MBR膜生物反應(yīng)器曝氣系統(tǒng)處理設(shè)置,曝氣是控制膜污染的重要手段,也是保證MBR系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一。曝氣系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)、氣體輸送管路、閥門、儀表及位于膜箱底部的吹掃裝置組成。目前MBR曝氣系統(tǒng)中,各廠家因設(shè)計(jì)理念及專利限制,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能上存在一定差異。如何評價(jià)曝氣系統(tǒng)性能的好壞,主要有以下幾點(diǎn)。
1. 曝氣均勻性
曝氣均勻性直接影響MBR膜的正常運(yùn)行,當(dāng)曝氣不均勻時(shí),小曝氣量部分膜簾被快速污堵,大曝氣量部分膜可能會因?yàn)槠貧饬康某瑯?biāo)而造成膜絲結(jié)構(gòu)性損傷。
影響膜曝氣均勻性的主要因素在膜箱安裝水平度、曝氣強(qiáng)度及吹掃裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
2. 抗污堵能力
曝氣系統(tǒng)中吹掃裝置釋放的氣體帶有一定溫度,在與活性污泥長期的接觸下,活性污泥容易在吹掃管路中干涸堆積,造成曝氣管路的堵塞,從而影響曝氣。吹掃裝置排泥結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)決定了曝氣系統(tǒng)的抗污堵能力。
3. 曝氣能耗
曝氣系統(tǒng)的能耗,占整個(gè)MBR系統(tǒng)能耗的70%以上,怎樣在保證曝氣效果的情況下降低曝氣能耗,是曝氣系統(tǒng)性能的核心指標(biāo)。
MBR曝氣系統(tǒng)可以分為穿孔管曝氣、槽式曝氣、大氣泡脈沖曝氣。
1. 穿孔管曝氣目前應(yīng)用最為廣泛,其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、裝置成本低,缺點(diǎn)是有污堵風(fēng)險(xiǎn)、曝氣能耗高。穿孔管曝氣結(jié)構(gòu),主曝氣管道連接多個(gè)曝氣支管,其中每個(gè)曝氣支管上帶有吹掃氣孔、排泥孔或排泥彎頭。
穿孔管曝氣的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:
(1)主曝氣管道的流速要大于各曝氣支管的流速,支管與吹掃氣孔之間要保持6倍以上的流速差,以保證配氣均勻。
(2)中空纖維膜的吹掃強(qiáng)度通常為40-150m3/h(以膜組件的膜片部分投影面積(朝上部分)為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算)。因此吹掃管上的吹掃氣孔孔徑不宜小于3mm,孔小很容易發(fā)生堵塞;吹掃氣孔孔徑也不宜大于5mm,孔大很容易在吹掃氣量小時(shí),發(fā)生前后不均的現(xiàn)象。
(3)吹掃支管上要設(shè)置排泥孔或者在尾部設(shè)置排泥彎頭,防止曝氣管內(nèi)污堵。
(4)吹掃氣孔有朝上與朝下兩種設(shè)計(jì)。當(dāng)設(shè)計(jì)朝上時(shí),氣孔的阻力較小。但是吹掃管中的氣體是浮在混合液上層的,如果吹掃氣孔過大或吹掃氣管中的氣流不足,都會因吹掃管內(nèi)的氣體不灌滿造成污泥無法全部排出,引起部分氣孔堵塞現(xiàn)象。當(dāng)設(shè)計(jì)朝下時(shí),吹掃氣流先排空吹掃管中的污泥,再克服孔口阻力才進(jìn)入正常吹掃狀態(tài)。這種設(shè)計(jì)比較容易保持吹掃氣前后均勻,但由于孔口向下,吹掃氣起始推動(dòng)力很大,需要很長的尾管才能防止氣流在吹掃氣啟動(dòng)時(shí)沖擊造成的跑氣現(xiàn)象。
2.槽式曝氣是一種由穿孔管曝氣演變而來的曝氣結(jié)構(gòu),整體呈方槽型結(jié)構(gòu),底部開放,吹掃氣孔位于槽體兩側(cè),它徹底解決了曝氣管的積泥污堵問題,但原理上依然同穿孔管曝氣相同,且需克服的進(jìn)氣阻力較大,曝氣能耗上相對于穿孔管曝氣并無優(yōu)勢。
3.大氣泡脈沖曝氣是可提供間歇大尺寸氣泡出氣的裝置,該方式對液體的攪動(dòng)能力強(qiáng),曝氣效果好又節(jié)省吹掃氣,即高效又節(jié)能。大氣泡形成原理很簡單,就是將大流量的連續(xù)氣流經(jīng)過物理學(xué)方法把它聚集成間歇的大氣泡釋放出來。在一個(gè)倒扣的集氣罩中,放入一個(gè)U型連接管。將裝置浸入水中,當(dāng)連續(xù)氣流不斷從供氣管進(jìn)入集氣罩時(shí),將集氣罩內(nèi)的水壓出,形成氣腔。當(dāng)氣層下移低于連接管底邊時(shí),氣體越過U型管底部,U型管左右連通,形成倒虹吸效應(yīng),氣體瞬間釋放形成大氣泡,進(jìn)入膜組件的底部。隨著氣泡的溢出,集氣罩內(nèi)的水位上升,淹沒整個(gè)U形管,完成一次氣泡釋放過程。
目前行業(yè)內(nèi)MBR曝氣系統(tǒng),大部分還采用連續(xù)運(yùn)行方式和穿孔管曝氣結(jié)構(gòu)。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用表明,與傳統(tǒng)穿孔管曝氣或者槽式曝氣相比,采用大氣泡間歇曝氣方式對膜的清潔效果提升明顯,且吹掃能耗可降低1/3以上,是一種更為優(yōu)越的曝氣方式,將逐漸替代傳統(tǒng)曝氣方式。
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