“一體化超聲波膜生物反應器”是超聲波汙水處理設備，是水源保護
、城鎮節水、中水回用和水汙染防治工程的理想環保裝備，主要適用於普通有機廢水產業，如市鎮生活廢水
、機關院校、車站碼、食品業
、醫院
、油田、屠宰業、機械電子加工、造紙印刷業、石化行業
、旅遊度假風景區
、賓館飯店業與生活小區等；COD值高的廢水處理行業，如垃圾滲透液、印染
、乳化油廢水
、輪渡碼頭油汙水；特性多變廢水之處理行業，製藥行業
、化工生產行業。                                

1  一體化設備工藝原理

一體化超聲波膜生物反應器是利用化學沉澱（氫氧化鈉沉澱鐵和鋅等）和膜分離技術,並采用中空纖維膜（hollow fiber membrane）取(qu)代(dai)活(huo)性(xing)汙(wu)泥(ni)法(fa)中(zhong)的(de)二(er)沉(chen)池(chi)
，進(jin)行(xing)固(gu)液(ye)分(fen)離(li)，有(you)效(xiao)地(di)達(da)到(dao)了(le)泥(ni)水(shui)分(fen)離(li)的(de)目(mu)的(de)。中(zhong)空(kong)纖(xian)維(wei)膜(mo)是(shi)一(yi)種(zhong)外(wai)形(xing)象(xiang)纖(xian)維(wei)狀(zhuang)，具(ju)有(you)自(zi)支(zhi)撐(cheng)作(zuo)用(yong)的(de)膜(mo)，是(shi)非(fei)對(dui)稱(cheng)膜(mo)的(de)一(yi)種(zhong)，其(qi)致(zhi)密(mi)層(ceng)可(ke)位(wei)於(yu)纖(xian)維(wei)的(de)外(wai)表(biao)麵(mian)
，如(ru)反(fan)滲(shen)透(tou)膜(mo)，也(ye)可(ke)位(wei)於(yu)纖(xian)維(wei)的(de)內(nei)表(biao)麵(mian)，如(ru)微(wei)濾(lv)膜(mo)，納(na)濾(lv)膜(mo)和(he)超(chao)濾(lv)膜(mo)。對(dui)氣(qi)體(ti)分(fen)離(li)膜(mo)來(lai)說(shuo)，致(zhi)密(mi)層(ceng)位(wei)於(yu)內(nei)表(biao)麵(mian)或(huo)外(wai)表(biao)麵(mian)均(jun)可(ke)。

一體化超聲波膜生物反應器（LC.CMBR）是在普通MBR技術的基礎上

，首創性地與超聲波清洗技術相結合
，利用超聲波清洗技術對MBR的膜組件進行在線清洗，減少膜的反衝洗頻率和清洗藥劑的用量
，從而大大延長了膜組件的壽命
，並降低了運行成本。

 2  設備工藝流程

圖1 工藝流程圖

3  設備工藝說明

某(mou)公(gong)司(si)切(qie)割(ge)車(che)間(jian)的(de)汙(wu)水(shui)由(you)總(zong)管(guan)彙(hui)集(ji)後(hou)，經(jing)初(chu)沉(chen)澱(dian)，去(qu)除(chu)大(da)的(de)固(gu)體(ti)懸(xuan)浮(fu)物(wu)後(hou)
，再(zai)通(tong)過(guo)調(tiao)節(jie)池(chi)調(tiao)節(jie)每(mei)小(xiao)時(shi)變(bian)化(hua)的(de)水(shui)量(liang)均(jun)勻(yun)水(shui)質(zhi)，以(yi)保(bao)護(hu)後(hou)續(xu)的(de)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)設(she)備(bei)處(chu)於(yu)安(an)全(quan)運(yun)轉(zhuan)狀(zhuang)態(tai)
，避(bi)免(mian)管(guan)道(dao)泵(beng)閥(fa)堵(du)塞(sai)。

客戶調節池的汙水通過汙水提升泵，進入一體化超聲波膜生物反應器的堿性沉澱池，該池安裝有PH儀表控製蠕動泵向槽內加堿（蠕(ru)動(dong)泵(beng)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)好(hao)比(bi)用(yong)手(shou)指(zhi)夾(jia)擠(ji)一(yi)根(gen)充(chong)滿(man)流(liu)體(ti)的(de)軟(ruan)管(guan)
，隨(sui)著(zhe)手(shou)指(zhi)向(xiang)前(qian)滑(hua)動(dong)
，管(guan)內(nei)流(liu)體(ti)向(xiang)前(qian)移(yi)動(dong)，蠕(ru)動(dong)泵(beng)由(you)滾(gun)輪(lun)取(qu)代(dai)了(le)手(shou)指(zhi)，通(tong)過(guo)對(dui)泵(beng)的(de)彈(dan)性(xing)輸(shu)送(song)軟(ruan)管(guan)交(jiao)替(ti)進(jin)行(xing)擠(ji)壓(ya)和(he)釋(shi)放(fang)來(lai)泵(beng)送(song)流(liu)體(ti)），並且該槽底部有氣流攪拌。

然後，流到PAC（聚氯化鋁）槽進一步沉澱，該槽底部有氣流攪拌
，並有蠕動泵向槽內加PAC(聚合氯化鋁)。再流入PAM槽
，該槽底部也有氣流攪拌

，並由蠕動泵向槽內加PAM(聚丙烯酰胺)。

接下來
，汙水流經一個緩衝槽，讓絮體成型
，再流到豎流沉澱池。

從豎流沉澱池流到膜池，汙水通過自吸泵、膜組件的超濾作用後
，清水流入澄清水槽（即中水槽），清水槽的清水可以回用（多餘的中水達標排放），其中回用水槽的一部分清水可用作膜組件反衝洗過程中的反衝洗備用水。

膜(mo)生(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)槽(cao)上(shang)的(de)膜(mo)組(zu)件(jian)的(de)上(shang)端(duan)安(an)裝(zhuang)有(you)總(zong)吸(xi)水(shui)口(kou)和(he)總(zong)曝(pu)氣(qi)口(kou)。總(zong)曝(pu)氣(qi)口(kou)沿(yan)曝(pu)氣(qi)總(zong)管(guan)通(tong)到(dao)各(ge)分(fen)支(zhi)曝(pu)氣(qi)膜(mo)束(shu)內(nei)下(xia)部(bu)，保(bao)證(zheng)曝(pu)氣(qi)膜(mo)束(shu)可(ke)鼓(gu)形(xing)張(zhang)開(kai)，在(zai)用(yong)於(yu)膜(mo)生(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)時(shi)可(ke)提(ti)高(gao)溶(rong)氧(yang)效(xiao)率(lv)，有(you)利(li)於(yu)好(hao)氧(yang)菌(jun)(亦稱需氧菌、xuyangweishengwu。zaiyouyanghuanjingzhongshengchangfanzhi，yanghuayoujiwuhuowujiwudechannengdaixieguocheng，yifenziyangweizuizhongdianzishouti，jinxingyouyanghuxi，baokuodaduoshuxijun、放線菌和真菌)吸附膜絲消化分解有機物。膜組件經約15~40min過濾後
，會有小部分活性汙泥、細菌分泌物和膠體堵塞膜組件上的微孔，使真空壓力表壓力升高，當壓力升高到0.06~0.08MPa時，需對膜絲進行超聲波在線清洗和反衝洗。

本機設計了40kHz/100W和122kHz/100W雙頻超聲波定時清洗控製係統
，並使振板按50~150mm/s的速度進行超聲波上下定時掃描清洗。先用40kHz/100W超聲波通過空化作用清洗膜絲，去除、粉碎、分散膜絲表麵和微孔外表麵的膠體和較小顆粒堵塞物，然後再用120kHz高頻超聲波的熱解和自由基（.OH）效應及傳質觸變效應，氧化、分解去除微孔內的膠體和細菌分泌物，使膜絲恢複膜通量。另外由於將振板設計為“V”xingzhuangzhi，tongguochaoshengbodezhendongchuanzhizuoyongjiangweiqipaojujiaoyumosi，jinyibutigaolekongqizhongdepuqirongyanglv
，shichaoshengbomoshengwufanyingqitigaoxiaohuayoujiwudexiaolv；此外，由於超聲波膜生物反應器時間愈長活性汙泥濃度MLSS越來越大，處理的負荷減小
，而汙泥齡很長 (汙泥齡是指在反應係統內，微生物從其生成到排出係統的平均停留時間，也就是反應係統內的微生物全部更新一次所需的時間)，從而大大降低了設備的運行費用，並節省占地麵積。

 4  結構配置設計參數

該設備是一台全自動處理切割廢水的一體化設備，主要由化學處理單元、液體輸送係統、膜處理係統
、超聲波掃描機構、超聲波在線清洗裝置，以及各種傳感器和自動控製係統組成。其中，化學處理單元由空氣攪拌
，蠕動泵加藥

；PH調節由PH儀表監測
；液體輸送全部為sus304不鏽鋼泵。

膜處理係統采用歐梅塞爾FLEXELL-20膜組件3套
，並且具有曝氣裝置
，自動抽吸和反衝洗裝置，抽吸壓力和反衝洗壓力監測裝置。

超聲波掃描機構掃描順暢，速度可以調整，軌道為不鏽鋼。

超聲波發生器
，工作穩定
，有功率指示。

表1 控製係統電氣設備清單

 5  設備操作原理

一體化超音波膜生物反應器采用三相五線380V電源輸入。接好電源並有良好接地保護後，打開電箱空氣開關
，再用鑰匙打開界麵右方旋鈕
，啟動電源；旋鈕下方紅色按鈕為急停按鈕，用於機器故障急停。

上電後，點擊歡迎畫麵，輸入正確密碼；

進入選擇畫麵，有自動畫麵
、手動畫麵、報警畫麵、監視畫麵，時間設定和功能選擇六個按鈕
，點擊相應的按鈕可進入相應畫麵。

點擊“自動畫麵”進入，如圖2所示，畫麵除有自動運行啟動、停止外
，還有“監控畫麵”按鈕，點擊可進入整機監控畫麵對機器運行進行實時監控。

圖2 自動操作界麵

圖3 整機監控界麵

手動畫麵可以實現機器的手動操作；為wei安an全quan考kao慮lv
，機ji器qi動dong作zuo有you諸zhu多duo保bao護hu，在zai允yun許xu的de正zheng確que的de狀zhuang態tai下xia按an各ge按an鈕niu才cai有you效xiao。如ru自zi吸xi泵beng必bi須xu在zai自zi吸xi閥fa打da開kai的de前qian提ti下xia才cai能neng打da開kai，關guan閉bi自zi吸xi閥fa前qian必bi須xu先xian關guan自zi吸xi泵beng。反fan衝chong泵beng、反衝閥和汙泥泵、汙泥閥也是一樣。其他可單獨啟動。另還有一個“查看運行”按鈕，點擊也可進入整機監控畫麵對機器運行進行實時監控。

圖4 手動操作界麵

報警畫麵在機器報警時可查看詳細當前報警信息，按報警信息進行相應的處理。

圖5 報警信息界麵

點擊“時間設定”按鈕進入時間設定畫麵，可對各個時間根據工藝要求進入設定。

圖6 時間設定界麵

通過“功能選擇”可對兩提升泵進行選擇，機器默認狀態是提升泵1
，說明機器在自動運行過程中是提升泵1在工作，可在提升泵1和提升泵2之間進行選擇
；手動狀態不受這個選擇控製。

點擊密碼修改按鈕進行密碼修改畫麵，如圖7所示。

圖7 密碼修改界麵

6   配電係統供電設計

該項目中，配電係統的供電電源為功率小於等於10kW(P<=10kW)/~380V/50Hz
，由建設單位低壓配電所引至汙水處理站配電櫃，負荷等級為三級；汙水處理站的配電係統采用三相五線製，電纜采用防水電纜穿管敷設。

動力配電及電纜敷設：汙水處理設施設配電櫃分別給各動力設備供電

；電力控製電纜選用BVV型防水電纜（BVV電纜全稱銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套圓型護套線，又稱輕型聚氯乙烯護套電纜，俗稱硬護套線，是護套線的一種）
；控製電纜選用KVV型，KVV聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套（銅芯）控製電纜
，K控製之意，適應於交流額定電壓450/750及以下的控製、監控回路、保護線路等場所。KVV聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套（銅芯）控製電纜：使用導體長期允許溫度70℃，使用交流電壓450/750V。BVV：聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套固定布線用電纜，額定電壓450/750V
，導體長期運行使用溫度為70℃，從電纜的製造角度來說，兩種電纜的材料選用是一樣的，因此，KVV電纜的規格與BVV是一樣的，完全可以替代。但是， BVV是3C產品是國家強製性認證的，雖然從使用角度來看KVV是完全可以替代的，但對於某些場合下，用KVV代替BVV不符合要求。此外
，電纜經PVC軟套管穿管敷設。振板采用PVC履帶軟套管防水電纜。

接地與防雷：利用建築物的基礎鋼筋作自然接地體，或安裝人工接地極
，接地電阻應小於10歐姆
；建築物用避雷帶和短避雷計作防雷保護。

測量及自動控製係統：利用液位控製器控製各池泵的運行。采用手動及自動兩檔控製係統，膜池和調節池安裝液位控製器，液位過低和過滿的控製均接入PLC
，異常情況實現緊急停車並報警；利用PLC可編程控製器控製曝氣係統，控製各反應池的運行以及全操作過程，既可全自動操作
，也可手動操作
；所有超聲波係統、泵電機
、風機、氣動閥

、曝氣係統、汙泥循環、過濾係統可單獨控製
，並有狀態顯示；配有獨立的配電箱，電路方麵進行功能分塊
，強電、弱電分塊，以便於維護


；排水口采用水表監視排水量。

7  總結

gaiyitihuachaoshengbomofanyingqiwushuichulishebeijuyouyouhaoderenjijiemian，dadaoleyonghuyingyongyaoqiu，yezaishijianzhongqieshijiejueleyonghudewenti，zongtishishixiaoguomanyi。

作者簡介：

李鐵成，,男，1974年4月(yue)出(chu)生(sheng)，畢(bi)業(ye)於(yu)哈(ha)爾(er)濱(bin)工(gong)程(cheng)大(da)學(xue)，工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)專(zhuan)業(ye)，現(xian)任(ren)中(zhong)達(da)電(dian)通(tong)股(gu)份(fen)有(you)限(xian)公(gong)司(si)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)產(chan)品(pin)開(kai)發(fa)處(chu)任(ren)高(gao)級(ji)應(ying)用(yong)工(gong)程(cheng)師(shi)
，負(fu)責(ze)台(tai)達(da)機(ji)電(dian)產(chan)品(pin)的(de)係(xi)統(tong)方(fang)案(an)整(zheng)合(he)
，具(ju)有(you)9年台達機電自動化行業應用經驗。