[发明专利]一种应用于平板膜生物反应器的活塞流曝气装置

说明书

本发明公开了一种应用于平板膜生物反应器的活塞流曝气装置，包括水箱和曝气单元，曝气单元包括曝气管，曝气管和平板膜生物反应器位于水箱中，曝气管设置于平板膜生物反应器的下部，曝气管上开设曝气孔，曝气孔面向平板膜生物反应器开设。曝气单元工作时，由曝气管上的曝气孔产生小气泡，小气泡瞬间聚并，成为大气泡后，上升至平板膜生物反应器的膜片底部，大气泡上升受阻，被膜片分解成可进入膜片间缝隙的气泡，继续上升，被分解的气泡形成活塞流气泡，对同一缝隙两侧的膜片的膜表面产生强烈剪应力作用，进而得以有效减缓膜污染，提高膜组件效率。

技术领域

本发明涉及平板膜生物反应器技术领域，特别是涉及一种应用于平板膜生物反应器的活塞流曝气装置。

背景技术

膜过滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的分离和浓缩的目的。在膜过滤过程中，不可避免地会产生膜污染，膜污染是指在膜过滤过程中，水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。对于膜污染，应当说，一旦料液与膜接触，膜污染即开始。膜污染常发生在三种场合，即浓差极化、大溶质的吸附和吸附层的聚合。

膜生物反应器是膜分离技术和生物技术的有机结合。用超滤或微滤膜分离技术取代传统的活性污泥法的二沉池和常规过滤单元，使水力停留时间和泥龄完全分离。其高效的固液分离能力使出水水质良好，悬浮物和浊度接近于零，并可截留大肠杆菌等生物性污染物，处理后出水可直接回用，出水水质要明显优于传统污水处理工艺，是一种高效、经济的污水资源化技术。

膜污染将直接导致膜通量的下降、跨膜压的升高、清洗频率的增加和使用寿命的降低，造成运行成本、能耗的大幅增加，这是限制平板膜生物反应器进一步发展和大规模应用的瓶颈问题。

因此，如何改变现有技术中，工业用大尺度平板膜生物反应器内多片膜的膜污染现象，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于平板膜生物反应器的活塞流曝气装置，以解决上述现有技术存在的问题，使工业用大尺度平板膜生物反应器的膜污染现象得到有效解决。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种应用于平板膜生物反应器的活塞流曝气装置，包括水箱和曝气单元，所述曝气单元包括曝气管和空气泵，所述空气泵与所述曝气管相连，所述曝气管和平板膜生物反应器位于所述水箱中，所述曝气管设置于平板膜生物反应器的下部，所述曝气管上开设曝气孔，所述曝气孔面向平板膜生物反应器开设。

优选地，所述曝气单元还包括缓冲罐，所述缓冲罐与所述曝气管相连，所述缓冲罐位于所述空气泵和所述曝气管之间。

优选地，所述曝气单元还包括转子流量计，所述转子流量计设置于所述空气泵和所述缓冲罐之间。

优选地，所述曝气单元还包括电磁阀，所述电磁阀连接所述缓冲罐和所述曝气管。

优选地，应用于平板膜生物反应器的活塞流曝气装置还包括摄像机，所述摄像机的摄像头朝向平板膜生物反应器设置，所述摄像机还与分析仪器相连。

优选地，所述曝气管包括曝气干管和曝气软管，所述曝气干管通过曝气软管与所述缓冲罐相连，所述曝气孔开设于所述曝气干管上。

优选地，所述曝气单元还包括滑动组件，所述滑动组件与所述曝气干管相连，所述滑动组件能够带着所述曝气干管来回滑动，所述曝气干管的滑动方向与平板膜生物反应器的膜片间缝隙的方向相垂直。