公布日：2024.12.31

申請日：2024.10.14

分類號(hào)：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

本發(fā)明公開了一種厭氧膜生物反應(yīng)器陶瓷膜脈沖式快速清洗的方法，其包括以下步驟：S1、通過沼氣分離凈化組件對厭氧生物反應(yīng)器中產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行收集、凈化和存儲(chǔ)；S2、通過厭氧膜分離組件中的陶瓷膜對來自厭氧生物反應(yīng)器的泥水進(jìn)行分離；S3、通過污泥回流組件將厭氧膜分離組件中分離得到的污泥回流至厭氧生物反應(yīng)器；S4、通過脈沖反洗組件利用沼氣分離凈化組件存儲(chǔ)的沼氣和厭氧膜分離組件分離得到的清水，對厭氧膜分離組件中的陶瓷膜進(jìn)行脈沖反洗。本發(fā)明借助于動(dòng)量傳遞原理，將沼氣壓縮機(jī)提供的氣體壓力，通過氣動(dòng)閥門控制，快速傳遞給脈沖反沖洗緩沖器內(nèi)的已過濾后的清水進(jìn)入?yún)捬跄し蛛x器進(jìn)行陶瓷膜反洗，反洗用時(shí)小于等于5秒。

權(quán)利要求書

1.一種厭氧膜生物反應(yīng)器陶瓷膜脈沖式快速清洗的方法，其特征在于，基于厭氧膜生物反應(yīng)器陶瓷膜脈沖式快速清洗裝置實(shí)現(xiàn)，該裝置包括進(jìn)水組件、厭氧生物反應(yīng)器(7)、厭氧膜分離組件、沼氣分離凈化組件、污泥回流組件、脈沖反洗組件和出水組件；進(jìn)水組件，用于向厭氧生物反應(yīng)器(7)供水；厭氧生物反應(yīng)器(7)，用于進(jìn)行厭氧生物反應(yīng)；厭氧膜分離組件，用于通過陶瓷膜對來自厭氧生物反應(yīng)器(7)的泥水進(jìn)行分離；沼氣分離凈化組件，用于對厭氧生物反應(yīng)器(7)中產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行收集、凈化和存儲(chǔ)；污泥回流組件，用于將厭氧膜分離組件中分離得到的污泥回流至厭氧生物反應(yīng)器(7)；脈沖反洗組件，用于利用沼氣分離凈化組件存儲(chǔ)的沼氣和厭氧膜分離組件分離得到的清水，對厭氧膜分離組件中的陶瓷膜進(jìn)行脈沖反洗；出水組件，與厭氧膜分離組件的出水端相連，用于收集厭氧膜分離組件分離得到的清水；具體包括以下步驟：S1、通過沼氣分離凈化組件對厭氧生物反應(yīng)器(7)中產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行收集、凈化和存儲(chǔ)；S2、通過厭氧膜分離組件中的陶瓷膜對來自厭氧生物反應(yīng)器(7)的泥水進(jìn)行分離；S3、通過污泥回流組件將厭氧膜分離組件中分離得到的污泥回流至厭氧生物反應(yīng)器(7)；S4、通過脈沖反洗組件利用沼氣分離凈化組件存儲(chǔ)的沼氣和厭氧膜分離組件分離得到的清水，對厭氧膜分離組件中的陶瓷膜進(jìn)行脈沖反洗。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧膜生物反應(yīng)器陶瓷膜脈沖式快速清洗的方法，其特征在于，進(jìn)水組件包括原水池(1)、進(jìn)水水泵(2)、進(jìn)水調(diào)節(jié)閥(3)、進(jìn)水流量計(jì)(4)、進(jìn)水管(5)和布水器(6)；布水器(6)設(shè)置在厭氧生物反應(yīng)器(7)的底部；進(jìn)水管(5)的兩端分別連接原水池(1)和布水器(6)；進(jìn)水水泵(2)、進(jìn)水調(diào)節(jié)閥(3)和進(jìn)水流量計(jì)(4)均設(shè)置在進(jìn)水管(5)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧膜生物反應(yīng)器陶瓷膜脈沖式快速清洗的方法，其特征在于，厭氧膜分離組件包括出水管(8)和厭氧膜分離器(12)；出水管(8)的兩端分別連接厭氧生物反應(yīng)器(7)的上部溢流口和厭氧膜分離器(12)的上部進(jìn)水口；出水管(8)上設(shè)置有泥水氣動(dòng)閥門(9)、泥水流量計(jì)(10)和進(jìn)水止回閥(11)；厭氧膜分離器(12)內(nèi)設(shè)置有陶瓷膜組(13)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的厭氧膜生物反應(yīng)器陶瓷膜脈沖式快速清洗的方法，其特征在于，污泥回流組件包括排泥管(29)、排泥回流泵(30)、排泥調(diào)節(jié)閥(31)和排泥流量計(jì)(32)；排泥管(29)用于連接厭氧生物反應(yīng)器(7)的底部與厭氧膜分離器(12)的底部；排泥回流泵(30)、排泥調(diào)節(jié)閥(31)和排泥流量計(jì)(32)均設(shè)置在排泥管(29)上。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的厭氧膜生物反應(yīng)器陶瓷膜脈沖式快速清洗的方法，其特征在于，出水組件包括膜出水集水管(14)、分離水儲(chǔ)存箱(24)、分離水儲(chǔ)存箱出水管(25)；膜出水集水管(14)用于將陶瓷膜組(13)過濾得到的清水排出厭氧膜分離器(12)；膜出水集水管(14)上且從厭氧膜分離器(12)端至分離水儲(chǔ)存箱(24)端依次設(shè)置有真空表(15)、膜組產(chǎn)水泵(16)、膜組產(chǎn)水氣動(dòng)閥(17)和膜組產(chǎn)水流量計(jì)(18)；分離水儲(chǔ)存箱出水管(25)上設(shè)置有出水泵(26)、出水調(diào)節(jié)閥(27)和出水流量計(jì)(28)；陶瓷膜組(13)的膜通量控制在15～80L/(m2·h)范圍。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的厭氧膜生物反應(yīng)器陶瓷膜脈沖式快速清洗的方法，其特征在于，沼氣分離凈化組件包括氣體連通管(33)、氣水分離罐(35)、沼氣凈化反應(yīng)器(36)和沼氣儲(chǔ)罐(37)；氣體連通管(33)的兩端分別連接厭氧生物反應(yīng)器(7)的頂部和氣水分離罐(35)的入口；氣水分離罐(35)、沼氣凈化反應(yīng)器(36)和沼氣儲(chǔ)罐(37)依次連接；厭氧生物反應(yīng)器(7)與氣水分離罐(35)之間、氣水分離罐(35)與沼氣凈化反應(yīng)器(36)之間、沼氣凈化反應(yīng)器(36)和沼氣儲(chǔ)罐(37)之間的管道上均設(shè)置有沼氣氣動(dòng)閥門(34)；沼氣儲(chǔ)罐(37)的出口端還設(shè)置有沼氣排出管(38)，沼氣排出管(38)上也設(shè)置有沼氣氣動(dòng)閥門(34)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的厭氧膜生物反應(yīng)器陶瓷膜脈沖式快速清洗的方法，其特征在于，脈沖反洗組件包括沼氣壓縮機(jī)(39)和脈沖反沖洗緩沖器(23)；沼氣壓縮機(jī)(39)的入口端與沼氣儲(chǔ)罐(37)相連；沼氣壓縮機(jī)(39)通過壓縮空氣管道(40)與脈沖反沖洗緩沖器(23)相連，壓縮空氣管道(40)上且從沼氣壓縮機(jī)(39)端至脈沖反沖洗緩沖器(23)端之間依次設(shè)置有減壓閥(41)和兩個(gè)沼氣氣動(dòng)閥門(34)；壓縮空氣管道(40)上兩個(gè)沼氣氣動(dòng)閥門(34)之間設(shè)置有氣體壓力表(42)；氣體壓力表(42)與其下游端的沼氣氣動(dòng)閥門(34)之間設(shè)置有通向厭氧膜分離器(12)頂部的沼氣直通管道(46)，沼氣直通管道(46)上設(shè)置有沼氣氣動(dòng)閥門(34)；脈沖反沖洗緩沖器(23)上設(shè)置有液位計(jì)(43)；脈沖反沖洗緩沖器(23)的進(jìn)出水口(22)分別連接脈沖反沖洗緩沖器進(jìn)水管(19)的一端和反洗管(44)的一端；脈沖反沖洗緩沖器進(jìn)水管(19)的另一端與膜出水集水管(14)相連，連接點(diǎn)位于膜組產(chǎn)水泵(16)和膜組產(chǎn)水氣動(dòng)閥(17)之間；脈沖反沖洗緩沖器進(jìn)水管(19)上設(shè)置有脈沖反沖洗緩沖器進(jìn)水氣動(dòng)閥門(20)和脈沖反沖洗緩沖器止回閥(21)；反洗管(44)的另一端與膜出水集水管(14)相連，連接點(diǎn)位于陶瓷膜組(13)與真空表(15)之間；反洗管(44)上且反洗管(44)與膜出水集水管(14)的連接點(diǎn)至進(jìn)出水口(22)之間設(shè)置有反洗氣動(dòng)蝶閥(45)；沼氣分離凈化組件還包括連接厭氧膜分離器(12)與沼氣儲(chǔ)罐(37)的沼氣回收管(49)；沼氣回收管(49)上設(shè)置有沼氣回收止回閥(47)和沼氣回收氣動(dòng)閥門(48)；脈沖反洗組件對厭氧膜分離器(12)進(jìn)行反洗時(shí)沼氣壓力為0.5MPa，反洗時(shí)間小于等于5秒，反洗耗水量小于等于1％，反洗排污水量小于等于2％，過濾出水濁度小于等于2NTU，運(yùn)行跨膜壓差為15～25Kpa。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的厭氧膜生物反應(yīng)器陶瓷膜脈沖式快速清洗的方法，其特征在于，厭氧膜分離器(12)設(shè)置為兩個(gè)，兩個(gè)厭氧膜分離器(12)的上部進(jìn)水口與進(jìn)水止回閥(11)之間均設(shè)置有氣動(dòng)閥門；反洗管(44)上且反洗管(44)與膜出水集水管(14)的連接點(diǎn)至反洗氣動(dòng)蝶閥(45)之間設(shè)置有分別連接至兩個(gè)陶瓷膜組(13)的第一反洗進(jìn)水氣動(dòng)閥門(50)和第二反洗進(jìn)水氣動(dòng)閥門(52)；膜出水集水管(14)上且反洗管(44)與膜出水集水管(14)的連接點(diǎn)至真空表(15)之間設(shè)置有分別連接至兩個(gè)陶瓷膜組(13)的第一過濾出水氣動(dòng)閥門(51)和第二過濾出水氣動(dòng)閥門(53)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的厭氧膜生物反應(yīng)器陶瓷膜脈沖式快速清洗的方法，其特征在于，通過脈沖反洗組件利用沼氣分離凈化組件存儲(chǔ)的沼氣和厭氧膜分離組件分離得到的清水，對厭氧膜分離組件中的陶瓷膜進(jìn)行脈沖反洗的具體方法為：通過脈沖反沖洗緩沖器進(jìn)水管(19)和膜出水集水管(14)將厭氧膜分離器(12)分離得到的部分清水存儲(chǔ)至脈沖反沖洗緩沖器(23)；當(dāng)陶瓷膜壓差大于40Kpa時(shí)，保持沼氣直通管道(46)上的沼氣氣動(dòng)閥門(34)閉合，打開減壓閥(41)與氣體壓力表(42)之間的沼氣氣動(dòng)閥門(34)，保持氣體壓力表(42)與脈沖反沖洗緩沖器(23)之間的沼氣氣動(dòng)閥門(34)閉合，直至氣體壓力表(42)達(dá)到0.5MPa后打開氣體壓力表(42)與脈沖反沖洗緩沖器(23)之間的沼氣氣動(dòng)閥門(34)、反洗氣動(dòng)蝶閥(45)、待反洗厭氧膜分離器(12)對應(yīng)的反洗進(jìn)水氣動(dòng)閥門，關(guān)閉待反洗厭氧膜分離器(12)對應(yīng)的過濾出水氣動(dòng)閥門，通過脈沖反沖洗緩沖器(23)中存儲(chǔ)的清水對厭氧膜分離組件中的陶瓷膜進(jìn)行時(shí)長小于等于5秒的脈沖反洗；閉合氣體壓力表(42)與脈沖反沖洗緩沖器(23)之間的沼氣氣動(dòng)閥門(34)、反洗氣動(dòng)蝶閥(45)、待反洗厭氧膜分離器(12)對應(yīng)的反洗進(jìn)水氣動(dòng)閥門，打開沼氣直通管道(46)上的沼氣氣動(dòng)閥門(34)，使被沼氣壓縮機(jī)(39)加壓后的沼氣對陶瓷膜組(13)表面進(jìn)行吹洗，清理陶瓷膜組(13)表面及間隙間的污水與殘?jiān)�；結(jié)束對厭氧膜分離器(12)清洗后關(guān)閉沼氣直通管道(46)上的沼氣氣動(dòng)閥門(34)、沼氣壓縮機(jī)(39)、減壓閥(41)與氣體壓力表(42)之間的沼氣氣動(dòng)閥門(34)，打開沼氣回收氣動(dòng)閥門(48)對厭氧膜分離器(12)中的沼氣進(jìn)行回收存儲(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的厭氧膜生物反應(yīng)器陶瓷膜脈沖式快速清洗的方法解決了現(xiàn)有陶瓷膜清洗方式存在清洗速度慢、效率低、用水量大的問題。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

提供一種厭氧膜生物反應(yīng)器陶瓷膜脈沖式快速清洗的方法，其基于厭氧膜生物反應(yīng)器陶瓷膜脈沖式快速清洗裝置實(shí)現(xiàn)，該裝置包括進(jìn)水組件、厭氧生物反應(yīng)器、厭氧膜分離組件、沼氣分離凈化組件、污泥回流組件、脈沖反洗組件和出水組件；

進(jìn)水組件，用于向厭氧生物反應(yīng)器供水；

厭氧生物反應(yīng)器，用于進(jìn)行厭氧生物反應(yīng)；

厭氧膜分離組件，用于通過陶瓷膜對來自厭氧生物反應(yīng)器的泥水進(jìn)行分離；

沼氣分離凈化組件，用于對厭氧生物反應(yīng)器中產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行收集、凈化和存儲(chǔ)；

污泥回流組件，用于將厭氧膜分離組件中分離得到的污泥回流至厭氧生物反應(yīng)器；

脈沖反洗組件，用于利用沼氣分離凈化組件存儲(chǔ)的沼氣和厭氧膜分離組件分離得到的清水，對厭氧膜分離組件中的陶瓷膜進(jìn)行脈沖反洗；

出水組件，與厭氧膜分離組件的出水端相連，用于收集厭氧膜分離組件分離得到的清水。

具體包括以下步驟：

S1、通過沼氣分離凈化組件對厭氧生物反應(yīng)器中產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行收集、凈化和存儲(chǔ)；

S2、通過厭氧膜分離組件中的陶瓷膜對來自厭氧生物反應(yīng)器的泥水進(jìn)行分離；

S3、通過污泥回流組件將厭氧膜分離組件中分離得到的污泥回流至厭氧生物反應(yīng)器；

S4、通過脈沖反洗組件利用沼氣分離凈化組件存儲(chǔ)的沼氣和厭氧膜分離組件分離得到的清水，對厭氧膜分離組件中的陶瓷膜進(jìn)行脈沖反洗。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明采用脈沖式快速清洗的方式，當(dāng)陶瓷膜前后壓力超過一定數(shù)值影響固液分離時(shí)，進(jìn)行在線脈沖式反洗，反洗時(shí)打開相應(yīng)氣動(dòng)閥門和沼氣壓縮機(jī)，并向脈沖反沖洗緩沖器注入沼氣，當(dāng)脈沖反沖洗緩沖器水位達(dá)到反洗所需水位，且沼氣達(dá)到一定壓力時(shí)，開啟膜反洗水管道上的氣動(dòng)閥門，在氣體壓力形成的沖量下，快速反洗陶瓷膜，使陶瓷膜能夠快速被反洗水清洗，恢復(fù)膜通量。

2、本發(fā)明通過污泥回流組件將厭氧膜分離組件中分離得到的污泥回流至厭氧生物反應(yīng)器，可以提高厭氧生物反應(yīng)器污泥濃度，相對于傳統(tǒng)厭氧生物反應(yīng)器外循環(huán)具有更好的處理效果，從而可提高厭氧生物反應(yīng)器的處理效率，提升出水水質(zhì)。

3、本發(fā)明將厭氧生物反應(yīng)器與厭氧膜分離組件分置運(yùn)行，能夠有效降低厭氧生物反應(yīng)器中污泥在陶瓷膜表面的吸附和沉積，有效緩解陶瓷膜污染的同時(shí)，提高了厭氧生物反應(yīng)器的處理效率及出水水質(zhì)。

4、本發(fā)明借助于動(dòng)量傳遞原理，將沼氣壓縮機(jī)提供的氣體壓力，通過氣動(dòng)閥門控制，快速傳遞給脈沖反沖洗緩沖器內(nèi)的已過濾后的清水進(jìn)入?yún)捬跄し蛛x器進(jìn)行陶瓷膜反洗，反洗用時(shí)小于等于5秒。

（發(fā)明人：張兆昌;趙俊慧）