专利名称：间歇曝气式膜分离系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于污水处理的膜分离系统。
背景技术：
在污水处理领域的膜生物反应工艺中，由于在膜生物反应器内活性污泥混合液直接与膜表面接触，膜表面易产生浓差极化现象，导致膜元件较易污染，降低了膜通量。为了缓解膜受到的污染，通常采取较大的曝气强度对膜表面进行错流冲刷。在现有的技术中，大多数是采用连续曝气的方式对膜表面进行冲刷，即持续不断地向膜曝气。这种连续曝气方式存在以下问题:一是加大了运行能耗，又缩短了膜的使用寿命；另一方面较大的曝气量使得混合液内溶解了过多的氧，对于前期的反硝化反应十分不利，不能更好的达到脱氮效果O采用脉冲曝气(或者称为间歇曝气)方式可以相应解决上述连续曝气存在的问题。脉冲曝气在曝气时间段内获得较大的曝气强度，启动应有的效果，同时存在非曝气的间歇，可以降低运行能耗，延长膜的使用寿命，并且降低了水中氧的溶解量。现有脉冲曝气装置需要不断地关停鼓风机或启闭供气管道上的阀门，频繁的启闭对设备造成很大的损伤。
实用新型内容为了解决现有间歇曝气式膜分离系统存在的频繁启闭设备易造成损伤的问题，本实用新型提供了一种新型的间歇曝气式膜分离系统。本实用新型的技术方案如下:间歇曝气式膜分离系统，包括膜组件和脉冲曝气装置，所述脉冲曝气装置在重力方向上设置在所述膜组件下方，所述脉冲曝气装置包括从外到内依次设置的气体收集杯、集气罩和进气管；所述气体收集杯和所述集气罩均为开口容器，所述气体收集杯的开口和所述集气罩的开口同向设置；所述气体收集杯的底部设置有排气口，所述排气口朝向所述膜组件设置；所述气体收集杯、所述集气罩及所述进气管之间的空间形成曲折的气体通道；所述进气管内部与所述排气口通过所述气体通道连通。优选的，在所述进气管的外侧设置有调整进气管伸入所述集气罩长度的伸缩结构。优选的，所述伸缩结构包括设置在所述进气管外侧的螺纹。优选的，在所述集气罩的侧壁上设置有通孔。优选的，所述排气口的数量为2。优选的，在所述集气罩和所述气体收集杯之间设置有连接支架。优选的，所述连接支架设置在所述集气罩的侧壁和所述气体收集杯的侧壁之间。优选的，所述连接支架设置在所述集气罩的底部和所述气体收集杯的底部之间。优选的，所述连接支架为卡合结构。本实用新型的技术效果:[0016]本实用新型间歇曝气式膜分离系统包括膜组件和脉冲曝气装置。将所述脉冲曝气装置中的气体收集杯和集气罩倒扣到水中，进气管向集气罩中持续充气，当充入的气体量达到一定程度后，气体从集气罩溢出到气体收集杯，进而气体上升到排气口排出，实现曝气。由于排气口朝向膜组件设置，曝气形成的气水混合流会直接冲刷膜组件，对膜组件进行清洁。上述过程气体通过所述气体通道从进气管输送到排气口实现曝气。当曝气后，水会充入收集杯和集气罩中的空间(气体排放后释放的空间)，曝气结束。进气管则持续进气，当气体量达到一定程度后，实现下一次曝气。在上述两次曝气间隔时间内，进气管持续进气，在实现脉冲曝气的同时，不需要关闭和开启进气设备，避免了对设备的损伤，实现了本实用新型的目的。
图1为本实用新型间歇曝气式膜分离系统的脉冲曝气装置的一个实例。图2为本实用新型间歇曝气式膜分离系统的脉冲曝气装置的第二个实例。图3为图2的俯视图。图4为本实用新型间歇曝气式膜分离系统的脉冲曝气装置的第三个实例。图5为图2所示实例的俯视图。图6为从图3所示俯视角度观察的间歇曝气式膜分离系统的一个实例。图7为从图3所示俯视角度观察的间歇曝气式膜分离系统的第二个实例。图8为从图3所示俯视角度观察的间歇曝气式膜分离系统的第三个实例。图9为从图3所示俯视角度观察的间歇曝气式膜分离系统的第四个实例。图中标识说明如下:10、排气口 ；11、气体收集杯；12、集气罩；13、进气管；14、颈部；15、注气管；20、排气口 ；21、连接支架；22、气体收集杯；23、集气罩；24、进气管；25、颈部；26、
注气管；40、排气口 ；41、连接支架；42、气体收集杯；43、集气罩；44、进气管；45、注气管；60、膜组件；61、排气口 ；62、气体收集杯；70、膜组件；71、排气口 ；72、气体收集杯；80、排气口 ；81、膜组件；82、气体收集杯；90、排气口 ；91、膜组件；92、气体收集杯。
具体实施方式
在对本实用新型的技术方案进行说明之前，对其中的名词进行说明。本实用新型中涉及的气体收集杯与集气罩均为开口容器，开口容器具有开口和与开口对应的容器底部。底部一词常会与方位联系在一起，本实用新型中气体收集杯与集气罩均有倒扣设置的情形，即底部会在开口的上方。为了避免混淆，在此说明，本实用新型涉及气体收集杯与集气罩的底部与方位无关，专指气体收集杯与集气罩与其开口相对的容器部分。
以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明。图1显示了本实用新型间歇曝气式膜分离系统中脉冲曝气装置的一个实例，包括从外到内依次设置的气体收集杯11、集气罩12和进气管13，即集气罩12设置在气体收集杯11内，进气管13设置在集气罩12内。气体收集杯11和所述集气罩12均为开口容器，或者说具有杯状体形状，气体收集杯11的开口和所述集气罩12的开口同向设置。在气体收集杯11杯体的底部设置有排气口 10。气体收集杯11、集气罩12和进气管13之间的空间形成了一个曲折的气体通道，该气体通道的壁包括进气管13的侧壁、集气罩12的底部和侧壁以及气体收集杯11的底部和侧壁。注气管15向进气管13内注入气体，气体可以通过上述气体通道与排气口 10连通。图1还显示了本实用新型间歇曝气式膜分离系统中脉冲曝气装置的装配状态。如图1所示，气体收集杯11和集气罩12处于倒扣状态，即在重力方向上，气体收集杯11的开口和所述集气罩12的开口向下设置。进气管13为管状结构，进气管13的一端伸入集气罩12的内部，注气管15从进气管13的另一端伸入到进气管13。本实用新型的脉冲曝气装置在工作时是放置在水中，注气管15持续向进气管13内注入气体。气体在水中上升到达集气罩12的底部，随着气体量的增加，集气罩12中的水从集气罩12的开口处排出，直到将水完全排出集气罩12后，气体溢出集气罩12进入到气体收集杯11。气体进入气体收集杯11后上升到排气口 10并从排气口 10排出，形成曝气。可见，进气管13内的气体通过上述气体通道从排气口 10排出。此时，集气罩12内气体溢出后，外部的水涌入，停止气体的溢出。从整体上看，由于没有新的气体从集气罩12中溢出，这时候曝气停止了，形成了脉冲曝气的效果。而此时注气管15仍按原来速度向集气罩12内注入气体，集气罩12内重复上述过程，为下一次曝气进行准备。从上述过程描述可以看到，形成脉冲曝气的结果无需关闭和开启任何结构，避免了频繁开启动作造成装置损坏，实现了本实用新型的目的。另外，在上述结构的基础上可以进行进一步优化。在进气管13的外侧设置螺纹，相应的在集气罩12上设置颈部14，颈部14设置成具有内螺纹的环状，该内螺纹与前述进气管13的外侧螺纹相应。这样，就形成了进气管13的伸缩结构，通过旋转进气管13，可以调整进气管13伸入集气罩12的长度，从而达到调整每次曝气的气体量的目的。还可以在集气罩12的侧壁上设置通孔，可以使得气体进入集气罩12后，集气罩12内水位达到该通孔时就可以形成曝气。为了增加曝气的速度，可以设置2个排气口 10。为了形成更加稳固的结构，在集气罩12和气体收集杯11之间可以设置连接支架，使得图1中的结构除注气管15外形成一体结构，便于安装和运输。图2所示的实例与图1所示的实例结构基本相同，同名而标识不同的部分作用是相同的，在此不再赘述。图2与图1不同之处在于连接支架21。连接支架21设置在气体收集杯22的底部和集气罩23的底部之间，且连接支架21的具体结构是可以插接的卡合结构，这样当装备脉冲曝气装置时，可以直接将集气罩23伸入气体收集杯22，将上述卡合结构对准，轻轻一推就可以实现装配。图3从俯视的角度观察图2所示实例的结构，实际俯视角度无法观察到的内部结构用虚线描画。从图3总可以看到均布在气体收集杯22的底部和集气罩23的底部之间的四个连接支架21。图4显示了本实用新型间歇曝气式膜分离系统中脉冲曝气装置的第三个实例。其中，与图2中所示部件名称相同而标识不同的，其作用是相同的，不再赘述。图5显示了图4所示脉冲曝气装置的俯视结构，其中一个集气罩43所对应的排气口 40的数量为2。图4所示结构可以看作多个单体脉冲曝气装置整合成一体形成的装置，也可以看成多个集气罩40及相应的进气管44、注气管45具有一个大的气体收集杯42，气体收集杯42内部分割成多个独立空间，每个独立空间对应设置有两个排气口 40，并容纳一套集气罩40及相应的进气管44、注气管45。图6至图9给出本实用新型间歇曝气式膜分离系统多个结构实例。其中膜组件均设置在脉冲曝气装置的上方(重力方向的上方)，脉冲曝气装置的排气口朝向膜组件，以便曝气形成的混合流体能够冲刷膜组件。为了保证膜组件在一定距离内均有排气口对应设置，图6至图9所示实例针对不同情况进行了相应设置。图6显示了较小脉冲曝气装置(指具有I个排气口的脉冲曝气装置，以下同)对应较短膜组件的情况。其中，气体收集杯62上的排气口 61朝向较短膜组件60设置，一个较短的膜组件60在长度方向上对应设置一个气体收集杯62。图7显示了较小脉冲曝气装置对应较长膜组件的情况。其中，气体收集杯72上的排气口 71朝向较长膜组件70设置，一个较长膜组件70在长度方向上对应设置3个气体收集杯72。图8显示了较大脉冲曝气装置(指具有2个排气口的脉冲曝气装置，以下同)对应较短膜组件的情况。其中，气体收集杯82上的2个排气口 80朝向较短膜组件81设置，一个较短的膜组件81在长度方向上对应设置一个气体收集杯82。图9显示了较大脉冲曝气装置对应较长膜组件的情况。其中，气体收集杯92上的2个排气口 90朝向较短膜组件91设置，一个较长膜组件91在长度方向上对应设置3个气体收集杯92。值得注意的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非因此限定本实用新型的专利保护范围，本实用新型还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本实用新型的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本实用新型所涵盖的范围内。
权利要求1.间歇曝气式膜分离系统，包括膜组件和脉冲曝气装置，所述脉冲曝气装置在重力方向上设置在所述膜组件下方，其特征在于:所述脉冲曝气装置包括从外到内依次设置的气体收集杯、集气罩和进气管；所述气体收集杯和所述集气罩均为开口容器，所述气体收集杯的开口和所述集气罩的开口同向设置；所述气体收集杯的底部设置有排气口，所述排气口朝向所述膜组件设置；所述气体收集杯、所述集气罩及所述进气管之间的空间形成曲折的气体通道；所述进气管内部与所述排气口通过所述气体通道连通。
2.根据权利要求1所述间歇曝气式膜分离系统，其特征在于:在所述进气管的外侧设置有调整进气管伸入所述集气罩长度的伸缩结构。
3.根据权利要求2所述间歇曝气式膜分离系统，其特征在于:所述伸缩结构包括设置在所述进气管外侧的螺纹。
4.根据权利要求1至3之一所述间歇曝气式膜分离系统，其特征在于:在所述集气罩的侧壁上设置有通孔。
5.根据权利要求4所述间歇曝气式膜分离系统，其特征在于:所述排气口的数量为2。
6.根据权利要求5所述间歇曝气式膜分离系统，其特征在于:在所述集气罩和所述气体收集杯之间设置有连接支架。
7.根据权利要求6所述间歇曝气式膜分离系统，其特征在于:所述连接支架设置在所述集气罩的侧壁和所述气体收集杯的侧壁之间。
8.根据权利要求6所述间歇曝气式膜分离系统，其特征在于:所述连接支架设置在所述集气罩的底部和所述气体收集杯的底部之间。
9.根据权利要求8所述间歇曝气式膜分离系统，其特征在于:所述连接支架为卡合结构。
专利摘要本实用新型提供了一种间歇曝气式膜分离系统，包括膜组件和脉冲曝气装置，所述脉冲曝气装置在重力方向上设置在所述膜组件下方，所述脉冲曝气装置包括从外到内依次设置的气体收集杯、集气罩和进气管；所述气体收集杯和所述集气罩均为开口容器，所述气体收集杯的开口和所述集气罩的开口同向设置；所述气体收集杯的底部设置有排气口，所述排气口朝向所述膜组件设置；所述气体收集杯、所述集气罩及所述进气管之间的空间形成曲折的气体通道；所述进气管内部与所述排气口通过所述气体通道连通。本实用新型可广泛用于污水处理、再生水生成等领域。
文档编号C02F3/00GK202988827SQ20122061632
公开日2013年6月12日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者马宁, 才建成, 王树志 申请人:北京海斯顿水处理设备有限公司