廢水節能處理系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種廢水節能處理系統，包括腔體、進水泵、布水器、膜組件、抽吸泵和曝氣器，所述布水器、膜組件和曝氣器位于所述腔體內，且所述布水器靠近所述腔體的底部設置，廢水能夠通過所述布水器傳至所述腔體，所述布水器、腔體和靠近所述腔體頂部的出水口能夠形成一循環通路，所述腔體內的液體能夠被所述抽吸泵經所述膜組件抽吸排出；所述曝氣器包括中心進氣管、曝氣器進水口、混合腔和旋流板，所述曝氣器進水口位于所述混合腔底部，所述中心進水管將氣體自所述混合腔的頂部傳入，所述旋流板設于所述混合腔頂部，從而使得所述混合腔經所述旋流板連通至所述腔體。
【專利說明】
廢水節能處理系統
技術領域
[0001] 本實用新型涉及廢水處理領域，尤其涉及廢水節能處理系統。
【背景技術】
[0002] 近年來，將序批式生物反應器(SBR)與膜生物反應器(MBR)結合起來的膜序批式生 物反應器(MSBR)，既可發揮兩者的長處，又能彌補各自的不足，成為了一種極具潛力的廢水 處理和回用的工藝，可應用于廢水回用、農業回灌、高氨氮廢水處理及垃圾滲濾液處理等方 面，逐漸得到研究及工程人員的關注。
[0003] MSBR的運行方式是通過限制曝氣和半限制曝氣運行方式在時間序列上實現缺氧-好氧的組合并控制每一部分適宜的時間比例，可以得到較好的脫氮除磷效果。將膜組件浸 入生物反應器中，構成的一體式裝置沒有混合液的回流，減少了設備需求，降低了運行費 用。
[0004] 雖然MSBR具有出水水質好，可減緩膜污染、穩定膜通量，結構簡單，投資費用低，自 動化程度高，運行維護方便的優點，但由于需采用微孔曝氣的方式實現對膜表面的擦洗以 及滿足反應器內微生物供氧需要，一方面存在曝氣能耗高的問題，另一方面，在運行過程中 往往會出現曝氣管堵塞問題，造成曝氣達不到標準量，膜組件內或膜組件間曝氣狀態不穩 定，無法對膜表面進行良好沖洗，最終導致膜間壓差上升、膜通量下降，需要定期頻繁(每天 一次)進行曝氣管路的清洗和維護。因此，如何通過改進現有MSBR的曝氣系統，優化MSBR系 統運行方式，在保證處理效率的前提下，提高曝氣效率，降低曝氣能耗，緩解膜污染是MSBR 工藝在應用推廣過程中必須解決的重點問題。 【實用新型內容】
[0005]為了解決以上提到的問題，本實用新型提供了一種廢水節能處理系統，包括腔體、 進水栗、布水器、膜組件、抽吸栗和曝氣器，所述布水器、膜組件和曝氣器位于所述腔體內， 且所述布水器靠近所述腔體的底部設置，廢水能夠通過所述布水器傳至所述腔體，所述布 水器、腔體和靠近所述腔體頂部的出水口能夠形成一循環通路，所述腔體內的液體能夠被 所述抽吸栗經所述膜組件抽吸排出。
[0006] 可選的，所述曝氣器包括中心進氣管、曝氣器進水口、混合腔和旋流板，所述曝氣 器進水口位于所述混合腔底部，所述中心進水管將氣體自所述混合腔的頂部傳入，所述旋 流板設于所述混合腔頂部，從而使得所述混合腔經所述旋流板連通至廢水節能處理系統的 腔體。
[0007] 可選的，所述中心進氣管通過分流器將氣體傳至所述混合腔。
[0008]可選的，所述混合腔包括混合腔本體和出口腔，所述混合腔本體為底部寬頂部窄 的構造，所述出口腔設于所述混合腔本體的頂部，且其寬度與所述混合腔本體的頂部相匹 配，所述旋流板設于所述出口腔。
[0009]可選的，所述的廢水節能處理系統還包括導流切割器，所述導流切割器位于所述 混合腔頂部開口處的上側，所述導流切割器上設有切割構件。
[0010] 可選的，所述混合腔形成于一外筒內，所述外筒的底部通過螺紋結構連接至所述 腔體內，所述中心進氣管通過連接結構固定其相對于所述腔體的位置。
[0011] 可選的，所述旋流板的一側表面設有碰撞頭。
[0012] 可選的，所述旋流板環設于所述中心進氣管的外側。
[0013] 可選的，所述的廢水節能處理系統還包括進水栗，廢水能夠通過所述進水栗傳至 所述布水器，所述進水栗、布水器、腔體和靠近所述腔體頂部的出水口能夠形成所述循環通 路
[0014]可選的，所述的廢水節能處理系統還包括鼓風機，所述鼓風機連通所述中心進氣 管，進而為所述曝氣器提供氣源。
[0015]本實用新型提出一種節能型MSBR系統，采用具有特殊結構設計的新型抗污堵的曝 氣器，降低曝氣能耗、解決曝氣系統易堵的問題;改進系統運行方式，利用大流量進水以及 混合液內循環完成缺氧攪拌的功能，與現有系統相比，減少了缺氧攪拌設備，降低了能耗。 本實用新型是對現有MSBR系統的改進，改進后系統運行維護更為便捷，非常有利于工藝的 推廣應用，特別適用于小型企業、城鎮社區、鄉鎮農村的低濃度生產及生活廢水的處理。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型可選實施例中廢水節能處理系統的示意圖；
[0017]圖2是本實用新型可選實施例中曝氣器的示意圖；
[0018]圖3是本實用新型可選實施例中旋流板的示意圖；
[0019]圖中，1-調節池;2-進水栗;3-曝氣器;301-法蘭;302-中心進氣管;303-切割構件； 304-導流切割器；305-開口處；306-外筒；307-旋流板;308-分流器；309-混合腔；310-螺紋 結構;311-碰撞頭;4-布水器;5-腔體;6-出水池;7-膜組件;8-抽吸栗;9-鼓風機。
【具體實施方式】
[0020] 以下將結合圖1至圖3對本實用新型提供的廢水節能處理系統進行詳細的描述，其 為本實用新型可選的實施例，可以認為，本領域技術人員在不改變本實用新型精神和內容 的范圍內，能夠對其進行修改和潤色。
[0021] 請參考圖1，本實用新型還提供了一種廢水節能處理系統，包括腔體5、進水栗2、布 水器4、膜組件7、抽吸栗8和本實用新型可選的曝氣器3,所述布水器4、膜組件7和曝氣器3位 于所述腔體6內，且所述布水器4靠近所述腔體的底部設置，當然，曝氣器3和膜組件7優選為 位于所述布水器4的上側，同時，曝氣器3的曝氣位置也優選為膜組件7下側。廢水能夠通過 所述布水器4傳至所述腔體5,所述布水器4、腔體5和靠近所述腔體5頂部的出水口能夠形成 一循環通路，可見，靠近所述腔體5頂部設有出水口，所述腔體5內的液體能夠被所述抽吸栗 8經所述膜組件7抽吸排出，也可理解為:所述抽吸栗8連通至所述膜組件7，從而使得廢水經 所述膜組件7被所述抽吸栗8抽吸排出。
[0022] 請參考圖2,并結合圖1，本實用新型進一步可選實施例中，所述曝氣器3包括中心 進氣管302、曝氣器進水口（圖未示）、混合腔309和旋流板307,所述曝氣器進水口位于所述 混合腔309底部，所述中心進水管302將氣體自所述混合腔309的頂部傳入，所述旋流板307 設于所述混合腔309頂部，從而使得所述混合腔309經所述旋流板307連通至廢水節能處理 系統的腔體5。其中，所述布水器4優選為多點布水器。
[0023]本實用新型可選的實施例中，所述中心進氣管302通過分流器308將氣體傳至所述 混合腔307。鼓風機9連通所述中心進氣管，進而為所述曝氣器3提供氣源。
[0024]有關所述混合腔，本實用新型可選的實施例中：
[0025] 所述混合腔309包括混合腔本體和出口腔，所述混合腔本體為底部寬頂部窄的構 造，所述出口腔設于所述混合腔本體的頂部，且其寬度與所述混合腔本體的頂部相匹配，這 里的匹配可以指相同，所述旋流板307設于所述出口腔。所述混合腔307形成于一外筒306 內，可理解為，外筒306下部設計成喇叭狀的。所述外筒306的底部通過螺紋結構310連接至 所述腔體5內，至于連接于腔體5內的什么位置和構造上，本領域技術人員出于定位的需要 自有相應的選擇，當然，其曝氣位置優選于所述腔體5靠近底部且位于所述布水器4上側的 位置。進一步可選的方案中，曝氣器3通過螺紋結構310與支座(非固定于池底)相連，通過空 氣管與支座之間的作用力將曝氣器3固定于池體。
[0026]所述中心進氣管303通過連接結構固定其相對于所述腔體5的位置，同樣的，其連 接的位置和構造，本領域技術人員依據應用場景需要可由相應的選擇。所述連接結構可選 為法蘭301。
[0027] 所述的曝氣器3還包括導流切割器304,所述導流切割器304位于所述混合腔頂部 開口處305的上側，所述導流切割器304上設有切割構件303。
[0028]有關所述旋流板307,本實用新型可選的實施例中，請參考圖2和圖3,所述旋流， 307環設于所述中心進氣管302的外側。所述旋流板307的一側表面設有碰撞頭。
[0029] 曝氣器3的工作原理如下：
[0030]曝氣時，空氣從中心進氣管302進入曝氣器3,氣流在上升過程中使得局部水體的 密度下降，由于存在密度差，底部的水流從進水口往上涌，進入到混合腔309，氣水混流在旋 流板307及其上面分布的大量碰撞頭311的作用下被切割，形成大量微小氣泡，達到氣水高 效混合的目的，隨后氣水混流從出口處305噴射而出，由于此時液體的速度水頭轉為壓頭， 使得空氣快速溶解到水中，同時在導流切割器304的作用下再次生成大量微小氣泡，并使得 霧化的氣水混流擴散上升，與此同時在以曝氣器3為中心的區域會形成循環流，可大大強化 對底部區域的攪拌作用。
[0031]由此可見，其原理與射流設備類似，同樣都是進行氣水混合，經歷噴射、混合、導流 的過程。兩者之間的主要區別在于，本實用新型噴射的是空氣，因密度差從而實現以氣帶水 (氣提作用）的目的，且氣流可順水流之勢，大大降低曝氣能耗，而射流設備則是噴射液體， 依靠液體的高速流動形成負壓從而將空氣吸入并實現切割混合，曝氣能耗高。由于原理上 與射流設備有相似性，而又存在上述區別，因此我們把本實用新型可選方案的曝氣器工作 原理可稱為氣提式射流原理。
[0032]與微孔曝氣管相比，本實用新型可選方案提出的曝氣器除了能產生大量微小氣泡 外，還能實現多項功能如旋混作用、氣提作用、擴散作用等，可形成強烈的氣液固三相循環 流，強化周圍水體的湍流度，增強對池底污泥的擾動作用，最終強化了氧傳質過程，氧利用 率及服務面積大大提升;其特殊的結構設計解決了微孔曝氣管易堵的問題，特別適用于高 污泥濃度、高懸浮物濃度、高硬度、易結垢的水質；其氣提式射流曝氣原理使得曝氣能耗大 大降低;此外，還實現了可提升式拆裝，完全能適應無法停產作業的改造工程，運行維護非 常簡便。
[0033]本實用新型可選的實施例中，進水的通路和循環通路的方式采用同一個栗進行控 制，即所述的廢水節能處理系統還包括進水栗2,廢水能夠通過所述進水栗2傳至所述布水 器4,所述進水栗2、布水器4、腔體5和靠近所述腔體頂部的出水口能夠形成所述循環通路。 [0034]除此以外，所述的廢水節能處理系統還包括鼓風機，所述鼓風機連通所述中心進 氣管，進而為所述曝氣器提供氣源。
[0035]本實用新型可選的方案中，還包括調節池1和出水池6，其中，調節池1起到均質和 貯存廢水的作用。進水栗2連通至調節池1，進而將水從調節池1供應至腔體5。出水池6連通 抽吸栗8,抽吸栗8將水抽出至出水池6,即經過MSBR處理后的廢水進入出水池6,排放或回用 均可
[0036]使用本實用新型提供的廢水節能處理系統工作時，具體可以包括如下步驟：
[0037] S1:將外部廢水傳至所述布水器，同時，使得所述循環通路不連通，所述曝氣器和 抽吸栗不運作；
[0038]S2:進水完成后，停止廢水的傳入，在所述循環通路內形成水流通內循環，保持所 述曝氣器和抽吸栗不運作；
[0039 ]S3:停止所述水流通內循環，驅動所述曝氣器進行曝氣，保持所述抽吸栗不工作；
[0040]S4:開啟所述抽吸栗進行排水，保持所述曝氣器進行曝氣；
[0041] S5:保持所述抽吸栗排水和曝氣器的曝氣，再次將外部廢水傳至所述布水器；
[0042] S6:重復步驟S1至S5。
[0043]具體來說，方法可以采用序批式運行方式，即第一階段(缺氧階段）：廢水由進水栗 2以大流量栗入MSBR反應器，通過布水器4實現多點進水，此時曝氣器3關閉，膜組件不出水， 通過大流量多點進水方式實現缺氧攪拌功能;第二階段(缺氧階段）：結束進水，利用進水栗 2開啟內循環，使得反應器內處于完全混合狀態;第三階段(好氧階段）：關閉內循環，開啟曝 氣器3,進入好氧生物降解階段，由于膜組件7處于空曝狀態，可有效去除粘附于膜表面的污 染物，使其恢復一定膜通量;第四階段(好氧階段）：繼續曝氣，開啟抽吸栗8,開始出水，該曝 氣器3循環攪拌力強，對水體的擾動作用顯著，可強化膜表面水體的紊流狀態，對膜表面的 沖刷非常有效;第五階段(好氧階段）：繼續曝氣，繼續出水，同時開啟進水栗2,此時由于反 應器內污染物本底濃度很低，在繼續曝氣的情況下，由進水帶入的污染物不會影響出水的 達標;之后重復第一至第五階段。
[0044]以下表1為MSBR系統在一個運行周期內的變化情況，通過缺氧-好氧交替運行，能 夠較好地實現除碳脫氮的功能，出水水質較好，可達標排放或回用。
[0045]
[0046] 備注：X表示關閉，V表示開啟
[0047]綜上所述，本實用新型提出一種節能型MSBR系統，采用具有特殊結構設計的新型 抗污堵的曝氣器，降低曝氣能耗、解決曝氣系統易堵的問題;改進系統運行方式，利用大流 量進水以及混合液內循環完成缺氧攪拌的功能，與現有系統相比，減少了缺氧攪拌設備，降 低了能耗。本實用新型是對現有MSBR系統的改進，改進后系統運行維護更為便捷，非常有利 于工藝的推廣應用，特別適用于小型企業、城鎮社區、鄉鎮農村的低濃度生產及生活廢水的 處理。
【主權項】
1. 一種廢水節能處理系統，其特征在于:包括腔體、進水栗、布水器、膜組件、抽吸栗和 曝氣器，所述布水器、膜組件和曝氣器位于所述腔體內，且所述布水器靠近所述腔體的底部 設置，廢水能夠通過所述布水器傳至所述腔體，所述布水器、腔體和靠近所述腔體頂部的出 水口能夠形成一循環通路，所述腔體內的液體能夠被所述抽吸栗經所述膜組件抽吸排出； 所述曝氣器包括中心進氣管、曝氣器進水口、混合腔和旋流板，所述曝氣器進水口位于所述 混合腔底部，所述中心進水管將氣體自所述混合腔的頂部傳入，所述旋流板設于所述混合 腔頂部，從而使得所述混合腔經所述旋流板連通至所述腔體。2. 如權利要求1所述的廢水節能處理系統，其特征在于:所述中心進氣管通過分流器將 氣體傳至所述混合腔。3. 如權利要求1所述的廢水節能處理系統，其特征在于:所述混合腔包括混合腔本體和 出口腔，所述混合腔本體為底部寬頂部窄的構造，所述出口腔設于所述混合腔本體的頂部， 且其寬度與所述混合腔本體的頂部相匹配，所述旋流板設于所述出口腔。4. 如權利要求1所述的廢水節能處理系統，其特征在于:還包括導流切割器，所述導流 切割器位于所述混合腔頂部開口處的上側，所述導流切割器上設有切割構件。5. 如權利要求1所述的廢水節能處理系統，其特征在于:所述混合腔形成于一外筒內， 所述外筒的底部通過螺紋結構連接至所述腔體內，所述中心進氣管通過連接結構固定其相 對于所述腔體的位置。6. 如權利要求1所述的廢水節能處理系統，其特征在于:所述旋流板的一側表面設有碰 撞頭。7. 如權利要求1所述的廢水節能處理系統，其特征在于:所述旋流板環設于所述中心 進氣管的外側。8. 如權利要求1所述的廢水節能處理系統，其特征在于:還包括進水栗，廢水能夠通過 所述進水栗傳至所述布水器，所述進水栗、布水器、腔體和靠近所述腔體頂部的出水口能夠 形成所述循環通路。9. 如權利要求1所述的廢水節能處理系統，其特征在于:還包括鼓風機，所述鼓風機連 通所述中心進氣管，進而為所述曝氣器提供氣源。
【文檔編號】C02F9/04GK205687698SQ201620625990
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月22日 公開號201620625990.2, CN 201620625990, CN 205687698 U, CN 205687698U, CN-U-205687698, CN201620625990, CN201620625990.2, CN205687698 U, CN205687698U
【發明人】邱立俊, 李文貞
【申請人】上海世淵環保科技有限公司