CN209065671U - 一种基于膜生物反应器的高浓度废水处理装置 - Google Patents

Abstract

一种基于膜生物反应器的高浓度废水处理装置，至少包括位于电渗析器上游的膜生物反应器，电渗析器至少包括由若干个离子交换膜分割形成的若干个水处理室，其中，若干个密度小于废水的清洁球设置于水处理室中，在水处理室的进水口一侧设置有排气通道，在水处理室的排水口一侧设置有进气通道，其中，在垂直于地表面的方向上，进水口与地面的垂直距离大于排水口与地面的垂直距离。本实用新型通过在电渗析器的浓水室和淡水室中设置密度小于废水的清洁球，清洁球在运动的过程中会与离子交换膜发生刮蹭作用以抑制和/或清洁离子交换膜表面的结垢物。

Description

一种基于膜生物反应器的高浓度废水处理装置

技术领域

本实用新型属于化工处理设备技术领域，尤其涉及一种基于膜生物反应器的高浓度废水处理装置。

背景技术

电渗析是一种以直流电场与离子选择性透过膜相结合的离子分离技术，带电离子在电场的作用下，淡水室的阳离子、阴离子穿过选择性透过膜后，留下含盐量比进水低的出水，而浓水室则富集了来自相邻的淡水室的离子，形成含盐量比进水高的出水，这样就实现了溶液的淡化、浓缩、精制或纯化。电渗析装置应用范围广泛，可应用于水的淡化除盐、海水浓缩制盐、精制乳制品、果汁脱酸精和提纯、制取化工产品等方面，还可以用于食品，轻工等行业制取纯水、电子、医药等工业制取高纯水的前处理，锅炉给水的初级软化脱盐，将苦咸水淡化为饮用水。

现有包含电渗析装置的处理工艺及装置中，由于淡水室和浓水室的进水都是原水或本装置的淡水/浓水产水，在多年的应用中也有许多组合，以适应不同的工程应用。但是，这些应用中，浓水室中会富集很多阴、阳离子容易形成不溶性无机盐导致结垢，影响电渗析装置的长期稳定运行。

公开号为CN107055713A的专利文献公开了一种基于单价阳离子选择性电渗析的高硬度含盐水浓缩方法，其方法包括步骤：原水化学沉淀除硬及预处理；反渗透脱盐处理；将第二步中反渗透浓盐水利用盐酸或硫酸调节pH值为4～6后作为电渗析原水，然后分别进入电渗析膜堆中由阳膜和阴膜间隔形成的脱盐室和浓缩室；得到电渗析高盐水和电渗析低盐水。其无需额外的设备与装置，在不牺牲回收率的情况下就实现了组成结垢物质的两种离子的分离，从而避免了同时截留或同时透过产生的结垢现象。在离子交换膜的使用过程中，在长时间工作下，其不可避免的会形成结垢现象，当一旦出现结垢趋势后，其无法实现自清洁，必须停机手动对离子交换膜进行清洗。

实用新型内容

如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。

针对现有技术之不足，本实用新型提供一种基于膜生物反应器的高浓度废水处理装置，至少包括位于电渗析器上游的膜生物反应器。所述电渗析器至少包括由若干个离子交换膜分割形成的若干个水处理室，其中，若干个密度小于废水的清洁球设置于所述水处理室中，在水处理室的进水口一侧设置有排气通道，在水处理室的排水口一侧设置有进气通道，其中，在垂直于地表面的方向上，进水口与地面的垂直距离大于排水口与地面的垂直距离。

根据一种优选实施方式，所述清洁球的外表上设置有若干个绕清洁球的周向方向连续延伸且呈闭环状的沟槽，其中，若干个所述沟槽至少具有两个交点，所述两个交点与清洁球的球心彼此共线。

根据一种优选实施方式，所述离子交换膜至少包括阴离子交换膜和阳离子交换膜，所述水处理室至少包括浓水室和淡水室，其中，在所述阴离子交换膜和阳离子交换膜按照彼此交替的方式间隔排布的情况下，所述浓水室和淡水室也按照彼此交替的方式间隔排布。

根据一种优选实施方式，所述高浓度废水处理装置还包括调节池、第一中间水池和臭氧接触池，其中，所述调节池依次经所述第一中间水池和所述臭氧接触池与所述膜生物反应器连通。

根据一种优选实施方式，臭氧接触池的进气口与臭氧发生器连通，臭氧接触池的排气口与臭氧尾气破坏器连通。

根据一种优选实施方式，所述高浓度废水处理装置还包括经第一保安过滤器与所述膜生物反应器连通的反渗透处理器。

根据一种优选实施方式，所述反渗透处理器经第二保安过滤器与所述电渗析器连通。

根据一种优选实施方式，所述进气通道经管道与空压机连通，其中，在所述进气通道和所述排气通道中均设置有控制阀门。

根据一种优选实施方式，所述高浓度废水处理装置还包括加药装置，其中，所述加药装置经管道与所述调节池和所述反渗透处理器连通。

根据一种优选实施方式，沟槽的垂直于其延伸方向的横截面的形状由半圆形限定。

本实用新型的有益技术效果：

(1)在电渗析器的浓水室和淡水室中设置密度小于废水的清洁球，清洁球能够在以一定流速从进水口的进入电渗析器中的流体的带动下移动至排水口后，基于浮力的作用再次上浮，上浮过程中与离子交换膜发生刮蹭作用以抑制和/或清洁离子交换膜表面的结垢物。

(2)清洁球的表面设置有沟槽从而形成了凹凸不平的接触面，使得清洁球在与离子交换膜表面接触时能够起到更好的刮蹭效果。

附图说明

图1是本实用新型优选的清洁球的工作原理示意图；

图2是本实用新型优选的清洁球的主视图；

图3是本实用新型优选的清洁球的俯视图；和

图4是本实用新型优选的高浓度废水处理装置的各部件的连接关系示意图。

附图标记列表

1：膜生物反应器 2：电渗析器 3：清洁球

4：进水口 5：排气通道 6：排水口

7：进气通道 8：沟槽 9：交点

10：水处理室 11：调节池 12：第一中间水池

13：臭氧接触池 14：臭氧发生器 15：臭氧尾气破坏器

16：反渗透处理器 17：第一保安过滤器 18：第二保安过滤器

19：空压机 20：控制阀门 21：过滤网

22：离子交换膜

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

如图1所示，高浓度废水处理装置至少包括位于电渗析器2上游的膜生物反应器1，其中，电渗析器基于其离子交换膜的选择透过性实现废水的淡化处理，膜生物反应器用于对废水中的有机物进行降解处理。电渗析器至少包括由若干个离子交换膜22分割形成的若干个水处理室10。离子交换膜22至少包括阴离子交换膜和阳离子交换膜，水处理室10至少包括浓水室和淡水室，其中，在阴离子交换膜和阳离子交换膜按照彼此交替的方式间隔排布的情况下，浓水室和淡水室也按照彼此交替的方式间隔排布。优选的，若干个密度小于废水的清洁球3设置于水处理室10中。每一个水处理室均具有进水口4和排水口6，废水由进水口进入电渗析器并由排水口排出电渗析器，其中，在垂直于地表面的方向上，进水口4与地面的垂直距离大于排水口6与地面的垂直距离，例如，废水是从电渗析器的顶部进入并从电渗析器的底部排出的。在水处理室的进水口一侧设置有排气通道5，在水处理室的排水口一侧设置有进气通道7。优选的，进气通道通过管道与空压机19连接，在空压机工作的情况下，进气通道口能够形成气泡，气泡可以对清洁球和离子交换膜进行冲刷清洁，能够进一步抑制离子交换膜的结垢和清洁球表面结垢物的堆积。在进气通道和排气通道中均设置有控制阀门20。通过控制阀门可以实现对气泡产生量的控制。

优选的，如图2和图3所示，清洁球3的外表上设置有若干个绕清洁球的周向方向连续延伸且呈闭环状的沟槽8，其中，若干个沟槽8至少具有两个交点9。两个交点9与清洁球3的球心彼此共线。沟槽的垂直于其延伸方向的横截面的形状由半圆形限定。清洁球的表面设置有沟槽从而形成了凹凸不平的接触面，使得清洁球在与离子交换膜表面接触时能够起到更好的刮蹭效果。具体的，水处理室的进水口和排水口位于水处理室在其宽度方向上的中间位置，水处理室的从上至下的方向上，水流始终处于由上至下的流动状态，使得清洁球从水处理室的中线位置移动至水处理室的排水口。当清洁球移动至位于水处理室底部的排水口时，基于浮力的作用和水流的冲击作用，清洁球分别朝向水流冲击力度较小的离子交换膜处移动，并在离子交换膜处由下至上移动。在水处理室的内部形成逆时针和顺时针的循环水流，例如，水处理室的进水口和排水口的连线将水处理室分为左、右两部分，其中水处理室左侧形成顺时针的循环水流，水处理室右侧形成逆时针的循环水流，清洁球分别沿着循环水流的流动方向进行流动。进而清洁球在上浮的过程中能够与离子交换膜碰撞以产生刮蹭效果。

优选的，如图4所示，高浓度废水处理装置还包括调节池11、第一中间水池12、臭氧接触池13、反渗透处理器16、第一保安过滤器17、第二保安过滤器18和加药装置21，其中，调节池依次经第一中间水池和臭氧接触池与膜生物反应器连通。反渗透处理器经第一保安过滤器与膜生物反应器连通的。反渗透处理器经第二保安过滤器与电渗析器连通。加药装置经管道与调节池和反渗透处理器连通。

优选的，臭氧接触池的进气口与臭氧发生器14连通，臭氧接触池的排气口与臭氧尾气破坏器15连通。臭氧发生器用于产生臭氧，臭氧尾气破坏器用于将臭氧接触池中多余的臭氧进行例如是吸收、还原以避免泄露到大气环境中造成危害。

为了便于理解，将进气通道和排气通道的工作过程进行详细论述。

当进气通道和排气通道均关闭的状态下，废水以第一流速或第一压力的状态进入水处理室以使得水处理室的压力保持为P值。当进气通道开启时，气体经进气通道13以一定压力喷射以形成气泡。在进气通道喷入气体的同时，降低从进水口进入水处理室的废水的流速或压力以使得水处理室中的压力稳定为P值。进气通道开启工作时间T后，其关闭以停止工作。当水处理室中的气体均上浮而堆积于位于水处理室上侧的进水口时，开启排气通道，并恢复以第一流速或第一压力的状态进水，排气通道开启的时间也为T，可以使得恰好经过时间T将水处理室中的气体完全排出。通过时间T内的持续曝气，可以对清洁球和离子交换膜进行清洗冲刷，能够更进一步的抑制结垢。

为了便于理解，将高浓度废水处理装置的废水处理流程进行如下详细论述。

高浓度废水首先通过管道进入调节池11中以完成例如是均质处理、混凝处理、絮凝处理或沉淀处理，加药装置21通过管道与调节池连通以为其提供所需的处理药剂，生成的第一级废水经管道输送至第一中间水池12暂存。第一中间水池12中的第一级废水再经管道输送至臭氧接触池13中以对其中的细菌及病原体进行强氧化作用，生成的第二级废水经管道输送至膜生物反应器1中进行生化处理，其中，生化处理可以是好氧处理和厌氧处理，在膜生物反应器中的微生物的作用下将第二级废水中的有机物进行降解，生成的第三级废水经第一保安过滤器17滤除其中的大颗粒物质后传输至反渗透处理器16中进行反渗透处理。在反渗透处理器的过滤膜两侧分别得到反渗透产水和反渗透浓溶液，其中，反渗透产水可以通过收集器收集后进行回用，反渗透浓溶液通过管道传输至第二保安过滤器18以滤除其中的大颗粒物质后传输至电渗析器中进行电渗析处理，在电渗析器的浓水室中得到电渗析浓溶液，在电渗析器的淡水室中得到电渗析产水，其中，电渗析产水可以通过收集器收集后进行回用，电渗析浓溶液通过管道传输至例如是蒸发结晶器等下级处理设备中进行进一步处理。加药装置还通过管道与反渗透处理器连通以为其提供用于清洁反渗透膜的膜清洗剂，例如，在反渗透处理器运行一定周期后便通过诸如膜清洗剂的方式对其反渗透膜进行清洗处理。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于膜生物反应器的高浓度废水处理装置，至少包括位于电渗析器(2)上游的膜生物反应器(1)，其特征在于，所述电渗析器(2)至少包括由若干个离子交换膜(22)分割形成的若干个水处理室(10)，其中，

若干个密度小于废水的清洁球(3)设置于所述水处理室(10)中，在水处理室的进水口(4)一侧设置有排气通道(5)，在水处理室的排水口(6)一侧设置有进气通道(7)，其中，

在垂直于地表面的方向上，进水口(4)与地面的垂直距离大于排水口(6)与地面的垂直距离。

2.如权利要求1所述的高浓度废水处理装置，其特征在于，所述清洁球(3)的外表上设置有若干个绕清洁球的周向方向连续延伸且呈闭环状的沟槽(8)，其中，若干个所述沟槽(8)至少具有两个交点(9)，所述两个交点(9)与清洁球(3)的球心彼此共线。

3.如权利要求2所述的高浓度废水处理装置，其特征在于，所述离子交换膜(22)至少包括阴离子交换膜和阳离子交换膜，所述水处理室(10)至少包括浓水室和淡水室，其中，

在所述阴离子交换膜和阳离子交换膜按照彼此交替的方式间隔排布的情况下，所述浓水室和淡水室也按照彼此交替的方式间隔排布。

4.如权利要求3所述的高浓度废水处理装置，其特征在于，所述高浓度废水处理装置还包括调节池(11)、第一中间水池(12)和臭氧接触池(13)，其中，

所述调节池(11)依次经所述第一中间水池(12)和所述臭氧接触池(13)与所述膜生物反应器(1)连通。

5.如权利要求4所述的高浓度废水处理装置，其特征在于，臭氧接触池(13)的进气口与臭氧发生器(14)连通，臭氧接触池(13)的排气口与臭氧尾气破坏器(15)连通。

6.如权利要求5所述的高浓度废水处理装置，其特征在于，所述高浓度废水处理装置还包括经第一保安过滤器(17)与所述膜生物反应器(1)连通的反渗透处理器(16)。

7.如权利要求6所述的高浓度废水处理装置，其特征在于，所述反渗透处理器(16)经第二保安过滤器(18)与所述电渗析器(2)连通。

8.如权利要求7所述的高浓度废水处理装置，其特征在于，所述进气通道(7)经管道与空压机(19)连通，其中，

在所述进气通道和所述排气通道(5)中均设置有控制阀门(20)。

9.如权利要求8所述的高浓度废水处理装置，其特征在于，所述高浓度废水处理装置还包括加药装置(21)，其中，所述加药装置(21)经管道与所述调节池(11)和所述反渗透处理器(16)连通。

10.如权利要求9所述的高浓度废水处理装置，其特征在于，沟槽(8)的垂直于其延伸方向的横截面的形状由半圆形限定。