專利名稱：間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于污水處理的膜分離系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在污水處理領(lǐng)域的膜生物反應(yīng)工藝中，由于在膜生物反應(yīng)器內(nèi)活性污泥混合液直接與膜表面接觸，膜表面易產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象，導(dǎo)致膜元件較易污染，降低了膜通量。為了緩解膜受到的污染，通常采取較大的曝氣強(qiáng)度對(duì)膜表面進(jìn)行錯(cuò)流沖刷。在現(xiàn)有的技術(shù)中，大多數(shù)是采用連續(xù)曝氣的方式對(duì)膜表面進(jìn)行沖刷，即持續(xù)不斷地向膜曝氣。這種連續(xù)曝氣方式存在以下問(wèn)題:一是加大了運(yùn)行能耗，又縮短了膜的使用壽命；另一方面較大的曝氣量使得混合液內(nèi)溶解了過(guò)多的氧，對(duì)于前期的反硝化反應(yīng)十分不利，不能更好的達(dá)到脫氮效果O采用脈沖曝氣(或者稱為間歇曝氣)方式可以相應(yīng)解決上述連續(xù)曝氣存在的問(wèn)題。脈沖曝氣在曝氣時(shí)間段內(nèi)獲得較大的曝氣強(qiáng)度，啟動(dòng)應(yīng)有的效果，同時(shí)存在非曝氣的間歇，可以降低運(yùn)行能耗，延長(zhǎng)膜的使用壽命，并且降低了水中氧的溶解量?，F(xiàn)有脈沖曝氣裝置需要不斷地關(guān)停鼓風(fēng)機(jī)或啟閉供氣管道上的閥門，頻繁的啟閉對(duì)設(shè)備造成很大的損傷。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)存在的頻繁啟閉設(shè)備易造成損傷的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種新型的間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)，包括膜組件和脈沖曝氣裝置，所述脈沖曝氣裝置在重力方向上設(shè)置在所述膜組件下方，所述脈沖曝氣裝置包括從外到內(nèi)依次設(shè)置的氣體收集杯、集氣罩和進(jìn)氣管；所述氣體收集杯和所述集氣罩均為開口容器，所述氣體收集杯的開口和所述集氣罩的開口同向設(shè)置；所述氣體收集杯的底部設(shè)置有排氣口，所述排氣口朝向所述膜組件設(shè)置；所述氣體收集杯、所述集氣罩及所述進(jìn)氣管之間的空間形成曲折的氣體通道；所述進(jìn)氣管內(nèi)部與所述排氣口通過(guò)所述氣體通道連通。優(yōu)選的，在所述進(jìn)氣管的外側(cè)設(shè)置有調(diào)整進(jìn)氣管伸入所述集氣罩長(zhǎng)度的伸縮結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述伸縮結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述進(jìn)氣管外側(cè)的螺紋。優(yōu)選的，在所述集氣罩的側(cè)壁上設(shè)置有通孔。優(yōu)選的，所述排氣口的數(shù)量為2。優(yōu)選的，在所述集氣罩和所述氣體收集杯之間設(shè)置有連接支架。優(yōu)選的，所述連接支架設(shè)置在所述集氣罩的側(cè)壁和所述氣體收集杯的側(cè)壁之間。優(yōu)選的，所述連接支架設(shè)置在所述集氣罩的底部和所述氣體收集杯的底部之間。優(yōu)選的，所述連接支架為卡合結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的技術(shù)效果:[0016]本實(shí)用新型間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)包括膜組件和脈沖曝氣裝置。將所述脈沖曝氣裝置中的氣體收集杯和集氣罩倒扣到水中，進(jìn)氣管向集氣罩中持續(xù)充氣，當(dāng)充入的氣體量達(dá)到一定程度后，氣體從集氣罩溢出到氣體收集杯，進(jìn)而氣體上升到排氣口排出，實(shí)現(xiàn)曝氣。由于排氣口朝向膜組件設(shè)置，曝氣形成的氣水混合流會(huì)直接沖刷膜組件，對(duì)膜組件進(jìn)行清潔。上述過(guò)程氣體通過(guò)所述氣體通道從進(jìn)氣管輸送到排氣口實(shí)現(xiàn)曝氣。當(dāng)曝氣后，水會(huì)充入收集杯和集氣罩中的空間(氣體排放后釋放的空間)，曝氣結(jié)束。進(jìn)氣管則持續(xù)進(jìn)氣，當(dāng)氣體量達(dá)到一定程度后，實(shí)現(xiàn)下一次曝氣。在上述兩次曝氣間隔時(shí)間內(nèi)，進(jìn)氣管持續(xù)進(jìn)氣，在實(shí)現(xiàn)脈沖曝氣的同時(shí)，不需要關(guān)閉和開啟進(jìn)氣設(shè)備，避免了對(duì)設(shè)備的損傷，實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型的目的。

圖1為本實(shí)用新型間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)的脈沖曝氣裝置的一個(gè)實(shí)例。圖2為本實(shí)用新型間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)的脈沖曝氣裝置的第二個(gè)實(shí)例。圖3為圖2的俯視圖。圖4為本實(shí)用新型間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)的脈沖曝氣裝置的第三個(gè)實(shí)例。圖5為圖2所示實(shí)例的俯視圖。圖6為從圖3所示俯視角度觀察的間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。圖7為從圖3所示俯視角度觀察的間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)的第二個(gè)實(shí)例。圖8為從圖3所示俯視角度觀察的間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)的第三個(gè)實(shí)例。圖9為從圖3所示俯視角度觀察的間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)的第四個(gè)實(shí)例。圖中標(biāo)識(shí)說(shuō)明如下:10、排氣口 ；11、氣體收集杯；12、集氣罩；13、進(jìn)氣管；14、頸部；15、注氣管；20、排氣口 ；21、連接支架；22、氣體收集杯；23、集氣罩；24、進(jìn)氣管；25、頸部；26、
注氣管；40、排氣口 ；41、連接支架；42、氣體收集杯；43、集氣罩；44、進(jìn)氣管；45、注氣管；60、膜組件；61、排氣口 ；62、氣體收集杯；70、膜組件；71、排氣口 ；72、氣體收集杯；80、排氣口 ；81、膜組件；82、氣體收集杯；90、排氣口 ；91、膜組件；92、氣體收集杯。
具體實(shí)施方式
在對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行說(shuō)明之前，對(duì)其中的名詞進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)用新型中涉及的氣體收集杯與集氣罩均為開口容器，開口容器具有開口和與開口對(duì)應(yīng)的容器底部。底部一詞常會(huì)與方位聯(lián)系在一起，本實(shí)用新型中氣體收集杯與集氣罩均有倒扣設(shè)置的情形，即底部會(huì)在開口的上方。為了避免混淆，在此說(shuō)明，本實(shí)用新型涉及氣體收集杯與集氣罩的底部與方位無(wú)關(guān)，專指氣體收集杯與集氣罩與其開口相對(duì)的容器部分。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1顯示了本實(shí)用新型間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)中脈沖曝氣裝置的一個(gè)實(shí)例，包括從外到內(nèi)依次設(shè)置的氣體收集杯11、集氣罩12和進(jìn)氣管13，即集氣罩12設(shè)置在氣體收集杯11內(nèi)，進(jìn)氣管13設(shè)置在集氣罩12內(nèi)。氣體收集杯11和所述集氣罩12均為開口容器，或者說(shuō)具有杯狀體形狀，氣體收集杯11的開口和所述集氣罩12的開口同向設(shè)置。在氣體收集杯11杯體的底部設(shè)置有排氣口 10。氣體收集杯11、集氣罩12和進(jìn)氣管13之間的空間形成了一個(gè)曲折的氣體通道，該氣體通道的壁包括進(jìn)氣管13的側(cè)壁、集氣罩12的底部和側(cè)壁以及氣體收集杯11的底部和側(cè)壁。注氣管15向進(jìn)氣管13內(nèi)注入氣體，氣體可以通過(guò)上述氣體通道與排氣口 10連通。圖1還顯示了本實(shí)用新型間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)中脈沖曝氣裝置的裝配狀態(tài)。如圖1所示，氣體收集杯11和集氣罩12處于倒扣狀態(tài)，即在重力方向上，氣體收集杯11的開口和所述集氣罩12的開口向下設(shè)置。進(jìn)氣管13為管狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣管13的一端伸入集氣罩12的內(nèi)部，注氣管15從進(jìn)氣管13的另一端伸入到進(jìn)氣管13。本實(shí)用新型的脈沖曝氣裝置在工作時(shí)是放置在水中，注氣管15持續(xù)向進(jìn)氣管13內(nèi)注入氣體。氣體在水中上升到達(dá)集氣罩12的底部，隨著氣體量的增加，集氣罩12中的水從集氣罩12的開口處排出，直到將水完全排出集氣罩12后，氣體溢出集氣罩12進(jìn)入到氣體收集杯11。氣體進(jìn)入氣體收集杯11后上升到排氣口 10并從排氣口 10排出，形成曝氣?？梢?，進(jìn)氣管13內(nèi)的氣體通過(guò)上述氣體通道從排氣口 10排出。此時(shí)，集氣罩12內(nèi)氣體溢出后，外部的水涌入，停止氣體的溢出。從整體上看，由于沒有新的氣體從集氣罩12中溢出，這時(shí)候曝氣停止了，形成了脈沖曝氣的效果。而此時(shí)注氣管15仍按原來(lái)速度向集氣罩12內(nèi)注入氣體，集氣罩12內(nèi)重復(fù)上述過(guò)程，為下一次曝氣進(jìn)行準(zhǔn)備。從上述過(guò)程描述可以看到，形成脈沖曝氣的結(jié)果無(wú)需關(guān)閉和開啟任何結(jié)構(gòu)，避免了頻繁開啟動(dòng)作造成裝置損壞，實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型的目的。另外，在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上可以進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。在進(jìn)氣管13的外側(cè)設(shè)置螺紋，相應(yīng)的在集氣罩12上設(shè)置頸部14，頸部14設(shè)置成具有內(nèi)螺紋的環(huán)狀，該內(nèi)螺紋與前述進(jìn)氣管13的外側(cè)螺紋相應(yīng)。這樣，就形成了進(jìn)氣管13的伸縮結(jié)構(gòu)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣管13，可以調(diào)整進(jìn)氣管13伸入集氣罩12的長(zhǎng)度，從而達(dá)到調(diào)整每次曝氣的氣體量的目的。還可以在集氣罩12的側(cè)壁上設(shè)置通孔，可以使得氣體進(jìn)入集氣罩12后，集氣罩12內(nèi)水位達(dá)到該通孔時(shí)就可以形成曝氣。為了增加曝氣的速度，可以設(shè)置2個(gè)排氣口 10。為了形成更加穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)，在集氣罩12和氣體收集杯11之間可以設(shè)置連接支架，使得圖1中的結(jié)構(gòu)除注氣管15外形成一體結(jié)構(gòu)，便于安裝和運(yùn)輸。圖2所示的實(shí)例與圖1所示的實(shí)例結(jié)構(gòu)基本相同，同名而標(biāo)識(shí)不同的部分作用是相同的，在此不再贅述。圖2與圖1不同之處在于連接支架21。連接支架21設(shè)置在氣體收集杯22的底部和集氣罩23的底部之間，且連接支架21的具體結(jié)構(gòu)是可以插接的卡合結(jié)構(gòu)，這樣當(dāng)裝備脈沖曝氣裝置時(shí)，可以直接將集氣罩23伸入氣體收集杯22，將上述卡合結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)，輕輕一推就可以實(shí)現(xiàn)裝配。圖3從俯視的角度觀察圖2所示實(shí)例的結(jié)構(gòu)，實(shí)際俯視角度無(wú)法觀察到的內(nèi)部結(jié)構(gòu)用虛線描畫。從圖3總可以看到均布在氣體收集杯22的底部和集氣罩23的底部之間的四個(gè)連接支架21。圖4顯示了本實(shí)用新型間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)中脈沖曝氣裝置的第三個(gè)實(shí)例。其中，與圖2中所示部件名稱相同而標(biāo)識(shí)不同的，其作用是相同的，不再贅述。圖5顯示了圖4所示脈沖曝氣裝置的俯視結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)集氣罩43所對(duì)應(yīng)的排氣口 40的數(shù)量為2。圖4所示結(jié)構(gòu)可以看作多個(gè)單體脈沖曝氣裝置整合成一體形成的裝置，也可以看成多個(gè)集氣罩40及相應(yīng)的進(jìn)氣管44、注氣管45具有一個(gè)大的氣體收集杯42，氣體收集杯42內(nèi)部分割成多個(gè)獨(dú)立空間，每個(gè)獨(dú)立空間對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)排氣口 40，并容納一套集氣罩40及相應(yīng)的進(jìn)氣管44、注氣管45。圖6至圖9給出本實(shí)用新型間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)多個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)例。其中膜組件均設(shè)置在脈沖曝氣裝置的上方(重力方向的上方)，脈沖曝氣裝置的排氣口朝向膜組件，以便曝氣形成的混合流體能夠沖刷膜組件。為了保證膜組件在一定距離內(nèi)均有排氣口對(duì)應(yīng)設(shè)置，圖6至圖9所示實(shí)例針對(duì)不同情況進(jìn)行了相應(yīng)設(shè)置。圖6顯示了較小脈沖曝氣裝置(指具有I個(gè)排氣口的脈沖曝氣裝置，以下同)對(duì)應(yīng)較短膜組件的情況。其中，氣體收集杯62上的排氣口 61朝向較短膜組件60設(shè)置，一個(gè)較短的膜組件60在長(zhǎng)度方向上對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)氣體收集杯62。圖7顯示了較小脈沖曝氣裝置對(duì)應(yīng)較長(zhǎng)膜組件的情況。其中，氣體收集杯72上的排氣口 71朝向較長(zhǎng)膜組件70設(shè)置，一個(gè)較長(zhǎng)膜組件70在長(zhǎng)度方向上對(duì)應(yīng)設(shè)置3個(gè)氣體收集杯72。圖8顯示了較大脈沖曝氣裝置(指具有2個(gè)排氣口的脈沖曝氣裝置，以下同)對(duì)應(yīng)較短膜組件的情況。其中，氣體收集杯82上的2個(gè)排氣口 80朝向較短膜組件81設(shè)置，一個(gè)較短的膜組件81在長(zhǎng)度方向上對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)氣體收集杯82。圖9顯示了較大脈沖曝氣裝置對(duì)應(yīng)較長(zhǎng)膜組件的情況。其中，氣體收集杯92上的2個(gè)排氣口 90朝向較短膜組件91設(shè)置，一個(gè)較長(zhǎng)膜組件91在長(zhǎng)度方向上對(duì)應(yīng)設(shè)置3個(gè)氣體收集杯92。值得注意的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非因此限定本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍，本實(shí)用新型還可以對(duì)上述各種零部件的構(gòu)造進(jìn)行材料和結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，或者是采用技術(shù)等同物進(jìn)行替換。故凡運(yùn)用本實(shí)用新型的說(shuō)明書及圖示內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，或直接或間接運(yùn)用于其他相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域均同理皆包含于本實(shí)用新型所涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)，包括膜組件和脈沖曝氣裝置，所述脈沖曝氣裝置在重力方向上設(shè)置在所述膜組件下方，其特征在于:所述脈沖曝氣裝置包括從外到內(nèi)依次設(shè)置的氣體收集杯、集氣罩和進(jìn)氣管；所述氣體收集杯和所述集氣罩均為開口容器，所述氣體收集杯的開口和所述集氣罩的開口同向設(shè)置；所述氣體收集杯的底部設(shè)置有排氣口，所述排氣口朝向所述膜組件設(shè)置；所述氣體收集杯、所述集氣罩及所述進(jìn)氣管之間的空間形成曲折的氣體通道；所述進(jìn)氣管內(nèi)部與所述排氣口通過(guò)所述氣體通道連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)，其特征在于:在所述進(jìn)氣管的外側(cè)設(shè)置有調(diào)整進(jìn)氣管伸入所述集氣罩長(zhǎng)度的伸縮結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)，其特征在于:所述伸縮結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述進(jìn)氣管外側(cè)的螺紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)，其特征在于:在所述集氣罩的側(cè)壁上設(shè)置有通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)，其特征在于:所述排氣口的數(shù)量為2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)，其特征在于:在所述集氣罩和所述氣體收集杯之間設(shè)置有連接支架。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)，其特征在于:所述連接支架設(shè)置在所述集氣罩的側(cè)壁和所述氣體收集杯的側(cè)壁之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)，其特征在于:所述連接支架設(shè)置在所述集氣罩的底部和所述氣體收集杯的底部之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)，其特征在于:所述連接支架為卡合結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種間歇曝氣式膜分離系統(tǒng)，包括膜組件和脈沖曝氣裝置，所述脈沖曝氣裝置在重力方向上設(shè)置在所述膜組件下方，所述脈沖曝氣裝置包括從外到內(nèi)依次設(shè)置的氣體收集杯、集氣罩和進(jìn)氣管；所述氣體收集杯和所述集氣罩均為開口容器，所述氣體收集杯的開口和所述集氣罩的開口同向設(shè)置；所述氣體收集杯的底部設(shè)置有排氣口，所述排氣口朝向所述膜組件設(shè)置；所述氣體收集杯、所述集氣罩及所述進(jìn)氣管之間的空間形成曲折的氣體通道；所述進(jìn)氣管內(nèi)部與所述排氣口通過(guò)所述氣體通道連通。本實(shí)用新型可廣泛用于污水處理、再生水生成等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C02F3/00GK202988827SQ20122061632
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者馬寧, 才建成, 王樹志 申請(qǐng)人:北京海斯頓水處理設(shè)備有限公司