專利名稱：一種射流氣提式分置膜生物反應(yīng)器的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射流氣提式分置膜生物反應(yīng)器的方法及實現(xiàn)該方法的裝置，屬于污水處 理與回用，以及膜生物反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，用水量持續(xù)增加，水資源日益不足。為 解決水資源短缺的問題，許多國家相繼開展了污水再生回用的研究。膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor， MBR)由于出水水質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定，受到廣泛的關(guān)注。MBR是一種將膜分離與生物 處理技術(shù)有機結(jié)合的新型高效污水處理工藝，它以膜組件取代傳統(tǒng)活性污泥工藝中的二沉池， 通過膜組件的高效分離作用使泥水徹底分離，具有污泥濃度高、剩余污泥產(chǎn)量少、出水水質(zhì) 好等優(yōu)點。MBR的研究始于20世紀60年代，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，MBR已成為城市污水和工業(yè) 廢水處理和回用方面一種很有吸引力和競爭力的選擇。
根據(jù)膜組件的位置，MBR分為分置式(又稱外置式)和浸沒式(又稱內(nèi)置式、 一體式) 兩種構(gòu)型。由于優(yōu)良的性能，清洗操作、膜組件更換便利，分置式MBR在廢水，特別是工業(yè) 廢水的處理和回用中備受青睞。為了控制膜污染，分置式MBR需要在膜組件內(nèi)產(chǎn)生高速錯流， 運行能耗較高，成為制約分置式MBR推廣應(yīng)用的瓶頸。
近年來市場上出現(xiàn)了氣提式分置MBR,號稱第三代MBR。這種系統(tǒng)采用鼓風(fēng)機曝氣，在 膜組件內(nèi)形成氣液兩相錯流，降低了膜污染控制對錯流流速的要求和運行能耗。但是由于氣 液混合不夠均勻，這種系統(tǒng)的膜組件容易出現(xiàn)局部污染。且鼓風(fēng)機曝氣，使系統(tǒng)工藝復(fù)雜， 控制繁瑣，運行能耗仍然偏高。在實際運行中，還容易出現(xiàn)由于操作不當，混合液倒灌鼓風(fēng) 機的危險。為了解決以上問題，國內(nèi)外研究者先后作了大量研究并取得了一定進展，但這些 手段都存在一定的不足之處，在實際應(yīng)用中真正有效的仍是較少。因此，針對這些問題開發(fā) 相應(yīng)的技術(shù)將對MBR的推廣應(yīng)用具有重要意義。
本發(fā)明專利中，申請人提出一種射流氣提式分置膜生物反應(yīng)器(Jet Airlift SideStream Membrane Bioreactor, JA-SMBR)，其突出特點為采用射流器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鼓風(fēng)曝氣設(shè)備， 利用循環(huán)液在射流器中產(chǎn)生的高速液流切割空氣，形成高速氣液兩相紊流，通過布水布氣裝 置在膜組件底部均勻噴射，有效控制了膜組件的局部污染。本發(fā)明可有效降低設(shè)備運行能耗，減小投資費用，控制膜污染，使MBR運行更穩(wěn)定，更高效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種射流氣提式分置膜生物反應(yīng)器的方法，該方法采用膜生物反 應(yīng)器工藝，通過射流器對分置式膜生物反應(yīng)器的膜組件單元實現(xiàn)氣提作用，與傳統(tǒng)鼓風(fēng)機氣 提工藝相比，大大降低了運行能耗和設(shè)備投資；循環(huán)液在射流器內(nèi)高速流過，產(chǎn)生負壓吸入 空氣，形成充分混合的氣液兩相流，對膜組件進行連續(xù)有效的空氣擦洗，大大改善膜表面錯 流速率，有效控制膜污染發(fā)生。高度紊流的氣液兩相流通過布水布氣裝置，使氣水混合液均 勻噴射，控制了膜組件的局部污染，延長膜使用壽命。氣液兩相渦流又大大增加污泥液中的 溶氧量，明顯提高生化反應(yīng)速率。射流器的進氣口設(shè)有閥門，通過定時開啟和關(guān)閉來控制了 空氣的吸入，從而可以形成一種脈沖的氣提方式，進一步降低了膜污染。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種射流氣提式分置膜生物反應(yīng)器裝置，該裝置采用射流器 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鼓風(fēng)機，實現(xiàn)對膜組件的氣提作用。射流器通過水射流對空氣的巻吸作用而抽吸 空氣，又通過紊動水流的質(zhì)量交換和動量交換使空氣摻混到水中，該氣液混合液具有橫向和 縱向的能量，有效改善氣水混合液流場分布和紊流情況，顯著提高傳質(zhì)速率，有利于混合液 在膜表面形成較好的紊動而大大延緩膜污染的形成。射流器后設(shè)置新型的布水布氣裝置，改 善了傳統(tǒng)鼓風(fēng)氣提裝置氣液分布不均的狀況，使氣水混合液均勻噴射，有效控制膜污染的發(fā) 生。射流器的一個方向進入， 一個方向進氣。射流器的進氣口設(shè)有閥門，通過定時開啟和關(guān) 閉來控制了空氣的吸入，從而可以形成一種脈沖的氣提方式，進一步降低了膜污染。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案加以實現(xiàn)的
一種射流氣提式分置膜生物反應(yīng)器裝置，包括生物循環(huán)曝氣池、循環(huán)泵、射流器、布水 布氣裝置、外置膜組件、出水泵、反洗泵和清水箱。其特征在于循環(huán)水泵將污泥混合液導(dǎo) 入與其相連的射流器，射流器后設(shè)計布水布氣裝置，使氣液混合流均勻噴射至膜組件內(nèi)，膜 組件透過液管路分別與出水泵和反洗泵相連，濃縮液管路連接膜生物循環(huán)曝氣池，出水泵出 水管路、反洗泵進水管路均與清水池相連。
本發(fā)明還提供了一種射流氣提式分置膜生物反應(yīng)器的方法，其特征在于包括以下過程
(1) 生物循環(huán)曝氣池內(nèi)的部分污泥混合液經(jīng)循環(huán)泵加壓后進入射流器，射流器內(nèi)循環(huán)液流 動產(chǎn)生巨大渦流巻吸空氣，形成劇烈攪動的氣液混合流，通過布水布氣裝置；
(2) 布水布氣裝置使氣液混合流均勻分布至膜組件內(nèi)，對膜組件進行連續(xù)有效的空氣沖刷和擦洗，流過膜組件后形成的濃縮液返回至生物循環(huán)曝氣池循環(huán)，膜組件透過側(cè)經(jīng)抽吸泵抽 吸出水流入清水箱內(nèi)儲存。
(3) 射流器的進氣口設(shè)有閥門，通過定時開啟和關(guān)閉來控制了空氣的吸入，從而可以形 成一種脈沖的氣提方式，進一步降低了膜污染。
(4) 定期開啟反洗泵，反洗泵通過自吸功能抽吸儲存于清水箱內(nèi)的凈水，對膜組件進行 反洗。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點及突出性效果采用射流器代替?zhèn)鹘y(tǒng)鼓風(fēng)機，實現(xiàn) 膜組件氣提作用，降低了設(shè)備運行能耗、投資費用及噪音污染射流器內(nèi)形成的高紊流態(tài)氣 液兩相流加大了氣液攪動程度，從而提高膜表面錯流速率，有效控制膜污染，且由于氣液兩 相渦流形成劇烈攪動，大大增加混合液中的溶氧量，加速生化反應(yīng)，提高處理效率；布水布 氣裝置改善了傳統(tǒng)鼓風(fēng)氣提裝置氣液分布不均的狀況，使氣水混合液均勻噴射，有效控制膜 組件局部膜污染的發(fā)生，延長了膜使用壽命。射流器的進氣口設(shè)有閥門，通過定時開啟和關(guān) 閉來控制了空氣的吸入，從而可以形成一種脈沖的氣提方式，進一步降低了膜污染。本發(fā)明 能耗低，膜污染程度輕，設(shè)備投資費用少，裝置結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小、操作簡潔、便于自 動化操作控制。


附圖為本發(fā)明所述工藝流程圖。
圖中1-生物循環(huán)曝氣池，2-循環(huán)泵，3-射流器，4-空氣管，5-布水布氣裝置，6-膜組件， 7-抽吸泵，8-反洗泵，9-清水箱,10-閥門。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所述工藝過程作進一步的說明。
如圖所示，生物循環(huán)曝氣池1中的部分污泥混合液經(jīng)過循環(huán)泵2進入射流器3中，通過 射流器3內(nèi)污泥混合液的巻吸、摻混與切割作用，將外界空氣通過閥門10和空氣管4引入射 流器3中，空氣與污泥混合液在射流器3內(nèi)形成湍流狀態(tài)的氣液兩相流，氣液兩相流通過布 水布氣裝置5進入膜組件6中，對膜組件6進行沖刷和空氣擦洗，經(jīng)過膜組件6后生成的濃 水返回生物循環(huán)曝氣池l，抽吸泵7抽吸出水送入清水箱9儲存，反洗泵8定時從清水箱9 抽吸清水，對膜組件6進行反洗。以下列舉幾個實例來說明本發(fā)明的效果，但本發(fā)明的權(quán)利要求范圍并非僅限于此。
實施例1:生活污水處理與中水回用項目，處理量為600m3/d，原水CODer為200 500 mg/L, BOD為100 200 mg/L， SS為150 200 mg/L。經(jīng)射流氣提式分置MBR處理后，出 水CODer小于50mg/L，濁度小于1 NTU，能耗為0.85 kW'h/m3。該系統(tǒng)運行一個月，跨膜 壓差(TMP)由8kPa升至10kPa，膜壓差上升平穩(wěn)。
實施例2:煙草廢水處理與回用項目小試，處理量為2000 m3/d， 原水CODer為 500~2000mg/L， BOD為150 400 mg/L， SS為200 450 mg/L。經(jīng)射流氣提式分置MBR處 理后，出水CODcr小于50mg/L，濁度小于1NTU， MBR部分能耗為0.75 kW七/m3。該系統(tǒng) 運行一個月，跨膜壓力(TMP)由8kPa升至12.6kPa，膜壓差上升平穩(wěn)，運行穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1. 一種射流氣提式分置膜生物反應(yīng)器的方法與裝置，其特征在于包括以下過程(1)生物曝氣池內(nèi)的污泥混合液經(jīng)循環(huán)泵加壓后進入射流器，射流器內(nèi)循環(huán)液流動產(chǎn)生巨大渦流卷吸空氣，形成劇烈攪動的氣液混合流，通過布水布氣裝置；(2)布水布氣裝置使氣液混合流均勻分布至膜組件內(nèi)實現(xiàn)氣提作用，實現(xiàn)對膜組件進行連續(xù)有效的沖刷和空氣擦洗，流過膜組件后形成的濃縮液返回至生物曝氣池循環(huán)，膜組件透過側(cè)經(jīng)抽吸泵抽吸出水流入清水箱內(nèi)儲存。(3)射流器的進氣口設(shè)有閥門，通過定時開啟和關(guān)閉來控制了空氣的吸入，從而可以形成一種脈沖的氣提方式，進一步降低了膜污染。(4)定期開啟反洗泵，反洗泵通過自吸功能抽吸儲存于清水箱內(nèi)的凈水，對膜組件進行反洗。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種射流氣提式分置膜生物反應(yīng)器的方法與裝置，其特征在于 所述射流器為一個方向進水，另外一個方向進氣；
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種射流氣提式分置膜生物反應(yīng)器的方法與裝置，其特征在于 所述布水布氣裝置安裝于射流器后管路上膜組件低端的進水口處；
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種射流氣提式分置膜生物反應(yīng)器的方法與裝置,其特征在于 對膜組件的氣提作用是通過射流器和布水布氣裝置的共同使用來實現(xiàn)的；
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種射流氣提式分置膜生物反應(yīng)器方法與裝置，其特征在于 所述射流器是安裝在循環(huán)泵的后端；
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種射流氣提式分置膜生物反應(yīng)器方法與裝置，其特征在于所述射流器的進氣口管路上設(shè)有閥門。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種射流氣提式分置膜生物反應(yīng)器的方法及實現(xiàn)該方法的裝置。采用射流器代替?zhèn)鹘y(tǒng)鼓風(fēng)機來實現(xiàn)膜組件氣提作用，大大降低運行能耗。生物曝氣池中部分循環(huán)液在射流器內(nèi)高速流過，產(chǎn)生負壓吸入空氣，形成高速混合的氣液兩相流，通過新型的布水布氣裝置，使氣液兩相流均勻噴射入膜組件內(nèi)，進行連續(xù)有效的沖刷和空氣擦洗，有效降低了膜污染，延長了膜使用壽命。射流器產(chǎn)生的劇烈攪動作用又增加混合液中的傳質(zhì)速率，加速生化反應(yīng)，提高了處理效率。本發(fā)明運行能耗低，降低了膜污染程度，減少了設(shè)備初期投資費用。裝置結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小、操作簡潔、便于自動化運行與操作控制。
文檔編號C02F3/12GK101284698SQ20081011077
公開日2008年10月15日 申請日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者震 唐, 范正虹, 陳福泰, 麻麗峰 申請人:北京清大國華環(huán)?？萍加邢薰?br>