室內（即外界小流量的氣流不斷的 輸入集氣腔室內），逐漸在集氣腔室的頂部聚集并不斷將集氣腔室中的液體排出；當集氣腔 室內的液體低于集氣管道的最低點（即集氣腔室內的液體低于下連接管道)時，集氣腔室內 通過集氣管道排出，實現瞬間釋放集氣腔室內的大量氣體，接著通過布氣罩的曝氣孔產生 大氣泡，如此完成一次曝氣。當集氣腔室內的氣體不斷聚集并使集氣腔室內的液體低于集 氣管道的最低點時，將再次曝氣，如此循環反復，達到小流量氣流輸入，來實現瞬間均勻釋 放大流量氣體產生大氣泡的脈沖曝氣效果。另一方面，集氣管道內沉淀的污泥可以通過排 泥管排出。
[0038] 另外，在MBR膜生物反應器應用時，還可以將若干個本實施例的脈沖氣體發生裝置 并排排列組成曝氣模塊安裝使用。
[0039] 實施例2:本實施例的脈沖氣體發生裝置參照實施例1。本實施例的脈沖氣體發生 裝置為設置一根排泥管的脈沖氣體發生裝置在膜生物反應器中的應用實例，本實施例的脈 沖氣體發生裝置記為1#脈沖氣體發生裝置。
[0040] 設置一根排泥管的脈沖氣體發生裝置進行運行測試。測試進水為城市生活污水， 測試過程中不斷提高膜池污泥濃度，污泥濃度典型值設置為5000mg/L、6000mg/L、7000mg/ 1^、800011^/1、900011^/1、1000011^/1，水力停留時間為4小時，每種污泥濃度工況連續測試一 個月（總共測試六個月）。測試過程中，若碰到脈沖氣體發生裝置污堵，測試過程仍繼續，直 至無法進行試驗為止。
[0041] 實施例3:本實施例的脈沖氣體發生裝置參照實施例1。本實施例為設置兩根排泥 管的脈沖氣體發生裝置在膜生物反應器中的應用實例，本實施例的脈沖氣體發生裝置記為 2#脈沖氣體發生裝置。
[0042] 設置兩根排泥管的脈沖氣體發生裝置進行運行測試。測試進水為城市生活污水， 測試過程中不斷提高膜池污泥濃度，污泥濃度典型值設置為5000mg/L、6000mg/L、7000mg/ 1^、800011^/1、900011^/1、1000011^/1，水力停留時間為4小時，每種污泥濃度工況連續測試一 個月（總共測試六個月）。測試過程中，若碰到脈沖氣體發生裝置污堵，測試過程仍繼續，直 至無法進行試驗為止。
[0043] 實施例2和實施例3測試結果如下表1
[0044] 表1不同污泥濃度下1#和狀脈沖氣體發生裝置測試結果一覽表
[0047] 實施例4:本實施例的脈沖氣體發生裝置參照實施例1。本實施例為脈沖氣體發生 裝置在膜生物反應器中的應用實例，且本實施例的脈沖氣體發生裝置在膜生物反應器的應 用過程中，脈沖氣體發生裝置的豎直調節管道的高度為固定高度。本實施例的脈沖氣體發 生裝置記為3#脈沖氣體發生裝置。
[0048] 本實施例的脈沖氣體發生裝置的排泥管設置為兩根。膜生物反應器系統進水水源 均為印染廢水，膜池內的污泥濃度約為5000mg/L，水力停留時間為4小時。脈沖氣體發生裝 置的豎直調節管道上端與定豎直管道上端之間的間距設置為8cm，脈沖曝氣強度為55m 3/h， 膜池有效水深為3.5米，脈沖氣體發生裝置最低點距池底0.3m。測試過程連續運行六個月。
[0049] 實施例5:本實施例的脈沖氣體發生裝置參照實施例1。本實施例為脈沖氣體發生 裝置在膜生物反應器中的應用實例，且本實施例的脈沖氣體發生裝置在膜生物反應器的應 用過程中，脈沖氣體發生裝置的豎直調節管道的高度進行了調節。本實施例的脈沖氣體發 生裝置記為4#脈沖氣體發生裝置。
[0050] 本實施例的脈沖氣體發生裝置的排泥管設置為兩根。膜生物反應器系統進水水源 均為印染廢水，膜池內的污泥濃度約為5000mg/L，水力停留時間為4小時。脈沖氣體發生裝 置的豎直調節管道上端與定豎直管道上端之間的間距初始設置為8cm，脈沖曝氣強度為 55m 3/h，膜池有效水深為3.5米，脈沖氣體發生裝置最低點距池底0.3m。測試過程連續運行 六個月，運行中期（圖2中2014年11月6日）將豎直調節管道上端與定豎直管道上端之間的間 距調節為l〇cm，脈沖曝氣強度需要的變化為60m 3/h。
[0051] 由圖2可見，膜生物反應器測試裝置運行6個月后，安裝有3#脈沖氣體發生裝置和 4#脈沖氣體發生裝置的膜生物反應器的膜系統都進行一次化學清洗，同時4#脈沖氣體發生 裝置的豎直調節管道上端與定豎直管道上端之間的間距調節為l〇cm，3#脈沖氣體發生裝置 的豎直調節管道高度不做調整。經過一段時間運行后發現安裝有4#脈沖氣體發生裝置的膜 生物反應器的跨膜壓差上升緩慢，從而延長了膜系統化學清洗的周期，降低了能耗，進而節 約污水處理成本。
【主權項】
1. 一種脈沖氣體發生裝置，其特征是，包括殼體，所述殼體的內腔構成集氣腔室，且集 氣腔室的下端開口，所述集氣腔室內設有集氣管道，集氣管道具有與集氣腔室相連通的第 一開口及與殼體外部相連通的第二開口，所述集氣管道的最低點位于第一開口及第二開口 的下方，且集氣管道的最低點部位設有與集氣管道的內腔相連通的排泥管。2. 根據權利要求1所述的脈沖氣體發生裝置，其特征是，所述排泥管的上端口與集氣管 道的內腔相連通，排泥管的下端封閉，且排泥管的下端設有排泥通孔，所述排泥通孔的內徑 小于排泥管的內徑。3. 根據權利要求2所述的脈沖氣體發生裝置，其特征是，所述排泥管位于集氣管道的下 方，且排泥管豎直設置。4. 根據權利要求1或2或3所述的脈沖氣體發生裝置，其特征是，所述集氣管道包括第一 豎直管道、第二豎直管道及連通第一豎直管道與第二豎直管道的下端的下連接管道，所述 第一豎直管道的上端口構成所述第一開口，所述第二豎直管道的上端口構成所述第二開 口，所述殼體的頂面設有與集氣腔室相連通的連接通孔，所述第二開口與連接通孔密封連 接。5. 根據權利要求4所述的脈沖氣體發生裝置，其特征是，所述第一豎直管道包括定豎直 管道及可沿滑動插設在豎直管道升降內的豎直調節管道，所述豎直調節管道與定豎直管道 之間設有密封圈，豎直調節管道的上端位于定豎直管道的上方。6. 根據權利要求4所述的脈沖氣體發生裝置，其特征是，所述的排泥管為兩個，其中一 個排泥管設置在第一豎直管道的下端并與第一豎直管道的內腔的下端相連通，另一排泥管 設置在第二豎直管道的下端并與第二豎直管道的內腔的下端相連通。7. 根據權利要求1或2或3所述的脈沖氣體發生裝置，其特征是，還包括設置在殼體的頂 面上方的布氣罩，所述布氣罩的頂面設有若干曝氣孔，布氣罩的側面下邊緣設有排泥口。8. 根據權利要求7所述的脈沖氣體發生裝置，其特征是，所述殼體的頂面中心向上凸 起，形成由中心往四周邊緣傾斜延伸的斜面。9. 根據權利要求7所述的脈沖氣體發生裝置，其特征是，所述布氣罩與殼體之間通過卡 扣連接。10. 根據權利要求1或2或3所述的脈沖氣體發生裝置，其特征是，還包括設置在殼體上 的水平布氣管，水平布氣管上設有開口朝下的布氣槽，所述布氣槽的兩端封閉，且布氣槽的 一端設有進氣接口，布氣槽的槽口邊緣設有排氣缺口，所述排氣缺口位于集氣腔室內或集 氣腔室的正下方，且排氣缺口位于集氣管道的最低點的下方。
【文檔編號】B01D65/02GK205603307SQ201620402420
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月5日
【發明人】項敏, 沈立強, 尤功, 王強, 計根良, 葉建榮
【申請人】寧波水藝膜科技發展有限公司