一种外置式厌氧MBR装置的制作方法

专利检索2022-05-10  8


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.厌氧发酵工艺是一种产能又环保的生物处理工艺,已经广泛应用于禽畜粪污、废水、有机固体垃圾处理等领域。厌氧发酵工艺类型较多,但厌氧发酵工艺存在着实际运行厌氧容积负荷较低、有机物降解效率低、沼气产气率低、出水ss较高,不耐水质和水量负荷冲击等问题。
3.厌氧膜生物反应器(厌氧mbr)是将厌氧发酵和膜技术有效结合的污水处理装置。所述处理装置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。目前厌氧mbr装置通常为内置式厌氧mbr 工艺,表现为采用厌氧反应器与内置式中空纤维膜组件或内置式平板膜组件的结合,膜组件污染后,多选用厌氧反应器内产生的沼气来进行曝气清洗。所述内置式厌氧mbr存在膜通量小、易形成严重膜污染、清洗维护工作量大、沼气曝气存在安全风险等特点。
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mbr 清洗装置;
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。
8.可选地,所述mbr清洗装置包括清洗罐、清洗罐出水泵和清洗管路;
9.其中,所述清洗管路的一端连通所述清洗罐,所述清洗管路的另一端连通所述外置式mbr装置的入水端,所述清洗罐出水泵设置于所述清洗管路上。
10.可选地,所述外置式厌氧mbr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。
11.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的出水端连通。
12.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连通。
13.可选地,所述外置式厌氧mbr装置包括二级过滤器,所述二级过滤器的一端与所述厌氧反应器的出水端连通,所述二级过滤器的另一端与所述外置式mbr装置的入水端连通。
14.可选地,所述外置式mbr装置包括管式超滤膜;和/或
15.所述二级过滤器与所述外置式mbr装置之间的管路上设置有mbr进水泵。
16.可选地,所述厌氧反应器的入水端设置有一级过滤器。
17.可选地,所述厌氧反应器的入水端设置有厌氧进水泵,所述厌氧反应器的出水端设置有厌氧出水泵。
18.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。
19.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。外置式厌氧mbr 膜组件与厌氧罐分离,膜组件维护清洗方便,无需内部沼气循环曝气,安全系数高。所述mbr清洗装置可以对所述外置式厌氧mbr膜组件进行清洗,以提高所述外置式厌氧mbr膜组件的使用寿命。
附图说明
20.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,
21.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
22.在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本技术更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本技术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,为了避免与本技术发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
23.应当理解的是,本技术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,并且将本技术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。
24.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,在不脱离本技术教导之下,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。
25.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。
26.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技术的限制。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。
27.这里参考作为本技术的理想实施例(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,本技术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技术的范围。
28.为了解决前文所述的问题,目前采用的改进方法包括提供浸没式厌氧 mbr膜处理设备,包括厌氧反应器、污水处理器、浸没式膜组件、曝气管、循环水管和沼气收集管,厌氧反应器与污水处理器间隔设置,浸没式膜组件安装在污水处理器内,厌氧反应器的顶部设有沼气排出管,沼气排出管上设有呈竖直设置的连接管,曝气管的一端贯穿污水处理器并连接在浸没式膜组件上,曝气管的另一端设有曝气泵,连接管与曝气泵连接,循环水管与沼气收集管的两端均分别连通在厌氧反应器和污水处理器上,浸没式膜组件上设有排水管,排水管的一端贯穿污水处理器,并且排水管上设有抽吸泵,厌氧反应器与污水处理器之间还设有用于连通两者的污泥排出管,污泥排出管上设有循环泵和污泥出料管。该设备通过厌氧反应器让污水在其内进行厌氧反应产生沼气,通过对沼气进行曝气作业,让沼气对浸没式膜组件的mbr膜元件进行冲洗,从而不仅保证了mbr膜出水稳定,还减少了占地面积,减少运行成本。
29.所述改进方法还包括一种采用厌氧mbr膜的高浓度废水处理系统及工艺,包括待处理污水依次流经的鸟粪石沉淀池、水解酸化池、厌氧池、anmbr 池、高负荷脱氮池、低负荷脱氮池和反硝化脱氮池。其中纤维膜被放分别置于anmbr池内和反硝化脱氮池内处理污水,厌氧mbr池内的膜实现截留大分子物质的作用,更能有效实现固液分离,防止厌氧反应器出现跑泥现象。当用于检测厌氧mbr膜通量的压力检测器显示膜出现堵塞情况时,利用曝气冲洗的方式来对膜进行清洗。
30.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。浸没式厌氧mbr存在膜通量小、易形成严重膜污染、清洗维护工作量大、沼气曝气存在安全风险等特点。
31.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,所述外置式厌氧mbr装置包括厌氧反应器、外置式mbr装置和mbr 清洗装置;
32.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;
33.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。
34.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。本实用新型外置式厌氧mbr装置可有效解决常规厌氧工艺存在启动时间长,占地面积大的问题。
35.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。
36.在本实用新型中,所述外置式厌氧mbr装置包括图中厌氧进水泵1、一级过滤器2、
厌氧反应器3、厌氧出水泵4、二级过滤器5、mbr进水泵6、清洗罐出水泵7、清洗罐8、外置式mbr装置9和产水罐10。
37.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9和mbr清洗装置。
38.本实用新型利用厌氧反应器3与外置式mbr装置9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。
39.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。
40.所述处理装置通过循环泵加压来实现料液的循环错流运行,膜面的流速较高,膜通量远高于内置式,且大流速下膜不易产生污染,清洗周期相对较长,适用于处理较高浓度的废水。
41.其中,厌氧反应器3与外置式mbr装置9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。
42.其中,所述mbr清洗装置与所述外置式mbr装置9的入水端连通,配置为对所述外置式mbr装置9内的膜组件进行清洗。
43.所述mbr清洗装置包括清洗罐8、清洗罐出水泵7和清洗管路;其中,所述清洗管路的一端连通所述清洗罐8,所述清洗管路的另一端连通所述外置式mbr装置9的入水端,所述清洗罐出水泵7设置于所述清洗管路上。
44.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,本实用新型中所述外置式mbr装置的清洗采用外置的清洗罐进行冲洗和化学清洗,可对膜污染形成有效控制。
45.所述外置式mbr装置9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。
46.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8底部的出水端连通,以便于将所述产水罐8的出水排出。
47.进一步,所述外置式厌氧mbr装置包括二级过滤器5,所述二级过滤器 5的一端与所述厌氧反应器3的出水端连接,所述二级过滤器5的另一端与所述外置式mbr装置9的入水端连通,以对所述厌氧反应器3的出水进行过滤。所述厌氧反应器的入水端上设置有一级过滤器2。
48.所述外置式mbr装置9包括管式超滤膜;所述二级过滤器5与所述外置式mbr装置9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。
49.本实用新型采用的外置式mbr装置9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。
50.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9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。外置式mbr组件采用大通道回流设计,确保系统运行时浓缩污泥能够顺利回流至厌氧反应器中或外排,减少剩余污泥的排放量。
51.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。
52.在本实用新型的一实施例中,如图1所示,待处理高浓度有机废水通过提升泵1进入一级过滤器2,对较大颗粒物完成过滤后,污水进入厌氧反应器3进行厌氧生化反应,之后通过厌氧出水泵4进入二级过滤器5,过滤完悬浮物后污水通过mbr进水泵6进入外置式mbr装置9实现固液分离,经过处理后的水样则收集至产水罐10,而一部分的污泥和浓水则通过浓水回流管道回流至厌氧反应器3中。当外置式mbr装置出现污染时清洗罐8中的添加了化学药剂的清水通过清洗罐出水泵7对外置式mbr装置9进行清洗。
53.本实用新型所述外置式厌氧mbr装置区别于内置式厌氧mbr利用曝气产生剪切力形成的错流,外置式厌氧mbr工艺通过循环泵加压实现料液的循环错流,膜面流速高,解决了内置式厌氧mbr存在的膜通量较小的问题;所述外置式厌氧mbr装置无需通过连续曝气对膜表面冲刷,且外置式mbr 装置外置于厌氧反应器旁,易于安装、拆卸,解决了内置式mbr外置式mbr 装置需要拆卸、吊出膜池等清洗维护程序复杂和沼气曝气存在安全风险等的问题。
54.本实用新型中所述厌氧反应器和外置式mbr装置分离,两套装置相互独立,干扰较小。外置式mbr组件采用大通道回流设计,确保系统运行时浓缩污泥能够顺利回流至厌氧反应器中或外排,减少剩余污泥的排放量。外置式mbr装置通过循环泵加压来实现料液的循环错流运行,膜面的流速较高,膜通量远高于内置式厌氧mbr,且大流速下厌氧mbr膜不易产生污染,清洗周期相对较长,适用的有机废水的浓度范围广。外置式mbr无需内部沼气循环曝气,安全系数高。
55.本实用新型的优点在于:
56.(1)运用膜技术进行污水的固液分离,对厌氧反应罐中生物体的沉降性能无特殊要求,并将ss回流至厌氧系统,保障了厌氧系统具有较高的生物量,系统运行更加稳定,提高了厌氧系统的有机负荷和容积负荷,提高沼气产率;
57.(2)外置式厌氧mbr膜通量大,适用的有机废水浓度范围广,耐水力和抗有机冲击负荷能力强,对进水中的有毒有害物质具有良好的承受力;
58.(3)外置式厌氧mbr采用内部大通道回流结构,实现浓缩污泥大量回流至厌氧反应罐中,剩余污泥排放量小,排污彻底;
59.(4)安装控制简单,结合plc自控系统,实现全程自动化控制和日常运行管理。
60.(5)外置式厌氧mbr外置式mbr装置与厌氧罐分离,外置式mbr 装置维护清洗方便,无需内部沼气循环曝气,安全系数高。
61.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,并且不意图将本技术的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改,而不偏离本技术的范围和精神。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技术的范围之内。
62.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技术的范围。
63.在本技术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。
64.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,本技术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。
65.类似地,应当理解,为了精简本技术并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在对本技术的示例性实施例的描述中,本技术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,并不应将该本技术的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本技术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技术的单独实施例。
66.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。
67.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技术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。
68.应该注意的是上述实施例对本技术进行说明而不是对本技术进行限制,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。本技术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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