[实用新型]用于在液体中提供气泡的装置和包括浸入式膜模块的组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体清洁器，更具体地，涉及一种用于抑制浸入式膜的污垢的气体清洁器。 

背景技术

用于处理废水的膜的重要性正日益上升。众所周知，膜处理可用作有效的污水深度处理，并提供高质量的出水水质。但是，资金和运营成本令人望而却步。随着浸没式膜处理（submerged membrane process）的到来，其中膜模块浸入大的给水箱中，并通过应用于膜中过滤液（filtrate）侧的抽吸或通过重力进料来收集过滤物，则在一个阶段中组合了生物和物理处理的膜生物反应器保证是更加紧凑的、有效的和经济的。由于它们的多功能性，膜生物反应器的规模可以从家庭（诸如化粪池系统）变化至社区和大型污水处理。 

膜过滤工艺的成功很大程度上依赖于使用了有效和高效的膜清洗方法。常用的物理清洗方法包括：使用液体渗透或气体或其组合进行反冲洗（backwash）（反脉冲（backpulse）、反洗（backflush）），使用液体中泡沫形式的气体进行膜表面擦洗或冲洗。通常，在气体冲洗系统中，常常借助于送风机将气体注入浸没有膜模块的液体系统，以形成气体泡沫。然后，这样形成的泡沫向上运动擦洗膜表面，以清除形成于膜表面上的污垢物质。所产生的剪切力很大程度上取决于初始的气泡速度、泡沫大小和施加于泡沫的合力。这种方式的液体传输受限于气体提升机构的效率。为了增强擦洗效果，要供给更多的气体。然而，该方法消耗大量的能量。而且，在高浓度固体的环境中，气体分配系统可能由于脱水的固体而逐渐阻塞，或者当气流突然停止时而完全阻塞。 

此外，在高浓度固体的环境中，在过滤期间清洁的过滤液通过膜且更高固态含量的截留物留下的地方，膜表面附近的固体浓度极化现象（solid concentration polarisation）变得显著，导致增加的膜阻力。这些问题中的一部分已经通过使用两相流（two-phase flow）清洗该膜得以解决。 

在循环的基础上提供气泡的间歇或循环曝气系统声称降低能耗的同时仍提供足够的气体从而有效擦洗膜表面。为了提供这样的间歇操作，该系统通常需要复杂的阀门布置和控制设备，这趋于增加初始的系统成本以及所需要的复杂阀门和开关布置的持续的维护成本。 

已知的间歇或循环曝气系统存在于冲洗过程的操作无需复杂的阀门切换等场合。文献AU200263139描述了这样一种系统，然而，当泡沫分配不均，或当泡沫不对膜模块中的所有膜的表面进行冲洗时，操作会受阻。 

所期望的是，气流通过膜表面，以提供更有效的冲洗过程，同时最小化该清洗过程所需要的能量。 

实用新型内容

本实用新型，至少其实施方式中，目的是克服或至少改善现有技术的一些缺点，或是至少为公众提供一种有用的替代物。 

根据一个方面，本实用新型提供一种用于在液体中提供气泡的装置，包括：限定腔的壳体、允许腔内和腔外之间流通的腔开口；以及导管，该导管具有处于腔内的第一开口和与腔外进行流通的第二开口，并且限定了通道，该通道具有在从第一开口到第二开口的方向上向下延伸到导管的低点的部分，其中，导管的第二开口在导管的低点的上方，并且在导管的第一开口的上方，其中，腔适于将气袋保持在气袋和液体之间的分界面之上，该分界面具有从至少导管中第一开口的下边界至导管低点的上边界的范围内变动的可变高度，其中，第二开口设置的横截面面积大于导管的低点处的导管的横截面面积。 

优选地，邻近第二开口的导管的形状终止为像喇叭端部的扩口部分。 

在本实用新型的一种形式中，第二开口设置的横截面面积比导管的低点处的导管的横截面面积大至少1.5倍。 

可选地，限定在导管中的通道为闭合的。 

根据第二方面，本实用新型提供了一种包括一个或多个浸入式膜模块的组件，该浸入式膜模块具有膜座以及根据第一方面的一个或多个装置，该装置位于膜座下面、旁边或与之结合，该组件具有一个或多个供气管，该供气管具有或连接至用于将气体排放到每个腔中的出口。 

附图说明

现在将仅示例性地参考附图来描述本实用新型的优选实施方式，在图中： 

图1是根据本实用新型一个实施方式的气体清洁设备的简单示意性横截面视图； 

图2示出了图1的气体清洁设备的平面图； 

图3示出处于拆卸状态的图1的气体清洁设备的透视图；