公布日：2024.12.31
申请日：2024.10.14
分类号：C02F3/28(2023.01)I;B01D65/02(2006.01)I;C10L3/08(2006.01)I;C10L3/10(2006.01)I;B01D71/02(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种厌氧膜生物反应器陶瓷膜脉冲式快速清洗的方法，其包括以下步骤：S1、通过沼气分离净化组件对厌氧生物反应器中产生的沼气进行收集、净化和存储；S2、通过厌氧膜分离组件中的陶瓷膜对来自厌氧生物反应器的泥水进行分离；S3、通过污泥回流组件将厌氧膜分离组件中分离得到的污泥回流至厌氧生物反应器；S4、通过脉冲反洗组件利用沼气分离净化组件存储的沼气和厌氧膜分离组件分离得到的清水，对厌氧膜分离组件中的陶瓷膜进行脉冲反洗。本发明借助于动量传递原理，将沼气压缩机提供的气体压力，通过气动阀门控制，快速传递给脉冲反冲洗缓冲器内的已过滤后的清水进入厌氧膜分离器进行陶瓷膜反洗，反洗用时小于等于5秒。
权利要求书
1.一种厌氧膜生物反应器陶瓷膜脉冲式快速清洗的方法，其特征在于，基于厌氧膜生物反应器陶瓷膜脉冲式快速清洗装置实现，该装置包括进水组件、厌氧生物反应器(7)、厌氧膜分离组件、沼气分离净化组件、污泥回流组件、脉冲反洗组件和出水组件；进水组件，用于向厌氧生物反应器(7)供水；厌氧生物反应器(7)，用于进行厌氧生物反应；厌氧膜分离组件，用于通过陶瓷膜对来自厌氧生物反应器(7)的泥水进行分离；沼气分离净化组件，用于对厌氧生物反应器(7)中产生的沼气进行收集、净化和存储；污泥回流组件，用于将厌氧膜分离组件中分离得到的污泥回流至厌氧生物反应器(7)；脉冲反洗组件，用于利用沼气分离净化组件存储的沼气和厌氧膜分离组件分离得到的清水，对厌氧膜分离组件中的陶瓷膜进行脉冲反洗；出水组件，与厌氧膜分离组件的出水端相连，用于收集厌氧膜分离组件分离得到的清水；具体包括以下步骤：S1、通过沼气分离净化组件对厌氧生物反应器(7)中产生的沼气进行收集、净化和存储；S2、通过厌氧膜分离组件中的陶瓷膜对来自厌氧生物反应器(7)的泥水进行分离；S3、通过污泥回流组件将厌氧膜分离组件中分离得到的污泥回流至厌氧生物反应器(7)；S4、通过脉冲反洗组件利用沼气分离净化组件存储的沼气和厌氧膜分离组件分离得到的清水，对厌氧膜分离组件中的陶瓷膜进行脉冲反洗。
2.根据权利要求1所述的厌氧膜生物反应器陶瓷膜脉冲式快速清洗的方法，其特征在于，进水组件包括原水池(1)、进水水泵(2)、进水调节阀(3)、进水流量计(4)、进水管(5)和布水器(6)；布水器(6)设置在厌氧生物反应器(7)的底部；进水管(5)的两端分别连接原水池(1)和布水器(6)；进水水泵(2)、进水调节阀(3)和进水流量计(4)均设置在进水管(5)上。
3.根据权利要求1所述的厌氧膜生物反应器陶瓷膜脉冲式快速清洗的方法，其特征在于，厌氧膜分离组件包括出水管(8)和厌氧膜分离器(12)；出水管(8)的两端分别连接厌氧生物反应器(7)的上部溢流口和厌氧膜分离器(12)的上部进水口；出水管(8)上设置有泥水气动阀门(9)、泥水流量计(10)和进水止回阀(11)；厌氧膜分离器(12)内设置有陶瓷膜组(13)。
4.根据权利要求3所述的厌氧膜生物反应器陶瓷膜脉冲式快速清洗的方法，其特征在于，污泥回流组件包括排泥管(29)、排泥回流泵(30)、排泥调节阀(31)和排泥流量计(32)；排泥管(29)用于连接厌氧生物反应器(7)的底部与厌氧膜分离器(12)的底部；排泥回流泵(30)、排泥调节阀(31)和排泥流量计(32)均设置在排泥管(29)上。
5.根据权利要求3所述的厌氧膜生物反应器陶瓷膜脉冲式快速清洗的方法，其特征在于，出水组件包括膜出水集水管(14)、分离水储存箱(24)、分离水储存箱出水管(25)；膜出水集水管(14)用于将陶瓷膜组(13)过滤得到的清水排出厌氧膜分离器(12)；膜出水集水管(14)上且从厌氧膜分离器(12)端至分离水储存箱(24)端依次设置有真空表(15)、膜组产水泵(16)、膜组产水气动阀(17)和膜组产水流量计(18)；分离水储存箱出水管(25)上设置有出水泵(26)、出水调节阀(27)和出水流量计(28)；陶瓷膜组(13)的膜通量控制在15～80L/(m2·h)范围。
6.根据权利要求5所述的厌氧膜生物反应器陶瓷膜脉冲式快速清洗的方法，其特征在于，沼气分离净化组件包括气体连通管(33)、气水分离罐(35)、沼气净化反应器(36)和沼气储罐(37)；气体连通管(33)的两端分别连接厌氧生物反应器(7)的顶部和气水分离罐(35)的入口；气水分离罐(35)、沼气净化反应器(36)和沼气储罐(37)依次连接；厌氧生物反应器(7)与气水分离罐(35)之间、气水分离罐(35)与沼气净化反应器(36)之间、沼气净化反应器(36)和沼气储罐(37)之间的管道上均设置有沼气气动阀门(34)；沼气储罐(37)的出口端还设置有沼气排出管(38)，沼气排出管(38)上也设置有沼气气动阀门(34)。
7.根据权利要求6所述的厌氧膜生物反应器陶瓷膜脉冲式快速清洗的方法，其特征在于，脉冲反洗组件包括沼气压缩机(39)和脉冲反冲洗缓冲器(23)；沼气压缩机(39)的入口端与沼气储罐(37)相连；沼气压缩机(39)通过压缩空气管道(40)与脉冲反冲洗缓冲器(23)相连，压缩空气管道(40)上且从沼气压缩机(39)端至脉冲反冲洗缓冲器(23)端之间依次设置有减压阀(41)和两个沼气气动阀门(34)；压缩空气管道(40)上两个沼气气动阀门(34)之间设置有气体压力表(42)；气体压力表(42)与其下游端的沼气气动阀门(34)之间设置有通向厌氧膜分离器(12)顶部的沼气直通管道(46)，沼气直通管道(46)上设置有沼气气动阀门(34)；脉冲反冲洗缓冲器(23)上设置有液位计(43)；脉冲反冲洗缓冲器(23)的进出水口(22)分别连接脉冲反冲洗缓冲器进水管(19)的一端和反洗管(44)的一端；脉冲反冲洗缓冲器进水管(19)的另一端与膜出水集水管(14)相连，连接点位于膜组产水泵(16)和膜组产水气动阀(17)之间；脉冲反冲洗缓冲器进水管(19)上设置有脉冲反冲洗缓冲器进水气动阀门(20)和脉冲反冲洗缓冲器止回阀(21)；反洗管(44)的另一端与膜出水集水管(14)相连，连接点位于陶瓷膜组(13)与真空表(15)之间；反洗管(44)上且反洗管(44)与膜出水集水管(14)的连接点至进出水口(22)之间设置有反洗气动蝶阀(45)；沼气分离净化组件还包括连接厌氧膜分离器(12)与沼气储罐(37)的沼气回收管(49)；沼气回收管(49)上设置有沼气回收止回阀(47)和沼气回收气动阀门(48)；脉冲反洗组件对厌氧膜分离器(12)进行反洗时沼气压力为0.5MPa，反洗时间小于等于5秒，反洗耗水量小于等于1％，反洗排污水量小于等于2％，过滤出水浊度小于等于2NTU，运行跨膜压差为15～25Kpa。
8.根据权利要求7所述的厌氧膜生物反应器陶瓷膜脉冲式快速清洗的方法，其特征在于，厌氧膜分离器(12)设置为两个，两个厌氧膜分离器(12)的上部进水口与进水止回阀(11)之间均设置有气动阀门；反洗管(44)上且反洗管(44)与膜出水集水管(14)的连接点至反洗气动蝶阀(45)之间设置有分别连接至两个陶瓷膜组(13)的第一反洗进水气动阀门(50)和第二反洗进水气动阀门(52)；膜出水集水管(14)上且反洗管(44)与膜出水集水管(14)的连接点至真空表(15)之间设置有分别连接至两个陶瓷膜组(13)的第一过滤出水气动阀门(51)和第二过滤出水气动阀门(53)。
9.根据权利要求8所述的厌氧膜生物反应器陶瓷膜脉冲式快速清洗的方法，其特征在于，通过脉冲反洗组件利用沼气分离净化组件存储的沼气和厌氧膜分离组件分离得到的清水，对厌氧膜分离组件中的陶瓷膜进行脉冲反洗的具体方法为：通过脉冲反冲洗缓冲器进水管(19)和膜出水集水管(14)将厌氧膜分离器(12)分离得到的部分清水存储至脉冲反冲洗缓冲器(23)；当陶瓷膜压差大于40Kpa时，保持沼气直通管道(46)上的沼气气动阀门(34)闭合，打开减压阀(41)与气体压力表(42)之间的沼气气动阀门(34)，保持气体压力表(42)与脉冲反冲洗缓冲器(23)之间的沼气气动阀门(34)闭合，直至气体压力表(42)达到0.5MPa后打开气体压力表(42)与脉冲反冲洗缓冲器(23)之间的沼气气动阀门(34)、反洗气动蝶阀(45)、待反洗厌氧膜分离器(12)对应的反洗进水气动阀门，关闭待反洗厌氧膜分离器(12)对应的过滤出水气动阀门，通过脉冲反冲洗缓冲器(23)中存储的清水对厌氧膜分离组件中的陶瓷膜进行时长小于等于5秒的脉冲反洗；闭合气体压力表(42)与脉冲反冲洗缓冲器(23)之间的沼气气动阀门(34)、反洗气动蝶阀(45)、待反洗厌氧膜分离器(12)对应的反洗进水气动阀门，打开沼气直通管道(46)上的沼气气动阀门(34)，使被沼气压缩机(39)加压后的沼气对陶瓷膜组(13)表面进行吹洗，清理陶瓷膜组(13)表面及间隙间的污水与残渣；结束对厌氧膜分离器(12)清洗后关闭沼气直通管道(46)上的沼气气动阀门(34)、沼气压缩机(39)、减压阀(41)与气体压力表(42)之间的沼气气动阀门(34)，打开沼气回收气动阀门(48)对厌氧膜分离器(12)中的沼气进行回收存储。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的厌氧膜生物反应器陶瓷膜脉冲式快速清洗的方法解决了现有陶瓷膜清洗方式存在清洗速度慢、效率低、用水量大的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种厌氧膜生物反应器陶瓷膜脉冲式快速清洗的方法，其基于厌氧膜生物反应器陶瓷膜脉冲式快速清洗装置实现，该装置包括进水组件、厌氧生物反应器、厌氧膜分离组件、沼气分离净化组件、污泥回流组件、脉冲反洗组件和出水组件；
进水组件，用于向厌氧生物反应器供水；
厌氧生物反应器，用于进行厌氧生物反应；
厌氧膜分离组件，用于通过陶瓷膜对来自厌氧生物反应器的泥水进行分离；
沼气分离净化组件，用于对厌氧生物反应器中产生的沼气进行收集、净化和存储；
污泥回流组件，用于将厌氧膜分离组件中分离得到的污泥回流至厌氧生物反应器；
脉冲反洗组件，用于利用沼气分离净化组件存储的沼气和厌氧膜分离组件分离得到的清水，对厌氧膜分离组件中的陶瓷膜进行脉冲反洗；
出水组件，与厌氧膜分离组件的出水端相连，用于收集厌氧膜分离组件分离得到的清水。
具体包括以下步骤：
S1、通过沼气分离净化组件对厌氧生物反应器中产生的沼气进行收集、净化和存储；
S2、通过厌氧膜分离组件中的陶瓷膜对来自厌氧生物反应器的泥水进行分离；
S3、通过污泥回流组件将厌氧膜分离组件中分离得到的污泥回流至厌氧生物反应器；
S4、通过脉冲反洗组件利用沼气分离净化组件存储的沼气和厌氧膜分离组件分离得到的清水，对厌氧膜分离组件中的陶瓷膜进行脉冲反洗。
本发明的有益效果为：
1、本发明采用脉冲式快速清洗的方式，当陶瓷膜前后压力超过一定数值影响固液分离时，进行在线脉冲式反洗，反洗时打开相应气动阀门和沼气压缩机，并向脉冲反冲洗缓冲器注入沼气，当脉冲反冲洗缓冲器水位达到反洗所需水位，且沼气达到一定压力时，开启膜反洗水管道上的气动阀门，在气体压力形成的冲量下，快速反洗陶瓷膜，使陶瓷膜能够快速被反洗水清洗，恢复膜通量。
2、本发明通过污泥回流组件将厌氧膜分离组件中分离得到的污泥回流至厌氧生物反应器，可以提高厌氧生物反应器污泥浓度，相对于传统厌氧生物反应器外循环具有更好的处理效果，从而可提高厌氧生物反应器的处理效率，提升出水水质。
3、本发明将厌氧生物反应器与厌氧膜分离组件分置运行，能够有效降低厌氧生物反应器中污泥在陶瓷膜表面的吸附和沉积，有效缓解陶瓷膜污染的同时，提高了厌氧生物反应器的处理效率及出水水质。
4、本发明借助于动量传递原理，将沼气压缩机提供的气体压力，通过气动阀门控制，快速传递给脉冲反冲洗缓冲器内的已过滤后的清水进入厌氧膜分离器进行陶瓷膜反洗，反洗用时小于等于5秒。
（发明人：张兆昌;赵俊慧）
