[发明专利]一种MBR节能曝气装置及曝气方法

说明书

本发明实施例公开了一种MBR节能曝气装置及曝气方法，其中方法包括：将MBR装置内的N个膜组件分为两个含有个膜组件的MBR膜组M₁和M₂，设定每个膜组件最大曝气量为Xm³/h；降低变频器输出频率使鼓风机的总曝气量为抽吸泵采用间歇运行，当抽吸泵运行时，阀门K₁、K₂均处于满开状态；在两个连续抽吸泵停止期间两个阀门K₁、K₂轮流从关闭完全再恢复到全开；每个MBR膜组件均经历曝气量为循环曝气过程，鼓风机的曝气总量从原来持续曝气方式的NX m³/h降到曝气能耗降低50％。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种MBR节能曝气装置及曝气方法。

背景技术

MBR(Membrane Bio-reactor，膜生物反应器)技术是一种将膜分离技术与传统的生物处理技术相组合的污水处理工艺。该工艺采用膜分离替代传统活性污泥工艺中的二次沉淀池进行泥水分离，与传统的活性污泥法相比，具有占地面积小、出水水质优良、抗冲击负荷能力强、高容积负荷等优点。但是，MBR膜组件同时也存在能耗高的问题，导致其运行成本高，限制了其推广应用。

现有的MBR膜组件的曝气均采用持续的高强度曝气来维持膜面的高错流速度，达到延缓膜污染的目的，其中，曝气能耗占MBR系统总能耗的65-80％。实际上，MBR系统中为维持膜面高速冲刷的曝气能耗的有效利用率不到50％，50％的曝气能耗被浪费掉。导致MBR膜组件能耗高的主要原因是对MBR曝气时，曝气能量利用率低。

为降低曝气能耗，现有的MBR曝气装置通常采用如下方法：

1)膜组件优化设计提高曝气能量利用效率。

改变膜元件形式，例如中空纤维膜、平板膜，管式膜等形式；调整膜片之间的距离，控制曝气装置的曝气孔径大小，调整膜片底部与膜片之间的距离等。由于曝气的利用仅限于膜组件内部优化，降低的曝气量能耗不到原来膜组件的10％。

2)改变曝气方式。

常规的曝气方式为持续高强度曝气。高强度曝气的目的在于维持膜面的高速的错流速度，膜面得到充分冲刷而延缓膜污染来维护MBR系统的正常运行。经研究结果表明，在延缓膜污染方面，间歇曝气和节能曝气也可达到持续曝气相同效果。间歇曝气的瞬时流量和节能曝气的最大瞬时流量须要达到持续曝气时膜组件设定的曝气量，间歇时间有限制。

间歇曝气的实现方法有两种：间歇供气和设定压力瞬时放气。间歇供气是设定鼓风机启停时间来控制；设定压力瞬时放气是通过在膜组件的曝气装置前增加储气压力罐来实现，当储气压力罐的压力超过设定压力(也可是水压)，储气罐的气体向膜组件供气，储气罐内压力随之下降，低于设定压力，停止供气。上述过程循环往复，达到间歇曝气的目的。实践证明，间歇曝气可降低曝气能耗20-30％。

但是，上述降低曝气能耗的方法存在如下缺陷：膜组件优化设计降低能耗有限；间歇曝气需要鼓风机频繁启停，严重损害鼓风机和电气元件的使用寿命；采用储气罐增加设备投资，其可靠性不理想。

发明内容

本发明实施例公开了一种MBR节能曝气装置及曝气方法，以降低MBR膜组件的曝气能耗。技术方案如下：