[发明专利]一种适用于浸没式膜生物反应器的膜清洗装置

说明书

技术领域

本发明涉及膜生物反应器，特别是涉及一种适用于浸没式膜生物反应器的膜清洗装置。

背景技术

膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR）,是一种膜分离技术与生物处理技术有机结合的新型态废水处理系统，以膜组件取代活性污泥法中的二沉池,进行固液分离，具有传统的废水处理工艺不可比拟的优点，在废水处理领域中得到广泛应用。根据膜组件和生物反应器的组合方式，可将膜生物反应器分为分置式、浸没式两种基本类型。

分置式膜生物反应器把膜组件和生物反应器分开设置。生物反应器中的混合液经循环泵增压后输送至膜组件的过滤端，在压力作用下，混合液中的液体透过膜，成为系统处理后的出水；固形物、大分子物质等则被膜的微孔截留，随浓缩液回流到生物反应器内。分置式膜生物反应器的特点是运行稳定可靠，易于膜的清洗、更换及增设；而且膜通量普遍较大。但一般条件下为减少污染物在膜表面的沉积，延长膜的清洗周期，需要用循环泵提供较高的膜面错流流速，通常使用的外置式超滤膜，需配置大功率循环泵，不仅水流循环量大、动力费用高，而且大功率循环泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物菌体产生失活现象。同时，分置式膜生物反应器由于会有部分混合液无法通过管式超滤膜而不得不回流到生化系统中去，这部分回流液无法控制回流量，因此分置式膜生物反应器与生化系统结合较差。浸没式膜生物反应器是把膜组件浸没于生物反应器的混合液中，进水进入膜生物反应器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，水溶液通过膜的过滤形成产水，而大粒径的颗粒物、微生物和部分大分子有机物则被截留在反应器内。浸没式膜生物反应器由于完全浸没在生化系统中，因此不需要回流这部分混合液，省去了混合液循环系统，所以与生化系统结合较好；并且浸没式膜生物反应器靠泵抽吸出水，能耗相对低很多；占地较分置式更为紧凑，近年来在水处理领域受到了特别关注。但是一般膜通量相对较低，容易发生膜污染，膜污染后不容易清洗和更换。

浸没式膜生物反应器的运行主要通过在膜组件上集成穿孔曝气管，用曝气管的方式曝气，通过空气的搅动作用来带动膜组件周围的水、微生物和污染物扩散，以减少膜的污染。由于膜组件需要的曝气气量是对膜组件的物理冲刷的气量，与膜组件的数量和处理水量有关，而膜生物反应器所需要的曝气量和进水中的污染物浓度有关，因此通过穿孔曝气管的方式，膜组件所需要的曝气气量与膜生物反应器所需要的曝气量通常无法完全匹配，导致曝气气量过大，能耗较大，同时气体带动的气液混合流体的冲刷效果也较为有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于浸没式膜生物反应器的膜清洗装置，采用微纳米气泡发生器取代传统的穿孔曝气管，在膜生物反应器中产生富含微米和纳米级气泡的高压水流，在供给微生物反应所必需的氧气的同时，对膜组件具有很好的冲刷作用，并且对活性污泥具有良好的搅拌作用，减少膜污染的同时大大减少能耗。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种适用于浸没式膜生物反应器的膜清洗装置，其特征在于，包括微纳米气泡发生器以及为微纳米气泡发生器提供氧气的供氧系统，所述微纳米气泡发生器包括微纳米气泡发生器主机以及微纳米气泡曝气头，所述微纳米气泡发生器主机包括能够实现气液在密闭条件下混合的溶气装置以及与溶气装置连接的提供动力的增压泵，所述溶气装置的进气口连接所述供氧系统，进水口与浸没式膜生物反应器联通，出水口通过连接管路连接在设置于浸没式膜生物反应器内的膜组件下端的一个或多个微纳米气泡曝气头的进水口上；所述微纳米气泡曝气头的出水口喷出的向上的富含微米和纳米级气泡的高压水流的方向与膜组件的膜的固液界面平行或相切。

所述供氧系统包括空气供氧系统和/或纯氧供氧系统，所述空气供氧系统包括与大气连通的空气供氧管路，在空气供氧管路上设置有气体调节阀；所述纯氧供氧系统包括纯氧发生装置或氧气瓶、纯氧供氧管路，所述纯氧发生装置或氧气瓶通过减压阀与纯氧供氧管路连接，在纯氧供氧管路上设置有控制阀和止回阀，所述空气供氧管路和纯氧供氧管路通过三通接头与溶气装置的进气口连接，在溶气装置的进气口处设置气体流量计。

所述微纳米气泡曝气头出水口的出口压力为0.3-1.5MPa，出水流速为1-10m/s。

所述微纳米气泡发生器主机的增压泵为干式泵或潜水泵。

所述膜生物反应器内的膜组件为帘式中空纤维膜组件，所述微纳米气泡曝气头均匀设置于所述帘式中空纤维膜组件下端的膜片与膜片之间的间隙位置。