CN113603220A

CN113603220A - 一种带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置

Info

Publication number: CN113603220A
Application number: CN202111061394.8A
Authority: CN
Inventors: 王厦
Original assignee: Shanghai Yanzheng Separation Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Yanzheng Separation Technology Co ltd
Priority date: 2021-09-10
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2021-11-05

Abstract

本申请公开了一种带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置，包括厌氧反应装置本体，浸没式膜分离装置及曝气分配装置，气体隔离护罩，护罩水封装置，沼气循环管路，鼓风设备护罩，鼓风设备，进水总管以及产水总管。来水送入厌氧反应装置，浸没式膜分离装置在水力压差驱动作用下持续产水，厌氧反应装置本体内气体空间、气体隔离护罩空间、沼气循环管路空间、鼓风设备护罩空间、鼓风设备增压腔体、曝气分配装置内空间构成一密闭腔体，沼气在该腔体以及厌氧反应装置水空间内形成闭路循环。将浸没式膜过滤装置通过气体隔离密封形成有效的驱动循环，从而实现无额外惰性气体补充下的绝氧条件保障，使得浸没式膜在绝氧沼气曝气条件下进行工作。

Description

一种带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置

技术领域

本申请涉及厌氧反应装置领域，尤其涉及一种带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置。

背景技术

生化反应装置是水处理上一种代表性的处理装置，其主要是利用微生物在增殖生长过程中对于水体中营养底物的吸收，来实现对水体的污染降解。其中根据微生物的类别，又可以分为好氧反应装置、缺氧反应装置和厌氧反应池。

厌氧反应装置因为去除负荷高，耐冲击性好等特点，在实际工程中大量使用。厌氧菌落是一类严格受限于水中溶解氧量的细菌，若水体中溶解氧含量过高，将极大的限制厌氧菌的生存，从而影响反应装置对水中污染物的去除作用。

浸没式膜分离是一种高效的分离手段，也被很多专家誉为最有应用前景的技术方法之一。通过浸没式膜对水体中生化污泥的截留，可使得细菌得以在生化反应装置中完全无泄漏，这种技术手段可丰富微生物菌落优化的手段，使得一些长世代时间的菌种得以在菌落占比形成优势。

但在实际应用中，浸没式膜极少与厌氧反应装置进行联用，主要原因在于，浸没式膜在实际使用过程中需要进行曝气操作以实现膜面污染物的控制。采用曝气能够有效利用气泡破碎、重整过程所形成的冲击作用，这种冲击作用可形成局部湍流程度极高的冲击流，从而使得膜面的沉积污染物得以脱落。而由于一般的水处理设施或生化反应装置都是半开放式体系，所需的曝气过程将给水体中带来严重的充氧现象，从而导致厌氧反应装置无法保证绝氧环境，进而使得其厌氧反应装置功能失效。

而为了使得带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置能够正常工作，需要将曝气的气源换成严格的氮气或其他惰性气体。这种方法虽然有效，但气源的耗散变成生化反应体系的一大消耗，从而使得带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置缺乏实用价值。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置，以解决现有技术中存在的技术问题。

发明内容

为实现上述目的，本申请提供了一种带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置，包括厌氧反应装置本体，浸没式膜分离装置及曝气分配装置，所述浸没式膜分离装置设置于所述厌氧反应装置本体内部，所述曝气分配装置与所述浸没式膜分离装置连接，其特征在于，还包括气体隔离护罩，所述气体隔离保护罩设置于所述厌氧反应装置本体上方。

进一步地，所述气体隔离护罩与所述厌氧反应装置本体构成密闭腔体。

进一步地，还包括护罩水封装置，所述气体隔离护罩与所述护罩水封装置连接，以实现气密性。

进一步地，所述护罩水封装置设置于所述厌氧反应装置本体外侧。

进一步地，所述气体隔离护罩设置于所述护罩水封装置上方。

进一步地，所述浸没式膜分离装置包括设备框架以及浸没式膜元件，所述浸没式膜元件与所述曝气分配装置设置于所述设备框架中。

进一步地，还包括产水总管，所述产水总管与所述浸没式膜元件连接，将所述浸没式膜元件的产水送出所述厌氧反应装置本体。

进一步地，所述产水总管构成独立封闭部分，与所述厌氧反应装置本体中的水体不连通。

进一步地，还包括沼气循环管路，鼓风设备护罩，鼓风设备，所述沼气循环管路将所述鼓风设备护罩以及所述厌氧反应装置本体连通，所述鼓风设备设置于所述鼓风设备护罩内部。

进一步地，所述厌氧反应装置本体内的气体空间、所述气体隔离护罩内的气体空间、所述沼气循环管路内的气体空间、所述鼓风设备护罩的空间、所述鼓风设备的增压腔体、所述曝气分配装置内的空间构成一密闭腔体，沼气在所述密闭腔体以及水空间内形成闭路循环。

1.本申请提供的一种带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置保证了浸没式膜分离装置在绝氧气曝气的条件下的运行，不需要二次充氧，因此不会因空气中夹带氧气而破坏厌氧反应装置的生化反应性能；

2.本申请提供了一种厌氧膜生物反应装置，可提升厌氧反应装置的生物菌落稳定程度，该反应装置通过高精度的膜分离手段实现了厌氧微生物的截留，尤其是避免长时代周期的菌种的流失，可强化厌氧反应效果。

3.本申请提供了循环绝氧气已利用微生物新陈代谢完成载气筛选，完全没有氧气含量，加上完备的气体密封手段，因此即便存在甲烷，其气体成分远偏离普通沼气中的爆炸极限成分含量，具备较高的安全性。

以下将结合附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本申请的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本申请的一个实施例的结构示意图。

其中：100-带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置；200-厌氧反应装置本体；201-进水总管；202-产水总管；300-浸没式膜分离装置；301-设备框架；302-浸没式膜元件；303-曝气分配装置；400-护罩水封装置；401-气体隔离护罩；500-沼气循环管路；600-鼓风设备护罩；700-鼓风设备。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本申请的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本申请可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本申请的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本申请并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

本申请旨在通过有效的产气隔离循环的方法，实现浸没式膜分离装置所需的曝气条件，同时又保证厌氧反应装置不存在充氧过程。经过这种方法不但实现了厌氧反应装置的改良，通过循环气体种成分形成水体环境的调整，又能优化菌种代谢循环，从而提升厌氧反应装置的效能。同时由于循环气中甲烷气的含量值极大的偏离了CH₄气的爆炸极限，还能提升厌氧反应装置的安全性。

本申请提供了一种带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置，将浸没式膜过滤装置安置在密闭厌氧反应装置内，通过气体隔离密封形成有效的驱动循环，从而实现无额外惰性气体补充下的绝氧条件保障，使得浸没式膜在绝氧沼气曝气条件下进行工作。

实施例一

如图1所示。本实施例提供的带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置100由图示所示部件构成。包括厌氧反应装置本体200，采用方形钢制设备，长0.5米，宽0.5米，高1.2米，侧壁与进水总管201和产水总管202焊接成型。产水总管202设有同向水封。为了实验检测，厌氧反应装置本体200侧壁还留有取样阀若干，未在图中表示。

一套浸没式膜分离装置300放置在厌氧反应装置本体200内，包括设备框架301以及浸没式膜元件302。浸没式膜分离装置300选取平板陶瓷膜，设备框架301尺寸为300mm*230mm*760mm，浸没式膜元件302的膜面积为2.5平。设备框架301的底部配有曝气分配装置303，曝气分配装置303采用3mm穿孔管自制而成。10片浸没式膜元件302的产水管分别于产水总管202相连，将浸没式膜元件302的产水送出厌氧反应装置本体200。产水总管202构成独立封闭部分，与厌氧反应装置本体200中的水体不连通。曝气分配装置303与浸没式膜分离装置300连接。

选用漩涡风机一台作为鼓风设备700，鼓风设备700放置在鼓风设备护罩600内部。鼓风设备护罩600采用方形钢制设备，设备总尺寸为800mm*500mm*500mm。鼓风设备护罩600顶部留有管道开孔与沼气循环管路500的一端相连，沼气循环管路500另一端与气体隔离护罩401的顶部壁面相连。鼓风设备700出口与沼气循环管路500相连，该连接管道穿过鼓风设备护罩600外壁，间隙处完全满焊。鼓风设备700进线电缆处采用电气绝缘泥进行密封，然后再涂抹硅酮胶完全密封。该沼气循环管路500相连另一侧与气体隔离护罩401侧面壁面相连，然后用软管与膜组件内曝气分配装置303相连。因此，厌氧反应装置本体200内的气体空间、气体隔离护罩401内的气体空间、沼气循环管路500内的气体空间、鼓风设备护罩600的空间、鼓风设备700的增压腔体、曝气分配装置303内的空间构成一密闭腔体，沼气在该密闭腔体以及水空间内形成闭路循环。气体隔离护罩401顶部留有沼气外排管道，本图未示出。

气体隔离护罩401选用5面体方形结构，长0.55米，宽0.55米，高0.2米。厌氧反应装置本体200顶部外壁焊接有深10厘米的间隙槽。该槽外底部密封，内侧壁与厌氧反应装置本体200的外侧壁为一体，外侧壁与内侧壁间隙2厘米。此即为护罩水封装置400。气体隔离护罩401与护罩水封装置400连接，以实现气密性。

使用时，将上述部件以及管道连接，将外取得厌氧活性污泥混合液倒入厌氧反应装置本体200中，水体深度为0.9米。将气体隔离护罩401倒扣在厌氧反应装置本体200上方，具体地，倒扣在护罩水封装置400上方。在护罩水封装置400内加入8cm深的水。将气体隔离护罩401与厌氧反应装置本体200构成密闭腔体，即形成完全密封的带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置100。

其余设有必要的观察仪表，如液位计、压力表、流量计等，在图中未示出。

开启风机运行20分钟，此时设备正常运转，气体隔离护罩401显示表压为0kPa。厌氧反应装置本体200取样为溶解氧3.8mg/L。开启连续进出水，进水COD浓度为10600mg/L。设备运行1天后，气体隔离护罩401显示表压为-3kPa。厌氧反应装置本体200取样为溶解氧0.1mg/L。厌氧反应设备COD去除率为12％。出水膜通量为17L/h。经检测，设备外部0.5m内甲烷气含量为未检出。

设备运行10天后，气体隔离护罩401显示表压为-3kPa。厌氧反应装置本体200取样为溶解氧0mg/L。设备COD去除率为86％。出水膜通量为16.5L/h。其后设备连续运行数据均相对稳定。

以上详细描述了本申请的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本申请的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本申请的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置，包括厌氧反应装置本体，浸没式膜分离装置及曝气分配装置，所述浸没式膜分离装置设置于所述厌氧反应装置本体内部，所述曝气分配装置与所述浸没式膜分离装置连接，其特征在于，还包括气体隔离护罩，所述气体隔离保护罩设置于所述厌氧反应装置本体上方。

2.如权利要求1所述的带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置，其特征在于，所述气体隔离护罩与所述厌氧反应装置本体构成密闭腔体。

3.如权利要求2所述的带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置，其特征在于，还包括护罩水封装置，所述气体隔离护罩与所述护罩水封装置连接，以实现气密性。

4.如权利要求3所述的带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置，其特征在于，所述护罩水封装置设置于所述厌氧反应装置本体外侧。

5.如权利要求4所述的带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置，其特征在于，所述气体隔离护罩设置于所述护罩水封装置上方。

6.如权利要求5所述的带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置，其特征在于，所述浸没式膜分离装置包括设备框架以及浸没式膜元件，所述浸没式膜元件与所述曝气分配装置设置于所述设备框架中。

7.如权利要求6所述的带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置，其特征在于，还包括产水总管，所述产水总管与所述浸没式膜元件连接，将所述浸没式膜元件的产水送出所述厌氧反应装置本体。

8.如权利要求7所述的带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置，其特征在于，所述产水总管构成独立封闭部分，与所述厌氧反应装置本体中的水体不连通。

9.如权利要求8所述的带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置，其特征在于，还包括沼气循环管路，鼓风设备护罩，鼓风设备，所述沼气循环管路将所述鼓风设备护罩以及所述厌氧反应装置本体连通，所述鼓风设备设置于所述鼓风设备护罩内部。

10.如权利要求9所述的带浸没式膜分离装置的厌氧反应装置，其特征在于，所述厌氧反应装置本体内的气体空间、所述气体隔离护罩内的气体空间、所述沼气循环管路内的气体空间、所述鼓风设备护罩的空间、所述鼓风设备的增压腔体、所述曝气分配装置内的空间构成一密闭腔体，沼气在所述密闭腔体以及水空间内形成闭路循环。