CN115193257A - 无机陶瓷膜超滤纯化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的属于污水处理技术领域，具体为无机陶瓷膜超滤纯化装置，包括壳体，所述壳体左右侧壁上方均设有曝气口，且壳体左右侧壁中部均设有溢流口，所述溢流口的一端横向贯穿进入壳体内部，且溢流口的延伸端呈弯曲状向上延伸，所述壳体左右侧壁下方均设有出水口，且壳体底部设有排空口，所述壳体正面上设有进水口，且壳体内设有多组陶瓷膜组，多组所述陶瓷膜组的出水端均通过出水导管与出水口连接，所述陶瓷膜组底部设有曝气机构，且曝气机构与曝气口连接，本发明技术截留微生物，使超滤纯化后的有机酸内不含有菌种，不产气，利于长距离运输和长久贮存，截留的菌种回流进生化处理系统，增加菌种浓度，提高了厨余垃圾定向制酸的处理量。

Description

无机陶瓷膜超滤纯化装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体为无机陶瓷膜超滤纯化装置。

背景技术

我国城市污水碳氮普遍比较低，这导致在污水处理排放标准愈发严格的背 景下，污水处理厂需要额外投加有机碳源强化反硝化脱氮。虽然目前污水处理 厂通过投加乙酸钠、葡萄糖等碳源可以取得良好的脱氮效果，但是由于价格昂 贵，导致污水处理成本大幅增加。因此寻找一种价格低廉、脱氮效率高的替代 碳源非常有必要。厨余垃圾水解液有机物含量高，且主要以短链有机酸为主， 非常适用于反硝化的外加碳源。经过水解酸化处理的厨余垃圾水解酸化液浮渣 和油浓度高、杂质含量也较高，需要对其进行分离浓缩，进一步去除杂质和无 效成分，才能得到可用于碳源补充的高质量的水解液。

发明内容

本发明的目的在于提供无机陶瓷膜超滤纯化装置，以解决上述背景技术 中提出的传统碳源价格昂贵，导致污水处理成本大幅增加的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：无机陶瓷膜超滤纯化装置， 包括壳体，所述壳体左右侧壁上方均设有曝气口，且壳体左右侧壁中部均设 有溢流口，所述溢流口的一端横向贯穿进入壳体内部，且溢流口的延伸端呈 弯曲状向上延伸，所述壳体左右侧壁下方均设有出水口，且壳体底部设有排 空口，所述壳体正面上设有进水口，且壳体内设有多组陶瓷膜组，多组所述 陶瓷膜组的出水端均通过出水导管与出水口连接，所述陶瓷膜组底部设有曝 气机构，且曝气机构与曝气口连接。

优选的，所述陶瓷膜组由多个无机陶瓷膜纵向排列组成，且多个位于同 一水平面的无机陶瓷膜的集水管串联，所述集水管通过出水导管与出水口连 接，多个所述位于同一水平面的无机陶瓷膜的进气口通过气管串联，且气管 贯穿壳体向外部延伸。

优选的，多个所述陶瓷膜组之间的水平间距为20-60cm。

优选的，所述无机陶瓷膜上设有多个80-120nm的微孔。

优选的，所述曝气机构为网格式曝气气管网，所述进水口的水平高度位 于溢流口弯曲延伸端顶部水平高度的上方。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明技术减少厨余垃圾水解酸化液中浮渣、脂肪以及其他杂物的含 量，减少了厨余垃圾水解酸化液作为补充碳源对水质净化厂的运行负荷。

2)本发明技术截留微生物，使超滤纯化后的碳源内不含有菌种，不产气， 利于长距离运输和长久贮存，截留的菌种回流进生化处理系统，增加菌种浓 度，提高了厨余垃圾定向制酸的处理量。

3)本发明技术将厨余垃圾水解酸化液纯化处理，有利于从厨余垃圾水解 酸化液中提取固态碳棒，对厨余垃圾水解酸化液固态化等提纯方式打好基础， 拓宽厨余垃圾资源化市场。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中：1、壳体；2、曝气口；3、溢流口；4、进水口；5、出水口；6、 排空口；7、陶瓷膜组。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示 的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗 示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

经过水解酸化和定向制酸工艺后，制备出的VFA有机酸中浮渣和油浓度 高、杂质含量也较高，需要对其进行分离浓缩，进一步去除杂质和无效成分， 才能得到可用于碳源补充的高质量的有机酸。本发明技术采用无机陶瓷膜超 滤纯化装置对VFA有机酸液进行除杂纯化处理。

实施例：

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：无机陶瓷膜超滤纯化装置，包括 壳体1，所述壳体1左右侧壁上方均设有曝气口2，且壳体1左右侧壁中部均 设有溢流口3，所述溢流口3的一端横向贯穿进入壳体1内部，且溢流口3的 延伸端呈弯曲状向上延伸，所述壳体1左右侧壁下方均设有出水口5，且壳体 1底部设有排空口6，所述壳体1正面上设有进水口4，且壳体1内设有多组 陶瓷膜组7，多组所述陶瓷膜组7的出水端均通过出水导管与出水口5连接，定向制备完成的VFA有机酸液从进水口4进入到超滤纯化装置中，纯化装置 中有序地布置了若干陶瓷膜组7，每一片陶瓷膜组7由多个陶瓷膜组成，每个 陶瓷膜上有成千上万100nm左右的微孔，在渗透压的作用下，比微孔小的分 子和物质进入到膜片内，比如水分子，VFA分子，再在虹吸效应和重力作用下 从陶瓷膜组7的出水端进入出水导管，并从出水口5排出。经检测，经过膜 过滤处理后的VFA有机酸液，其SS数值小于50mg/L，所述陶瓷膜组7底部设 有曝气机构，且曝气机构与曝气口2连接，曝气机构对装置中的VFA有机酸 液搅拌混匀，避免出现分层，影响超滤纯化效率。超滤纯化装置中的VFA有 机酸浓度过高，亦可进行排空换水处理，保证超滤纯化效率。

所述陶瓷膜组7由多个无机陶瓷膜纵向排列组成，无机陶瓷膜相较于有 机膜，结构更稳定，过滤原理不同，不存在失活现象和结垢现象，避免短时 间定期活化，长时间则需更换膜片的运行成本消耗。但VFA有机酸液为复杂 的均质化浆液，其中也含有不少与无机陶瓷膜过滤孔径相当的杂质颗粒，一 段时间的过滤运行后，会对膜孔进行堵塞，因此本发明技术采用反洗曝气， 不添加营养液等药剂除垢活化，利用气压由内而外地对膜孔进行冲刷，剥离 膜孔上的杂质颗粒。倘若利用水压反洗，外加水稀释了VFA有机酸液，额外 增加了厨余垃圾资源化处理的运行成本，不利于后端对VFA有机酸的固态化 提纯等技术的实施，且多个位于同一水平面的无机陶瓷膜的集水管串联，将 处于同一水深的无机陶瓷膜串联，使其处于相同的渗透压下，分层式出水设 计保证了无机陶瓷膜的出水效率，同一水平面的集水管进行串联设计，再经 由同一高度的出水管引出，实现分层；反洗时，利用空压机将0.3Mpa压力的 空气通过出水导管通入同一水平面的膜组，利用压差效应，高压空气将膜内水从膜孔反向挤出后，空气再经过膜孔反向进入原水中，从而达到疏通膜孔 堵塞的目的，气压反洗过程中，不同水深的陶瓷膜反洗气压大小不同，分层 式反洗时，将处于同一水深的陶瓷膜统一进行反洗，既提高反洗效率，又避 免水压原因导致反洗不充分，所述集水管通过出水导管与出水口5连接，出 水口5外接分管，连接反洗气管，出水时反洗气分管关闭，出水经管道流出 超滤纯化装置，反洗时，装置外部出水管关闭，反洗气经出水口反向进入装 置内，发挥作用。

多个所述陶瓷膜组7之间的水平间距为20-60cm，膜组之间存在20～60cm 不等的水平间距，同一水平层的膜组进行串联需要考虑到管件之间连接的稳 定性，以及在搅动的原水中不存在摆动现象，还有防止原水进入集水管的密 封性，承受水深压力和反洗气压的耐压性；反洗和分层出水采用在装置内采 用同一管路，方向相反，节省空间和成本，反洗气压必须控制在0.3Mpa左右， 气压低，压差不大，反洗气无法进入膜组内，气压高，超过管路以及膜组的 最大耐压值，造成装置损坏。

所述无机陶瓷膜上设有多个80-120nm的微孔，具体到本实施例中，采用 100nm无机陶瓷膜对厨余垃圾定向制备的VFA有机酸进行渗透过滤。真核微生 物的尺寸一般为微米级，绝大多数细菌微生物的直径在0.5μm左右，因此， 采用100nm(0.1μm)无机陶瓷膜对VFA有机酸进行渗透过滤，除去有机酸中 杂质的同时，对制备VFA的菌种也进行截留保护，保障菌种浓度，防止菌种 流失。

所述曝气机构为网格式曝气气管网，每一陶瓷膜组7底部设有网格式曝 气气管网，利用罗茨鼓风机将0.02Mpa压力的空气经由曝气口2通过气管送 到膜组底部气管网，从网孔中排出，利用空气上浮带动液体搅动，达到搅拌 的目的，所述进水口4的水平高度位于溢流口3弯曲延伸端顶部水平高度的 上方，随着过滤排出的水分子越来越多，装置中的VFA有机酸浓度会不断增 大，因此本发明技术采用溢流式换水模式，进水口4设计比溢流口3高，当 进入装置的水位高于溢流口3时，原水就会从广口式溢流口3流出装置，进 水泵不停将原水送进装置，装置中无法及时超滤的原水便从溢流口3流出， 从而达到边进边出的溢流式换水模式，使超滤纯化装置中不断有新的VFA有 机酸液进入。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于 本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发 明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限 制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落 在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将 权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。

Claims (5)

1.无机陶瓷膜超滤纯化装置，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)左右侧壁上方均设有曝气口(2)，且壳体(1)左右侧壁中部均设有溢流口(3)，所述溢流口(3)的一端横向贯穿进入壳体(1)内部，且溢流口(3)的延伸端呈弯曲状向上延伸，所述壳体(1)左右侧壁下方均设有出水口(5)，且壳体(1)底部设有排空口(6)，所述壳体(1)正面上设有进水口(4)，且壳体(1)内设有多组陶瓷膜组(7)，多组所述陶瓷膜组(7)的出水端均通过出水导管与出水口(5)连接，所述陶瓷膜组(7)底部设有曝气机构，且曝气机构与曝气口(2)连接。

2.根据权利要求1所述的无机陶瓷膜超滤纯化装置，其特征在于：所述陶瓷膜组(7)由多个无机陶瓷膜纵向排列组成，且多个位于同一水平面的无机陶瓷膜的集水管串联，所述集水管通过出水导管与出水口(5)连接。

3.根据权利要求1或2所述的无机陶瓷膜超滤纯化装置，其特征在于：多个所述陶瓷膜组(7)之间的水平间距为20-60cm。

4.根据权利要求2所述的无机陶瓷膜超滤纯化装置，其特征在于：所述无机陶瓷膜上设有多个80-120nm的微孔。

5.根据权利要求1所述的无机陶瓷膜超滤纯化装置，其特征在于：所述曝气机构为网格式曝气气管网，所述进水口(4)的水平高度位于溢流口(3)弯曲延伸端顶部水平高度的上方。

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