CN214243927U - 一种自清洗厌氧膜生物反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自清洗厌氧膜生物反应系统，包括：进水池、厌氧膜生物反应池、产水池，还包括反洗系统，反洗系统包括冲洗模块和喷洗模块；第三管道包括冲洗管道和喷洗管道，冲洗管道和喷洗管道上分别设有开关阀；冲洗管道连通滤膜组件内部以将净水输送至厌氧膜生物反应池内对过滤膜组件内部进行冲洗，构成冲洗模块；厌氧膜生物反应池内设有清洗头，喷洗管道连通清洗头，以将净水输送至清洗头以对所述过滤膜组件外部进行喷洗，构成喷洗模块。本实用新型在现有的冲洗模块上，又增加了喷洗模块，巧妙的将产水池中的净水用于喷洗的过滤膜组件，以解决膜污染问题，结构简单、安全性好。

Description

一种自清洗厌氧膜生物反应系统

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域，具体涉及一种自清洗厌氧膜生物反应系统。

背景技术

厌氧膜生物反应器(AnMBR)是一种将厌氧生物技术与膜技术相结合用来进行污水处理的新型设备。按厌氧反应器与膜组件结合的方式，AnMBR可分为：外部横流式、内部浸没式和外部浸没式。这三种方式都存在着膜污染的问题。由于厌氧菌生长速率缓慢，厌氧过程操作最适温度为35℃，而有研究表明产甲烷菌在低温条件下产生的甲烷量会更多，温度的下降会导致膜通量降低。MBR膜组件污染严重，难以清洗是制约该技术进一步研究以及无法大量投入使用的重要原因。

膜污染是各类膜生物反应器技术都面临的难题之一，膜结垢会降低整个操作系统的稳定性和可靠性，减少膜通量，从而降低了反应器的处理效能。膜的结垢主要是由反应器中的组合物质（水溶性有机物、进料胶体粒子、细胞裂解和无机沉淀物）形成的。

目前的厌氧膜生物反应器顶端设置沼气收集装置，可将厌氧过程中产生的甲烷回收利用，用于冲刷MBR膜表面，减轻膜污染。而由于产甲烷菌产甲烷效率低，沼气有毒性，易燃易爆，安全性差，在实际操作中局限性大。

因此，寻找一种高效、节能、安全的系统降低AnMBR膜污染，提高膜通量变得尤为重要。解决了膜污染的问题将使得AnMBR的应用在工业化的进程上更进一步。

实用新型内容

本实用新型是为了解决背景技术中存在的至少一种缺陷或问题，提供一种带有自清洗系统的厌氧膜生物反应系统。

为达成上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种自清洗厌氧膜生物反应系统，包括：进水池，用于盛装污水，通过第一管道与厌氧膜生物反应池连通，且第一管道上设有进水泵及开关阀，以将污水输送至厌氧膜生物反应池；厌氧膜生物反应池，设有过滤膜组件，用于净化污水，通过第二管道与产水池连通，且第二管道上设有产水泵及开关阀，以将净水输送至产水池；产水池，用于盛装净水；反洗系统，包括第三管道，第三管道上设有反洗泵和开关阀，第三管道连通产水池和厌氧膜生物反应池，以将产水池中的净水输送至厌氧膜生物反应池内对过滤膜组件进行冲洗；其特征在于：所述反洗系统包括冲洗模块和喷洗模块；所述第三管道包括冲洗管道和喷洗管道，冲洗管道和喷洗管道上分别设有开关阀；冲洗管道连通滤膜组件内部以将净水输送至所述厌氧膜生物反应池内对过滤膜组件内部进行冲洗，构成冲洗模块；所述厌氧膜生物反应池内设有清洗头，喷洗管道连通清洗头，以将净水输送至清洗头以对所述过滤膜组件外部进行喷洗，构成喷洗模块。

优选的，所述清洗头为自旋转清洗头。

优选的，所述自旋转清洗头的喷洒角度范围为40°-180°。

优选的，自旋转清洗头由PE材质制成，采用1/2内螺纹接口，流量为1m3/h，工作压力为0.2MPa。

优选的，所述滤膜组件为中空纤维膜组件。

优选的，所述中空纤维膜组件的膜丝由PTFE材质制成，过滤孔径为0.01-0.04μm，通量为20-25L/(m2•h)，操作压力为0-50kpa。

优选的，包括回污系统和排污系统；回污系统包括第五管道，第五管道上设有回污泵及开关阀，第五管道连通厌氧膜生物反应池底部；排污系统包括第四管道，第四管道上设有排污泵及开关阀，第四管道连通厌氧膜生物反应池底部。

优选的，所述厌氧膜生物反应池为两个独立的反应池，所述排污系统、回污系统、反洗系统对应为独立的两个；所述进水池和产水池为一个。

本实用新型技术方案与背景技术相比，具有如下优点：

本实用新型在现有的冲洗模块上，又增加了喷洗模块，充分利用了传统工艺的反冲洗泵，巧妙的将产水池中的净水用于喷洗的过滤膜组件，以解决膜污染问题，结构简单、安全性好。

附图说明

为了更清楚地说明实施例的技术方案，下面简要介绍所需要使用的附图：

图1为厌氧膜生物反应系统平面示意图；

附图标记：1.进水池；2.第一进水泵进口阀；3.第一进水泵；4.第二进水泵进口阀；5.第二进水泵；6.第一进水泵出口阀；7.第二进水泵出口阀；8.第一产水阀；9.第二产水阀；10.第一厌氧膜生物反应池；11.第二厌氧膜生物反应池；12.第一自旋转清洗头；13.第二自旋转清洗头；14.产水泵进口阀；15.产水泵；16.产水泵出口阀；17.产水池；18.反洗泵进口阀；19.反洗泵；20.反洗泵出口阀；21.第一喷洗阀；22.第二喷洗阀；23.第一冲洗阀；24.第二冲洗阀；25.排污泵出口阀；26.排污泵；27.排污泵进口阀；28.第一底阀；29.第三底阀；30.第二底阀；31.第四底阀；32.回污泵进口阀；33.回污泵；34.回污泵出口阀；35.产水流量计；36.反洗流量计；37.第一管道；38.第二管道；39.第一汇合管道；40.第三管道；41.第二汇合管道；42.第四管道;43.第五管道；44.冲洗管道；45.喷洗管道。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，采用了“上”、“下”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实用新型，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型保护范围的限制。

附图1所示，本实施例的一种自清洗厌氧膜生物反应系统，包括进水池1、厌氧膜生物反应池、产水池17、反洗系统、进水泵、产水泵15、反洗泵19、排污泵26、回污泵33以及相应的切换阀和管道。本实施例的厌氧膜生物反应器具有一个进水池1、两个厌氧膜生物反应池和一个产水池17，反洗系统包括冲洗模块和喷洗模块。具体的结构和连接关系如下：

进水池1通过独立的两个第一管道37分别连通第一厌氧膜生物反应池10和第二厌氧膜生物反应池11，两个第一管道37分别设有第一进水泵3和第二进水泵5，第一、第二进水泵（3,5）为轴流泵，并在第一进水泵3和第二进水泵5的前后还设有进口阀（2,4）和出口阀（6,7）。第一厌氧膜生物反应池10和第二厌氧膜生物反应池11分别通过两个第二管道38连通产水池17，两个第二管道38上分别设有第一产水阀8和第二产水阀9，具体的两个第二管道38的一端分别连接在第一厌氧膜生物反应池10和第二厌氧膜生物反应池11上，两个第二管道38的另一端汇合在一起形成第一汇合管道39；第一汇合管道39的一端连接在产水池17上，第一汇合管道39上设有产水泵15，并在产水泵15前后设有产水泵进口阀14和产水泵出口阀16，在产水泵15前还设有产水流量计35。反洗系统的两个第三管道40的一端汇合在一起形成第二汇合管道41，第二汇合管道41的一端连接在产水池17上；第二汇合管道41上设有反洗泵19，并在反洗泵19前后设有反洗泵进口阀18和反洗泵出口阀20，在反洗泵19后还设有反洗流量计36；两个第三管道40又分别分流成冲洗管道44和喷洗管道45，冲洗管道44和喷洗管道45上分别设有第一、第二冲洗阀（23,24）和第一、第二喷洗阀（21,22）；冲洗管道44连通第二管道38连通过滤膜组件内部，可通过阀门切换成产水工况或者反洗工况，反洗泵19将净水输送至所述厌氧膜生物反应池内对过滤膜组件内部进行冲洗，构成冲洗模块；厌氧膜生物反应池内分别设有第一自旋转清洗头12、第二自旋转清洗头13，喷洗管道45连通自旋转清洗头，以将净水输送至第一自旋转清洗头12、第二自旋转清洗头13对过滤膜组件四周进行喷洗，构成喷洗模块。第一厌氧膜生物反应池10和第二厌氧膜生物反应池11设有过滤膜组件，过滤膜组件为中空纤维膜组件，膜丝为PTFE材质，孔径0.01-0.04μm，通量20-25L/(m²•h)，最大操作压力为50kpa，污泥浓度25-30g/L；第一厌氧膜生物反应池10设有第二底阀30、第四底阀31，第二厌氧膜生物反应池11底部设有第一底阀28、第三底阀29；第四管道42连接第一底阀28和第二底阀30，第四管道42上设有排污泵26及开关阀，构成排污系统；第五管道43连接第三底阀29和第四底阀31，第五管道43上设有回污泵33及开关阀，构成回污系统。

本实施例的运行方式如下：

进水池1充满一定水位的污水，第一厌氧膜生物反应池10、第二厌氧膜生物反应池11运行时，打开第一进水泵3、第二进水泵5、第一进水泵进口阀2、第一进水泵出口阀6、第二进水泵进口阀4、第二进水泵出口阀7，污水通过第一管道37输送至第一厌氧膜生物反应池10、第二厌氧膜生物反应池11。污水在第一厌氧膜生物反应池10、第二厌氧膜生物反应池11内，在厌氧环境下进行反硝化反应，去除污水中的有机污染物，再通过过滤膜组件将悬浮物和活性污泥截留分离，使得出水澄清。同时打开第一产水阀8、第二产水阀9、产水泵进口阀14、产水泵15、产水泵出口阀6，通过第二管道38和第一汇合管道39将净水输送至产水池17内。设定连续产水时间为60-120min。

产水结束后，关闭相应阀门和泵。打开反洗泵进口阀18、反洗泵出口阀20、反洗泵19，关闭第一喷洗阀21、第二喷洗阀22，打开第一冲洗阀23、第二冲洗阀24，系统开始冲洗，冲洗时间为20-30s，过滤膜组件内部得以清洗。

冲洗结束后，先后关闭第一冲洗阀23、第二冲洗阀24，打开第一喷洗阀21、第二喷洗阀22，设置在第一厌氧膜生物反应池10和第二厌氧膜生物反应池11四周的第一、第二自旋转清洗头喷射反洗水冲刷中空纤维膜组件，将膜丝表面的污染物冲干净。反洗泵19压力为0.2MPa，单个自旋转清洗头的冲刷流量为1m³/h，可180度自由转动，全方位的清洁中空纤维膜组件，降低膜表面污染，提高膜组件的通量，同时降低化学清洗的频率，一个月离线清洗一次即可。

以上第一厌氧膜生物反应池10、第二厌氧膜生物反应池11先后产水、反洗和水力冲刷的开启的间隔时间为20-30s。通过程序设定可实现产水的同时，同步进行喷洗以减轻膜污染，产水时间结束后自动启动反洗程序。可保证第一厌氧膜生物反应池10和第二厌氧膜生物反应池11产水时得到有效的水力喷洗冲刷。产水结束时反洗，膜组件内外均被冲洗。

本实用新型在原有冲洗模块的基础上，增加了喷洗模块，充分利用了传统工艺的反冲洗泵，通过增加一套排列均匀的自旋转清洗头将出水流速瞬间提高，增强了水流冲击力度，不用增加任何动力和能耗，同时起到减轻膜污染的作用。

污泥回流时，启动回污泵33，打开回污泵进口阀32、回污泵出口阀34、第三底阀29、第四底阀31，可回流一定的活性污泥，污泥回流量为200%，可减少活性污泥的流失，以保持膜池内厌氧菌的生物活性。

当第一厌氧膜生物反应池10、第二厌氧膜生物反应池11膜池内的淤积的污泥达到一定高度时，打开排污泵26、排污泵出口阀25、排污泵进口阀27、第一底阀28、第二底阀30，定期将老化的剩余污泥排出膜池，可投加一定量的反硝化菌或者活性污泥，保持膜池内厌氧菌的生物活性。

本实用新型结构简单、膜通量大、膜污染程度小、安全性好，与现有技术相比具有明显的优点。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本实用新型保护范围，但并不构成对本实用新型保护范围的限定。

Claims (8)

1.一种自清洗厌氧膜生物反应系统，包括：

进水池，用于盛装污水，通过第一管道与厌氧膜生物反应池连通，且第一管道上设有进水泵及开关阀，以将污水输送至厌氧膜生物反应池；

厌氧膜生物反应池，设有过滤膜组件，用于净化污水，通过第二管道与产水池连通，且第二管道上设有产水泵及开关阀，以将净水输送至产水池；

产水池，用于盛装净水；

反洗系统，包括第三管道，第三管道上设有反洗泵和开关阀，第三管道连通产水池和厌氧膜生物反应池，以将产水池中的净水输送至厌氧膜生物反应池内对过滤膜组件进行冲洗；

其特征在于：所述反洗系统包括冲洗模块和喷洗模块；所述第三管道包括冲洗管道和喷洗管道，冲洗管道和喷洗管道上分别设有开关阀；冲洗管道连通滤膜组件内部以将净水输送至所述厌氧膜生物反应池内对过滤膜组件内部进行冲洗，构成冲洗模块；所述厌氧膜生物反应池内设有清洗头，喷洗管道连通清洗头，以将净水输送至清洗头以对所述过滤膜组件外部进行喷洗，构成喷洗模块。

2.如权利要求1所述的一种自清洗厌氧膜生物反应系统，其特征在于：所述清洗头为自旋转清洗头。

3.如权利要求2所述的一种自清洗厌氧膜生物反应系统，其特征在于：所述自旋转清洗头的喷洒角度范围为40°-180°。

4.如权利要求3所述的一种自清洗厌氧膜生物反应系统，其特征在于：自旋转清洗头由PE材质制成，采用1/2内螺纹接口，流量为1m³/h，工作压力为0.2MPa。

5.如权利要求1所述的一种自清洗厌氧膜生物反应系统，其特征在于：所述滤膜组件为中空纤维膜组件。

6.如权利要求5所述的一种自清洗厌氧膜生物反应系统，其特征在于：所述中空纤维膜组件的膜丝由PTFE材质制成，过滤孔径为0.01-0.04μm，通量为20-25L/(m²•h)，操作压力为0-50kpa。

7.如权利要求1-6任一所述的一种自清洗厌氧膜生物反应系统，其特征在于：包括回污系统和排污系统；回污系统包括第五管道，第五管道上设有回污泵及开关阀，第五管道连通厌氧膜生物反应池底部；排污系统包括第四管道，第四管道上设有排污泵及开关阀，第四管道连通厌氧膜生物反应池底部。

8.如权利要求7所述的一种自清洗厌氧膜生物反应系统，其特征在于：所述厌氧膜生物反应池为两个独立的反应池，所述排污系统、回污系统、反洗系统对应为独立的两个；所述进水池和产水池为一个。

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