一种外置式厌氧MBR装置的制作方法

专利检索2022-05-10  10


一种外置式厌氧mbr装置
技术领域
1.本实用新型涉及污水处理领域,具体而言涉及一种外置式厌氧mbr装置。


背景技术:

2.厌氧膜生物装置将膜分离技术和厌氧生物处理有效结合,不仅保留了厌氧生物处理的优势,而且达到了水力停留时间(hrt,hydraulic retention time) 和固体停留时间(srt,solidsretention time)的高效分离、完全生物截留、出水水质稳定、占地面积少等显著效果。
3.厌氧生物处理因剩余污泥少、运行费用少、可能源回收(ch4)等优点而被广泛用于各种有机工业废水和市政污水处理,但也存在微生物生长慢、占地面积大、生物截留效果差、对温度要求较高等缺点。现有的膜系统在运行一段时间后,膜表面都会积累一些污染物质,导致透膜压差上升,过滤流量下降。
4.因此需要进行改进,以解决上述问题。


技术实现要素:

5.针对现有技术中存在的问题,本实用新型提供了一种外置式厌氧mbr 装置,所述外置式厌氧mbr装置包括厌氧反应器、外置式mbr装置和在线反冲洗装置;
6.其中,所述厌氧反应器的出水端与所述外置式mbr装置的入水端连通,配置为将所述厌氧反应器的出水引入所述外置式mbr装置;
7.所述外置式mbr装置的出水端与所述在线反冲洗装置的入水端连通,配置为将所述外置式mbr装置的出水引入所述在线反冲洗装置,所述在线反冲洗装置的出水端通过反洗进水管连通至所述外置式mbr装置的产水侧,配置为通过反向水流对所述外置式mbr装置内的膜组件进行清洗。
8.可选地,所述外置式厌氧mbr装置包括mbr清洗装置,所述mbr清洗装置与所述外置式mbr装置的入水端连通,配置为对所述外置式mbr装置内的膜组件进行清洗。
9.可选地,所述mbr清洗装置包括化学清洗罐、化学清洗泵和清洗管路;
10.其中,所述清洗管路的一端连通所述化学清洗罐,所述清洗管路的另一端连通所述外置式mbr装置的入水端,所述化学清洗泵设置于所述清洗管路上。
11.可选地,所述在线反冲洗装置包括产水罐,所述产水罐的入水端与所述外置式mbr装置的出水端连通,配置为接收所述外置式mbr装置的出水;
12.所述反洗进水管的一端与所述产水罐的出水端连通,所述反洗进水管的另一端与所述外置式mbr装置的产水侧连通。
13.可选地,所述产水罐的出水端设置于所述产水罐的底部;和/或
14.所述反洗进水管的另一端与所述外置式mbr装置顶部连通。
15.可选地,所述外置式厌氧mbr装置还包括产水外排管,所述产水外排管与所述产水罐底部的出水端连通。
16.可选地,所述外置式厌氧mbr装置包括浓水回流管,所述浓水回流管的一端与所述外置式mbr装置连通,所述浓水回流管的另一端与所述厌氧反应器的入水端连通。
17.可选地,所述外置式厌氧mbr装置包括厌氧出水罐,所述厌氧出水罐的一端与所述厌氧反应器的出水端连通,所述厌氧出水罐的另一端与所述外置式mbr装置的入水端连通。
18.可选地,所述外置式mbr装置包括管式超滤膜;和/或
19.所述厌氧出水罐与所述外置式mbr装置之间的管路上设置有mbr进水泵。
20.可选地,所述外置式mbr装置包括流量计、ph及温度传感器和压力传感器,配置为对所述厌氧mbr装置在线监控和/或判断所述外置式mbr装置中膜组件污染情况。
21.为了解决目前存在的技术问题,本实用新型提供了的外置式厌氧mbr 装置,所述外置式厌氧mbr装置可解决常规厌氧工艺存在启动时间长、占地面积大的问题;外置式厌氧mbr装置相较于内置式厌氧mbr,膜通量得到明显提高,且在大流速下,膜污染也可得到进一步控制。
附图说明
22.本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述,用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中,
23.图1为本实用新型一实施例中所述外置式厌氧mbr装置的结构示意图。
具体实施方式
24.在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本实用新型发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
25.应当理解的是,本实用新型能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中,为了清楚,层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
26.应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本实用新型教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
27.空间关系术语例如“在
……
下”、“在
……
下面”、“下面的”、“在
……
之下”、“在
……
之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。
28.在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/ 或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操
作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
29.这里参考作为本实用新型的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述实用新型的实施例。这样,可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的从所示形状的变化。因此,本实用新型的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状,而是包括由于例如制造导致的形状偏差。因此,图中显示的区实质上是示意性的,它们的形状并不意图显示器件的区的实际形状且并不意图限定本实用新型的范围。
30.为了解决前文所述的问题,目前采用的改进方法包括:提供厌氧mbr 组块,包括厌氧池和膜组件,所述厌氧池底部设有支撑件,在该支撑件上设有导流套筒,在该导流套筒内设有膜组件,在所述导流套筒下方设有配水管,该配水管下方设有布水锥,该布水锥正对的所述配水管管壁上开设有配水孔,所述配水管连接有进水管。采用该实用新型的厌氧mbr的显著效果是,污水经进水管流入配水管内,再经配水管管壁上的配水孔流出,在导流套筒内部向上流动,带动泥水混合物向上抬升,再从导流套筒外部向下流动,形成循环,可以使搅拌充分,有利于传质的进行,确保膜通量恒定;同时配水管下方的布水锥有利于均匀布水,且所需能耗较低。但是该装置长久运行后,必然导致膜堵塞问题的加重,且清洗维护工作量大。
31.所述改进方法还包括对膜厌氧mbr装置进行改进,改进后包括依次设置的沉淀池、集水池、厌氧反应器、膜生物反应器和清水池,所述沉淀池的上端通过管道与所述集水池相连,所述集水池与所述厌氧反应器之间设有进水泵,所述厌氧反应器内部的底部和上部分别设有布水管道和三相分离器,所述进水泵与所述布水管道相连,所述厌氧反应器上端设有出水口,所述出水口通过管道连接有中间罐,所述中间罐与所述膜生物反应器之间连接有输水泵,所述膜生物反应器的顶部连接有第一冲洗泵和第二冲洗泵,所述第一冲洗泵与所述清水池相连,所述第二冲洗泵与化学清洗液罐相连。相对于常规厌氧处理工艺,该装置对垃圾渗沥液的处理效果较好。该装置采用内置式平板mbr膜装置,存在膜通量较低,占地面积较大(相对于外置式)、清洗维护工作量较大的问题。
32.现有厌氧mbr技术主要为mbr膜组件浸没在厌氧反应器内部或厌氧反应器外设置的膜箱中,形成内置式厌氧mbr装置。相较于常规厌氧生物处理技术,其具有产水水质好、运行稳定、能耗低的优点。但其也存在膜通量低、膜污染较严重、清洗维护工作量大、沼气曝气存在危险性等问题。
33.为了解决目前存在的问题,本实用新型提供了一种外置式厌氧mbr装置,其特征在于,所述外置式厌氧mbr装置包括厌氧反应器、外置式mbr 装置和在线反冲洗装置;
34.其中,所述厌氧反应器的出水端与所述外置式mbr装置的入水端连通,配置为将所述厌氧反应器的出水引入所述外置式mbr装置;
35.所述外置式mbr装置的出水端与所述在线反冲洗装置的入水端连通,配置为将所述外置式mbr装置的出水引入所述在线反冲洗装置,所述在线反冲洗装置的出水端经反洗进水管连通至所述外置式mbr装置的产水侧,配置为通过反向水流对所述外置式mbr装置内的膜组件进行清洗。
36.本实用新型提供了的外置式厌氧mbr装置,所述外置式厌氧mbr装置可解决常规厌氧工艺存在启动时间长、占地面积大的问题;外置式厌氧mbr 装置相较于内置式厌氧mbr,
膜通量得到明显提高,且在大流速下,膜污染也可得到进一步控制。
37.下面结合附图1对所述外置式厌氧mbr装置进行详细的说明。图1为本实用新型一实施例中所述外置式厌氧mbr装置的结构示意图。
38.在本实用新型中,所述外置式厌氧mbr装置包括厌氧反应器进水管路 1、厌氧进水泵2、厌氧反应器3、厌氧出水管4、厌氧出水罐5、mbr进水泵6、外置式mbr装置7、产水罐8、产水外排管9、反洗回流泵10、反洗进水管11、化学清洗罐12、化学清洗泵13和浓水回流管14。
39.具体地,在本实用新型所述外置式厌氧mbr装置包括厌氧反应器3、外置式mbr装置7、在线反冲洗装置和mbr清洗装置。
40.本实用新型利用厌氧反应器3与外置式mbr装置7结合,其中包含与外置式mbr装置相结合的不同形式的厌氧反应器3,如全混厌氧反应器3 (cstr)、上流式厌氧污泥床反应器(uasb)、内循环厌氧反应器3(ic) 等,并不局限于某一种。
41.其中,厌氧反应器3包括uasb反应器、ubf反应器、ic反应器、egsb 反应器等,具体包括进水泵、循环泵、循环管路、三相分离器、气水分离器、沼气收集系统等。
42.其中,厌氧反应器3与外置式mbr装置7结合,通过膜的过滤截留作用,显著提高了出水水质,同时反应器内维持了高浓度的微生物,进一步提高了有机物的分解转化效率,有效弥补了传统厌氧生物处理工艺的不足。
43.其中,所述mbr清洗装置与所述外置式mbr装置7的入水端连通,配置为对所述外置式mbr装置7内的膜组件进行清洗。所述mbr清洗装置包括化学清洗罐12、化学清洗泵13和清洗管路;其中,所述清洗管路的一端连通所述化学清洗罐12,所述清洗管路的另一端连通所述外置式mbr装置 7的入水端,所述化学清洗泵13设置于所述清洗管路上。
44.其中,所述在线反冲洗装置包括产水罐8,所述产水罐8的入水端与所述外置式mbr装置7的出水端连通,以接收所述外置式mbr装置7的出水;所述反洗进水管11的一端与所述产水罐8的出水端连通,所述反洗进水管11 的另一端与所述外置式mbr装置7的产水侧连通。所述在线反冲洗装置利用产水,通过反向水流将吸附在膜组件,例如膜孔上方和膜孔内的污染物清洗,对膜污染形成了有效的控制,延长了化学清洗周期。
45.本实用新型的在线反冲洗装置由反洗泵自产水罐8抽水,通过产水管道反向送至膜管产水侧,反向渗透至膜管中心管,有效减轻膜管污染,反洗后污水进入原水罐。
46.膜污染问题阻碍了anmbr的大规模应用,现有内置式厌氧mbr存在膜清洗周期短、沼气曝气存在风险、清洗维护操作复杂的问题,本实用新型采用在线反冲洗装置的在线反冲洗与所述mbr清洗装置的化学清洗结合的方式,可对膜污染形成有效控制。
47.所述外置式mbr装置7包括流量计、ph及温度传感器和压力传感器,配置为实现对厌氧mbr装置的在线监控以及判断膜组件污染情况。此外,在线反冲洗装置和所述mbr清洗装置可通过流量计、压力传感器等仪器仪表,实时判断膜污染情况。由松散附着的污泥絮凝物在膜表面上形成滤饼层造成的可去除污染,可通过反冲洗去除;由于膜孔堵塞和过滤期间膜表面强烈附着的污泥引起的不可去除污染,则通过化学清洗方法(如酸性清洗)去除。可对膜污染形成有效控制,延长了膜系统的清洗周期,减小了运行维护工作量。
48.所述产水罐8的出水端设置于所述产水罐8的底部;和/或所述反洗进水管11的另一端与所述外置式mbr装置7顶部连通。
49.可选地,所述外置式厌氧mbr装置还包括产水外排管9,所述产水外排管9与所述产
水罐8底部的出水端连通,以便于将所述产水罐8的出水排出。现有的膜过滤在运行一段时间后,膜表面都会积累一些污染物质,导致透膜压差上升,过滤流量下降,水力反冲洗是现有对超滤膜进行清洗较为有效的方案,但常规的超滤系统配置的反洗系统由反洗水泵、反洗水箱、自动阀门及管路系统组成,本实用新型提出的反洗系统以产水罐8代替反洗水箱,节约占地与投资。
50.进一步,所述外置式厌氧mbr装置包括厌氧出水罐5,所述厌氧出水罐 5的一端与所述厌氧反应器3的出水端连接,所述厌氧出水罐5的另一端与所述外置式mbr装置7的入水端连通。
51.所述外置式mbr装置7包括管式超滤膜;所述厌氧出水罐5与所述外置式mbr装置7之间的管路上设置有mbr进水泵6。采用管式超滤膜,并通过mbr进水泵6作为加压泵提高了进水流速,所述改进使膜通量得到明显提高。常规mbr膜需曝气运行,与厌氧系统联用时通常以厌氧产生的沼气进行曝气,具有一定的危险性,本实用新型采用的管式超滤膜无需曝气,安全可靠。
52.本实用新型采用的外置式mbr装置7无需曝气,且厌氧反应器3出水可通过加压泵提高流速,既解决了常规内置式mbr工艺因沼气曝气存在危险性的问题,同时膜通量也得到了明显提高。
53.所述外置式厌氧mbr装置包括浓水回流管14,所述浓水回流管14的一端与所述外置式mbr装置7连通,所述浓水回流管14的另一端与所述厌氧反应器3的入水端连通。
54.所述外置式厌氧mbr装置还进一步包括plc自控系统,用于实现外置式厌氧mbr装置的全自动运行。
55.在本实用新型的一实施例中,如图1所示,厌氧反应器进水1通过收集后进入原水罐,所述厌氧反应器进水管路1与厌氧进水泵2连接,所述厌氧反应器3的底部进水口与厌氧进水泵2连接;所述厌氧反应器3的出水口与 mbr进水泵6连接,所述外置式mbr装置7底部输入端与mbr进水泵6 连接,输出端通过管道与产水罐8连接;所述产水罐8的第一输出口与产水外排管9连接,第二输出口与反洗回流泵10连接;所述外置式mbr装置7 与反洗进水管11和浓水回流管14连接;所述化学清洗罐12与化学清洗泵 13连接。
56.现有厌氧生物处理技术在处理高浓度及工业企业有机废水时,与单纯利用好氧生物处理技术相比更具有抵抗冲击负荷、剩余污泥产量少等优势,同时将有机物转化为沼气是实现这类废水资源化、无害化和能源化的有效方法。但厌氧技术也存在占地面积大、生物截留效果差等缺点。本实用新型提供的厌氧mbr技术是将厌氧发酵技术和膜技术有效结合的污水处理工艺,该工艺具备厌氧生物处理的传统优点,并通过膜的过滤截留作用,显著提高了出水水质,同时反应器内维持了高浓度的微生物,进一步提高了有机物的分解转化效率,并有效弥补了传统厌氧生物处理工艺的不足。同时该技术可以分别控制水力停留时间(hrt)和污泥停留时间(srt),延长srt进而缩小厌氧发酵槽的体积,有效解决了占地面积大的问题。
57.现有厌氧mbr技术主要为mbr膜组件浸没在厌氧反应器内部或厌氧反应器外设置的膜箱中,形成内置式厌氧mbr装置。内置式厌氧mbr装置一般用于处理低浓度有机废水,膜通量较小,出水主要靠真空抽吸方式产水,膜元件抖动方式采用沼气循环抖动。所述内置式厌氧mbr装置的膜元件存在产水量低、膜清洗周期短、沼气曝气存在风险、清洗维护操作复
杂等问题。本实用新型所述外置式厌氧mbr装置中膜组件与厌氧发酵罐相互独立、互不影响。外置式厌氧mbr处理有机废水的浓度可从几千至十万毫克每升左右,适用范围广;通过加压泵提高了膜面料液流速,相较于内置式厌氧mbr,膜通量得到明显提高;本实用新型提供的外置式mbr工艺无需曝气,解决了沼气曝气存在危险性的问题;大流速下厌氧mbr膜不易产生污染,清洗周期相对较长,且本实用新型所述外置式厌氧mbr工艺采用在线反冲洗与化学清洗结合的方式,通过反向水流将吸附在膜孔上方和膜孔内的污染物去除,可对膜污染形成有效控制,运行维护工作量小,现场较整洁。
58.本实用新型的优点在于:
59.(1)本实用新型采取外置式mbr装置和厌氧反应器组合的方式,利用外置式管式膜拦截厌氧污泥,从根本上消除了厌氧出水ss过高导致厌氧菌种流失现象,增强厌氧反应器的处理能力,同时降低了后端处理工艺的压力,提高产水质量。
60.(2)分别控制水力停留时间(hrt)和污泥停留时间(srt),延长srt 进而缩小厌氧发酵槽的体积,使该工艺具有占地面积小的优势。
61.(3)外置式厌氧mbr工艺适用有机废水的浓度范围广且更耐水力,膜通量大,处理效率高且膜在大流速下不易污染。
62.(4)本实用新型提出的在线反冲洗装置以产水罐代替反洗水箱,节约占地与投资,同时通过流量计、压力传感器等仪器仪表,实现自动运行,有效控制膜污染;
63.(4)采用在线反冲洗装置与所述mbr清洗装置(化学清洗)结合的方式,可对膜污染形成有效控制,无需沼气曝气,运行安全,清洗维护周期长,操作也更简单。
64.(5)通过plc自控系统可实现厌氧mbr膜系统的全自动运行。
65.尽管这里已经参考附图描述了示例实施例,应理解上述示例实施例仅仅是示例性的,并且不意图将本实用新型的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改,而不偏离本实用新型的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本实用新型的范围之内。
66.本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。
67.在本实用新型所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备,或一些特征可以忽略,或不执行。
68.在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
69.类似地,应当理解,为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个,在对本实用新型的示例性实施例的描述中,本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该本实用新型的方法解释成反映
如下意图:即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说,如相应的权利要求书所反映的那样,其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。
70.本领域的技术人员可以理解,除了特征之间相互排斥之外,可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述,本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。
71.此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
72.应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
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