一种检测MABR工艺氧气利用效能的系统及方法与流程

技术特征：
1.一种检测mabr工艺氧气利用效能的系统，其特征在于：包括mabr膜组件、供气单元、尾气单元、氧气利用效能在线计算单元；mabr膜组件(9)的一端为供气单元，另一端为尾气单元；供气单元和尾气单元均与氧气利用效能在线计算单元连接；2.根据权利要求1所述的一种检测mabr工艺氧气利用效能的系统，其特征在于：供气单元包括空气过滤器(1)、鼓风机(2)、带传感器的鼓风机电表(3)、空气流量计(4)、电动球阀(5)、空气压力传感器(6)、空气温度传感器(7)和供气管路(8)；所述的空气过滤器(1)、鼓风机(2)、空气流量计(4)、电动球阀(5)、空气压力传感器(6)、空气温度传感器(7)依次布置在供气管路(8)上；带传感器的鼓风机电表(3)布置在鼓风机(2)上；传感器的鼓风机电表(3)和空气流量计(4)与plc(25)通过电气连接；尾气单元包括汽水分离器(10)、冷凝水排放电动球阀(11)、冷凝水排放管路(12)、空气流量计(13)、空气压力传感器(14)、空气温度传感器(15)和尾气管路(16)；冷凝水排放管路(12)设置在mabr膜组件(9)的出口处，所述的汽水分离器(10)、空气流量计(13)、空气压力传感器(14)、空气温度传感器(15)依次布置在尾气管路(16)上；汽水分离器(10)、冷凝水排放电动球阀(11)依次布置在冷凝水排放管路(12)上；氧气利用效能在线计算单元，包括plc(25)和终端显示器(26)；所述的plc(25)通过电气与终端显示器(26)连接。3.根据权利要求2所述的一种检测mabr工艺氧气利用效能的系统，其特征在于：尾气单元还包括尾气排放单元和尾气检测单元；尾气排放单元包括尾气排放电动球阀(17)和尾气排放管路(18)；所述的尾气排放电动球阀(17)布置在尾气排放管路(18)上；尾气排放管路(18)与尾气管路(16)连接；尾气检测单元包括尾气检测电动球阀(19)、干燥器(20)、尾气采样气泵(21)、样气过滤器(22)、氧气浓度分析仪(23)和尾气检测管路(24)；所述的尾气检测电动球阀(19)、干燥器(20)、尾气采样气泵(21)、样气过滤器(22)、氧气浓度分析仪(23)依次布置于尾气检测管路(24)上；尾气检测管路(24)与尾气管路(16)连接；氧气浓度分析仪(23)与plc(25)通过电气连接；所述的尾气排放管路(18)和尾气检测管路(24)并联与尾气管路(12)连接。4.根据权利要求1所述的一种检测mabr工艺氧气利用效能的系统，其特征在于：通过供气单元将空气传送至mabr膜组件(9)底部，空气沿膜丝腔内自下而上，直至mabr膜组件(9)顶部，之后进入尾气单元；尾气依次通过汽水分离器(10)、空气流量计(13)、空气压力传感器(14)、空气温度传感器(15)，尾气中的冷凝水通过冷凝水排放电动球阀(11)排出；当检测mabr膜组件的氧气利用效能时，关闭尾气排放电动球阀(17)，开启尾气检测电动球阀(19)；尾气经过干燥器(20)干燥后，由尾气采样气泵(21)采集，经过样气过滤器(22)进行气体过滤后，尾气进入氧气浓度分析仪(23)进行氧含量分析，数据结果传输至plc(25)计算ote、otr和ae后，在终端显示器(26)呈现结果。5.根据权利要求1所述的一种检测mabr工艺氧气利用效能的系统，其特征在于：所述的鼓风机选用变频式鼓风机，并配有变频器。6.利用权利要求1所述系统进行的一种检测mabr工艺氧气利用效能的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：s1mabr膜组件供气、尾气排放和尾气检测的运行；通过供气单元将空气传送至mabr膜组件底部，空气中的氧气透过膜组件的曝气膜丝传递至生物膜，同时空气自下而上穿过膜丝，直至膜组件顶部；
s2mabr工艺氧气利用效能的计算方法将鼓风机电表、供气空气流量计和氧气浓度分析仪的实时数据传输至plc，进行氧气利用效能计算，计算公式如下：用效能计算，计算公式如下：用效能计算，计算公式如下：用效能计算，计算公式如下：式(1)中，ote为氧转移效率，即向mabr膜组件供给的空气中传递到生物膜的氧气比例，％；o
2,in
为进入mabr膜组件空气中的氧气百分含量，恒定值为20.9％；o
2,out
为mabr膜组件尾气中的氧气百分含量，％；f
v
为体积损失系数，通过式(2)进行计算；式(3)中，otr为氧转移速率，go2/m2/h；q
air
为空气流量，l/h；32为氧气的相对分子质量；22.4为气体标况摩尔体积常数；s
bf
为mabr生物膜面积，m2；式(4)中，ae为鼓风机的充氧动力效率，kgo2/kwh；w为鼓风机能耗，kw。7.根据权利要求6所述系统进行的一种检测mabr工艺氧气利用效能的方法，其特征在于：mabr膜组件曝气后的尾气从膜组件顶部进入尾气单元：首先经过汽水分离器进行汽水分离，通过电动阀门将冷凝水排除系统；经过汽水分离器的尾气通过尾气管路依次经过空气流量计、压力传感器和温度传感器。8.根据权利要求6所述系统进行的一种检测mabr工艺氧气利用效能的方法，其特征在于：当无需检测mabr工艺氧气利用效能时，关闭尾气检测管路电动球阀，开启尾气排放管路电动球阀，尾气通过尾气排放管路排入到空气中。9.根据权利要求6所述系统进行的一种检测mabr工艺氧气利用效能的方法，其特征在于：当需要检测mabr工艺氧气利用效能时，关闭尾气排放管路电动球阀，开启尾气检测管路电动球阀，尾气进入尾气检测管路；尾气经过干燥器的预处理后，通过气泵进行样气采集，样气经过滤后进入氧气浓度分析仪，进行氧含量分析；剩余尾气通过尾气检测管路排入到空气中。10.根据权利要求6所述系统进行的一种检测mabr工艺氧气利用效能的方法，其特征在于：将plc计算所得的ote、otr和ae结果传输至终端显示器，实现在线监测mabr工艺的氧气利用效能。

技术总结
本发明公开了一种检测MABR工艺氧气利用效能的系统及方法，包括MABR膜组件、供气单元、尾气单元、氧气利用效能在线计算单元。MABR膜组件(9)的一端为供气单元，另一端为尾气单元；供气单元和尾气单元均与氧气利用效能在线计算单元连接。与现有技术相比，本发明的优势在于：(1)无需停止工艺运行，无需外加药剂，即可实现MABR工艺氧气利用效能的实时检测；(2)检测MABR曝气剩余尾气中的氧含量，而非反应器内溶解氧浓度，能够更直接地反映MABR的氧气利用效能。效能。效能。


技术研发人员：郑琬琳 穆永杰 张丽丽 薛晓飞 李凌云 于弢 曹天宇
受保护的技术使用者：北控水务（中国）投资有限公司
技术研发日：2021.05.08
技术公布日：2022/1/18