CN113354082B - 一种厌氧膜污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种厌氧膜污水处理装置，包括：厌氧反应器、进水管、污水固液分离组件、沼气柜、沼气冲刷管、防沼气反流器和出水管道，其中：所述厌氧反应器为立式设置的密封罐体，进水管设置在厌氧反应器内腔中。污水固液分离组件为平板陶瓷膜，其固定在厌氧反应器内腔中进水管的上部。沼气柜位于厌氧反应器外部，其通过沼气冲刷管与污水固液分离组件的进水端连接，防沼气反流器与污水固液分离组件上部的厌氧反应器内腔连通，且沼气柜与防沼气反流器连通。出水管道的一端与污水固液分离组件的上表面连通。本发明的处理装置采用陶瓷平板膜实现固液分离，不仅出水稳定，而且出水中基本不含污泥，不会影响反应器内污泥浓度，保证污水处理效果。

Description

一种厌氧膜污水处理装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种厌氧膜污水处理装置。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

在废水处理中尤其是工业废水处理中，厌氧反应器有着无可替代的技术优势。传统的厌氧反应器的核心部件为三相分离器，通过该部件实现厌氧反应器的气、固、液三相分离。正是因为它的重要性，对其设计要求严格必须能够实现气、固、液三相的有效分离，对其材质要求耐用不变形，不易损坏。目前市场上主要有碳钢、玻璃钢、PVC、PE、PP等材质，但都存在着各种各样的问题。主要包括：（1）不能很好地实现固液分离；（2）出水携带颗粒污泥或大量絮状污泥，严重的会导致厌氧反应器污泥浓度降低，影响废水处理稳定运行；（3）出水携带污泥进入后续好氧生化处理单元，废水中的厌氧污泥吸收水中的溶解氧，导致好氧单元曝气量增加，亦影响处理效果。

发明内容

针对上述的问题，本发明提供一种厌氧膜污水处理装置，其采用陶瓷平板膜实现固液分离，不仅出水稳定，而且出水中基本不含污泥，不会影响反应器内污泥浓度，保证污水处理效果。为实现上述目的，本发明技术方案如下。

一种厌氧膜污水处理装置，包括：厌氧反应器、进水管、污水固液分离组件、沼气柜、沼气冲刷管、防沼气反流器和出水管道，其中：所述厌氧反应器为立式设置的密封罐体，所述进水管设置在厌氧反应器内腔中，以向厌氧反应器中输送待处理的污水。所述污水固液分离组件为平板陶瓷膜，其固定在厌氧反应器内腔中进水管的上部，从而将厌氧反应器内腔分隔为上下两部分。所述沼气柜位于厌氧反应器外部，所述沼气冲刷管的一端与沼气柜连接，另一端位于污水固液分离组件的下表面处，所述防沼气反流器与污水固液分离组件上部的厌氧反应器内腔连通，且所述沼气柜与防沼气反流器连通。所述出水管道的一端与污水固液分离组件的上表面连通。

进一步地，还包括竖向设置在厌氧反应器中的回流加速管，所述回流加速管的上端位于污水固液分离组件的上表面处，且回流加速管的上端口处连接有伸缩管，所述伸缩管与推拉杆连接，所述推拉杆的上端位于厌氧反应器顶壁上方，且推拉杆的杆壁上开设有定位孔，所述定位孔中插接有定位杆，推拉杆与厌氧反应器顶壁之间密封连接。所述回流加速管的下端穿过所述污水固液分离组件后位于进水管的上方，所述回流加速管的下端口上套有柔性的地漏防臭芯，防止厌氧反应器下方未经处理的污水直接通过回流加速管进入污水固液分离组件上方。

进一步地，所述地漏防臭芯的材质包括橡胶、硅胶等中的任意一种。

进一步地，所述厌氧反应器顶壁上开设有通孔，所述通孔中固定有橡胶膜，所述推拉杆穿过该橡胶膜，且推拉杆的杆壁与该橡胶膜紧密接触，从而实现推拉杆与厌氧反应器顶壁之间密封连接，同时保证推拉杆能够上下移动。

进一步地，所述污水固液分离组件的上方设置有溢流堰，所述出水管道位于溢流堰处，以便于将经过处理的废水排出。

进一步地，所述沼气冲刷管的另一端连接有若干组支管，且所述支管的管口朝向污水固液分离组件的下表面，以便于采用厌氧反应器产生的沼气对污水固液分离组件的下表面进行冲刷，去除污泥，避免污泥被水流携带出去。

进一步地，所述防沼气反流器固定在厌氧反应器的顶壁上，且防沼气反流器通过排气管与污水固液分离组件上部的厌氧反应器内腔连通，排气管的另一端位于防沼气反流器中的液面下，所述沼气柜通过管道与防沼气反流器中液面上部的空间连通，从而形成液封，避免沼气柜中的沼气反流进入厌氧反应器中。

进一步地，所述厌氧反应器的顶壁为圆锥形，所述排气管的下端与该圆锥形锥尖处的出气口连通，以便于收集厌氧反应器内产生的沼气。

进一步地，所述沼气冲刷管上设置有增压风机，以便于将气体增压后送入污水固液分离组件，对平板陶瓷膜包面进行冲刷。

进一步地，所述进水管与设置在厌氧反应器底部的旋流布水器连接，以便于废水在厌氧反应器中翻腾反应，形成污泥颗粒，在此过程中大部分有机物被转化为沼气。

进一步地，所述出水管道的另一端与沉淀池连接，以便于将经过处理的废水导入沉淀池中进一步沉淀。

进一步地，所述厌氧反应器的下部侧壁上连接有出泥管道，以便于排出废弃的污泥。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明的污水处理装置采用了用平板陶瓷膜替代传统的三相分离器的技术，同时利用产生的沼气冲刷平板陶瓷膜的表面的技术思路，有效解决了出水将污泥携带出去造成固液分离不彻底以及导致厌氧反应器中含有厌氧微生物的污泥浓度降低的问题，使反应器可维持较高的污泥浓度，污泥负荷高，而且出水稳定不含污泥。

（2）本发明的污水处理装置基于沼气的成分特点，利用沼气对平板陶瓷膜的表面进行冲刷时不仅不会影响厌氧反应器中的无氧环境，保证厌氧反应正常进行，而且这种处理方式可以就近利用厌氧反应器产生的沼气，同时也不会在污水中引入新的杂质，避免了净化手段使污水成分复杂化的问题。

（3）本发明的污水处理装置通过回流加速管，利用污水固液分离组件上方的水的重力作用加速污水固液分离组件下方污水的循环流动，从而使污水更加激烈地翻腾，加速厌氧反应，促进污水的处理效率，与现有反应器相比，能够有效缩短污水在该污水处理装置中的处理停留时间短，从而在达到同等效果的条件下，可降低反应器容积，有助于降低污水处理的成本。

（4）本发明的污水处理装置通过连接在回流加速管下端口的地漏防臭芯，在保证了回流加速管促进污水处理效率的同时，解决了厌氧反应器下方未经处理的污水直接通过回流加速管进入污水固液分离组件上方的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例中厌氧膜污水处理装置的主视图。

图2为本发明另一实施例中厌氧膜污水处理装置的主视图。

图3为所述图2中A处的局部放大图。

上述图中标记分别代表：1-厌氧反应器、2-进水管、3-污水固液分离组件、4-沼气柜、5-沼气冲刷管、6-防沼气反流器、7-出水管道、8-回流加速管、9-溢流堰、10-排气管、11-增压风机、12-提升泵、13-地漏防臭芯、14-伸缩管、15-推拉杆、16-定位孔、17-定位杆、18-橡胶膜。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件需要具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。现结合说明书附图和具体实施例进一步说明。

正如前文所述，传统的厌氧反应器的核心部件为三相分离器，但这种分离器在进行污水处理时不能很好地实现固液分离，而且出水携带颗粒污泥或大量絮状污泥，而且三相分离器存在易损坏、维修更换复杂，导致反应器经常停止运行等方面的问题。因此，本发明提出了一种厌氧膜污水处理装置，现结合说明书附图和具体实施方式对这种厌氧膜污水处理装置进一步说明。

参考图1，其示例了一种厌氧膜污水处理装置，该结构主要包括：厌氧反应器1、进水管2、污水固液分离组件3、沼气柜4、沼气冲刷管5、防沼气反流器6和出水管道7，其中：

所述厌氧反应器1为立式设置的密封罐体，其底部具有含有厌氧微生物的污泥悬浮层。厌氧反应器1的下部侧壁上连接有出泥管道，以便于排出废弃的污泥。在无氧的条件下，厌氧反应器1中的厌氧微生物的降解作用能够使污水中有机物（如碳水化合物、蛋白质、脂肪等）分解生成有机酸，然后在甲烷菌的作用下进一步发酵形成CH₄、CO₂和H₂等，从而使污水得到净化。

所述进水管2的一端与污水池连接，另一端与设置在厌氧反应器1底部的旋流布水器连接，且进水管2上连接有提升泵12，提升泵12将污水池中的污水提升至一定高度后在送入旋流布水器中，以便于废水在厌氧反应器1中翻腾反应，形成污泥颗粒，在此过程中，污水中的大部分有机物在厌氧微生物的代谢下转化为沼气，然后通过上方的污水固液分离组件3后排出，进入沼气柜4中进收集。

所述污水固液分离组件3为平板陶瓷膜，所述厌氧反应器1内腔中进水管2的上部固定有多组该平板陶瓷膜，从而将厌氧反应器1内腔分隔为上下两部分。其中，污水固液分离组件3下部空间用于厌氧反应降解污水中的有机物，上部空间用于沼气的收集和净化水的排出。

所述污水固液分离组件3的上方设置有溢流堰9，所述出水管道7的一端位于溢流堰9处，出水管道7的另一端与沉淀池连接，以便于通过水泵将经过处理的废水导入沉淀池中进一步沉淀。

所述沼气柜4位于厌氧反应器1外部，其用于收集和存储厌氧反应器1中产生的沼气。进一步地，所述沼气柜的出口气与沼气冲刷管5的一端与连接，沼气冲刷管5的另一端位于污水固液分离组件3的下表面处，且沼气冲刷管5的另一端连接有若干组支管，且所述支管的管口朝向污水固液分离组件3的下表面。沼气冲刷管5上设置有增压风机11，以便于将沼气增压后送入污水固液分离组件3，进而利用厌氧反应器产生的沼气对污水固液分离组件3的下表面进行冲刷，去除污泥，避免污泥被水流携带出去。

在现有的厌氧反应器中，主要采用三相分离器进行固、液、气的分离，具体为：经过厌氧反应处理的污水中的污泥颗粒被三相分离器分离后沉入厌氧反应器中，产生的沼气通过三相分离器中的排气管排出，剩余的净化水流向三相分离器的上部后溢流而出。但三相分离器存在不能很好的实现固液分离的问题，导致出水中携带颗粒污泥或大量絮状污泥，导致厌氧反应器中含有厌氧微生物的污泥浓度降低，不仅影响对污水的处理效果，而且带出的污泥进入后续好氧生化处理单元，废水中的厌氧污泥吸收水中的溶解氧，导致好氧单元曝气量增加，亦影响处理效果。

而本实施例的污水处理装置则采用平板陶瓷膜替代传统的三相分离器的技术，同时利用产生的沼气冲刷平板陶瓷膜的表面，在沼气的冲刷下，平板陶瓷膜表面成绩的污泥被剥离，然后沉入厌氧反应器1的底部，既避免了平板陶瓷膜被堵塞，影响出水，而且避免了出水将污泥携带出去造成固液分离不彻底以及导致厌氧反应器中含有厌氧微生物的污泥浓度降低的问题，使反应器可维持较高的污泥浓度，污泥负荷高，而且出水稳定不含污泥。

另外，由于沼气的主要成分为CH₄、CO₂和H₂，利用沼气对平板陶瓷膜的表面进行冲刷不会影响厌氧反应器中的无氧环境，保证厌氧反应正常进行。而且这种处理方式可以就近利用厌氧反应器产生的沼气，同时也不会在污水中引入新的杂质，避免了净化手段使污水成分复杂化的问题。

所述防沼气反流器6为具有内腔的密封罐体，为了方便，其固定在厌氧反应器1的顶壁上，所述防沼气反流器6的内腔中存储有一定高度的水作为封堵气柜4中的沼气反流进入厌氧反应器1中的介质。为此，还包括排气管10，所述排气管10的上端穿过防沼气反流器6的顶壁后伸入水面以下，排气管10的另一端与厌氧反应器1的顶壁上的出气口密封连接。所述沼气柜4通过管道与防沼气反流器6中液面上部的空间连通，从而形成液封。厌氧反应器1中产生的沼气经过污水固液分离组件3后从排气管10进入防沼气反流器6中，然后排入沼气柜4中存储，而其中的部分沼气则再次被打入厌氧反应器1中用于冲刷平板陶瓷膜的表面。

另外，传统的厌氧反应器中采用收三相分离器实现气固液的分离，沼气直接从三相分离器中导出。而由于本实施例的厌氧反应器采用的是陶瓷平板膜实现固液分离，而气体则自动进入厌氧反应器上部分离，这种结构更加简洁高效，不易损坏，且便于维修。

在另一些实施例中，参考图2和图3，其与图1所示的厌氧膜污水处理装置基本相同，区别在于：所述厌氧膜污水处理装置还包括了一根竖向固定在厌氧反应器1中的回流加速管8，所述回流加速管8的上端位于污水固液分离组件3的上表面处，且回流加速管8的上端口处连接有伸缩管14，所述伸缩管14与竖向设置的推拉杆15连接，所述推拉杆15的上端位于厌氧反应器1的顶壁上方，且推拉杆15的杆壁上开设有多个定位孔16，其中一个所述定位孔16中插接有定位杆17。所述厌氧反应器顶壁上开设有通孔，所述通孔中固定有橡胶膜18，所述推拉杆15穿过橡胶膜18，且推拉杆15的杆壁与橡胶膜18紧密接触，从而实现推拉杆15与厌氧反应器1的顶壁之间密封连接，同时保证推拉杆15能够上下移动。除此之外，还可以采用升降机构（如气缸等）等代替推拉杆15和定位杆17，实现伸缩管14的伸缩和定位。

当需要将污水固液分离组件3上方的水通过回流加速管8回流至污水固液分离组件3下方继续反应时，拔出定位孔16中的定位杆17，将推拉杆15向下推，使伸缩管14缩回，以便于污水固液分离组件3上方的水通过回流加速管8回流，当不需要污水固液分离组件3上方的水回流，而是需要通过出水管道7排出时，向上提拉推拉杆15，使伸缩管14伸展，然后将定位杆17插在推拉杆15上适合位于的定位孔16中，使推拉杆15定位在厌氧反应器1的顶壁上，从而使回流加速管8的上端口高于液面，污水固液分离组件3上方的水无法回流。

进一步地，所述回流加速管8下端穿过所述污水固液分离组件3后位于进水管2的上方，且所述回流加速管8的下端口上套有橡胶材质的地漏防臭芯13，地漏防臭芯13的结构特点决定了其只有在受到回流加速管8中自上而下的水流的冲击后才会打开，即：地漏防臭芯13打开时，污水固液分离组件3下方的污水因回流加速管8中自上而下的水流而无法通过回流加速管8进入到污水固液分离组件3的上方，而伸缩管14向上伸展使回流加速管8中无水流流动时，地漏防臭芯13自动关闭，污水固液分离组件3下方的污水也无法通过回流加速管8进入到污水固液分离组件3的上方，从而防止厌氧反应器下方未经处理的污水直接通过回流加速管进入污水固液分离组件上方。

回流加速管8的主要是利用污水固液分离组件3上方的水的重力作用加速污水固液分离组件3下方污水的循环流动，从而使污水更加激烈地翻腾，加速厌氧反应，促进污水的处理效率，缩短污水在该污水处理装置中的处理停留时间短，从而在达到同等效果的条件下，可降低反应器容积，有助于降低污水处理的成本。在厌氧反应的初期阶段，即停留阶段，此阶段暂不排水，以便于污水进行充分的厌氧反应，当反应后的污水通过污水固液分离组件3进入其上方后，再从回流加速管8的上端口流下，且在水的自身重力的加速作用下，从回流加速管8的下端口流出，然后与进水形成冲击、对流，从而加速污水的翻腾（如图2中厌氧反应器1中箭头所示）。

除此之外，所述厌氧反应器1的顶壁还可以设置为圆锥形，所述排气管10的下端与该圆锥形锥尖处的出气口连通，这结构便于收集厌氧反应器1内产生的沼气。

最后，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (11)

1.一种厌氧膜污水处理装置，其特征在于，包括：

厌氧反应器，所述厌氧反应器为立式设置的密封罐体，其内腔中底部设置有进水管；

污水固液分离组件，所述污水固液分离组件为平板陶瓷膜，其固定在厌氧反应器内腔中进水管的上部，并将厌氧反应器内腔分隔为上下两部分；

沼气柜，所述沼气柜与沼气冲刷管连接，该沼气冲刷管的另一端位于所述污水固液分离组件的下表面处；

防沼气反流器，所述防沼气反流器与污水固液分离组件上部的厌氧反应器内腔连通，且所述沼气柜与防沼气反流器连通；以及

出水管道，所述出水管道与污水固液分离组件的上表面连通；

还包括竖向设置在厌氧反应器中的回流加速管，所述回流加速管的上端位于污水固液分离组件的上表面处，且回流加速管的上端口处连接有伸缩管，所述伸缩管与推拉杆连接，所述推拉杆的上端位于厌氧反应器顶壁上方，且推拉杆的杆壁上开设有定位孔，所述定位孔中插接有定位杆，推拉杆与厌氧反应器顶壁之间密封连接；所述回流加速管的下端穿过所述污水固液分离组件后位于进水管的上方，所述回流加速管的下端口上套有柔性的地漏防臭芯。

2.根据权利要求1所述的厌氧膜污水处理装置，其特征在于，所述厌氧反应器顶壁上开设有通孔，所述通孔中固定有橡胶膜，所述推拉杆穿过该橡胶膜，且推拉杆的杆壁与该橡胶膜紧密接触。

3.根据权利要求1所述的厌氧膜污水处理装置，其特征在于，所述地漏防臭芯的材质包括橡胶、硅胶中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的厌氧膜污水处理装置，其特征在于，所述沼气冲刷管的另一端连接有若干组支管，且所述支管的管口朝向污水固液分离组件的下表面。

5.根据权利要求1所述的厌氧膜污水处理装置，其特征在于，所述污水固液分离组件的上方设置有溢流堰，所述出水管道位于溢流堰处。

6.根据权利要求1所述的厌氧膜污水处理装置，其特征在于，所述防沼气反流器固定在厌氧反应器的顶壁上，且防沼气反流器通过排气管与污水固液分离组件上部的厌氧反应器内腔连通，排气管的另一端位于防沼气反流器中的液面下，所述沼气柜通过管道与防沼气反流器中液面上部的空间连通。

7.根据权利要求6所述的厌氧膜污水处理装置，其特征在于，所述厌氧反应器的顶壁为圆锥形，所述排气管的下端与该圆锥形锥尖处的出气口连通。

8.根据权利要求1-7任一项所述的厌氧膜污水处理装置，其特征在于，所述沼气冲刷管上设置有增压风机。

9.根据权利要求1-7任一项所述的厌氧膜污水处理装置，其特征在于，所述进水管与设置在厌氧反应器底部的旋流布水器连接。

10.根据权利要求1-7任一项所述的厌氧膜污水处理装置，其特征在于，所述出水管道的另一端与沉淀池连接。

11.根据权利要求1-7任一项所述的厌氧膜污水处理装置，其特征在于，所述厌氧反应器的下部侧壁上连接有出泥管道。

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