CN218879627U - 一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置，包括水解酸化池、啤酒厂废水调节池、膜生物反应器、超滤膜组件、中间调节池、萃取装置，水解酸化池接入市政污水，啤酒厂废水调节池接入啤酒厂废水，水解酸化池和啤酒厂废水调节池分别通过第一出水管和第二出水管连接膜生物反应器；膜生物反应器、压力出水管、超滤膜组件、第三出水管、中间调节池、萃取进水管、萃取装置依次连接；萃取装置、萃取进水管、萃取出水管和中间调节池形成第一污水循环路径。本实用新型一方面可以实现对市政污水的处理，另外一方面实现对啤酒厂废水的再利用，最终生成的产物可以实现再次利用，以实现碳减排的目的。

Description

一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理资源化利用领域，具体涉及一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置。

背景技术

传统污水中碳源污染物的去除采用的是活性污泥法，通过多种厌氧、好氧微生物的作用将有机物分解为二氧化碳、甲烷、有机酸、醇、醛等。甲烷虽然可以作为燃料，但活性污泥法产生的废气还混合了大量的二氧化碳、挥发性有机化合物(VOC)等气体，未经净化无法进行利用。根据美国环境保护署(U.S.Environmental Protection Agency)的数据，同等摩尔数量的甲烷造成的温室效应是二氧化碳的28-36倍。废气如果泄漏不仅会加剧温室效应，还会产生爆炸的安全隐患。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置，通过该装置对污水进行处理，将污水中的有机物转化为可以在工、农业中被广泛利用且附加价值高的中链羧酸(MCCAs)，其可以直接作为抗菌剂和食品添加剂使用，还可以被进一步加工为香料、润滑油、橡胶、柴油、航空燃料等。

本实用新型的技术目的是通过以下技术方案实现的：

一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置，包括水解酸化池、啤酒厂废水调节池、膜生物反应器、超滤膜组件、中间调节池、萃取装置，水解酸化池接入市政污水，啤酒厂废水调节池接入啤酒厂废水，水解酸化池和膜生物反应器之间连接有第一出水管，啤酒厂废水调节池和膜生物反应器之间连接有第二出水管；超滤膜组件设置在膜生物反应器和萃取装置之间；第一出水管和第二出水管连接到靠近膜生物反应器的底部；膜生物反应器和超滤膜组件之间连接有压力出水管；超滤膜组件和中间调节池之间连接有第三出水管；萃取装置包括萃取进水管、萃取出水管和萃取出液管，萃取进水管和萃取出水管分别连接在萃取装置和中间调节池之间，萃取装置、萃取进水管、萃取出水管和中间调节池形成第一污水循环路径。

进一步地，膜生物反应器包括膜组件，膜组件设置在膜生物反应器内，膜组件通过压力出水管与超滤膜组件连接。

进一步地，膜生物反应器还包括叶轮组件，叶轮组件设置在膜生物反应器内靠近膜生物反应器的底部。

进一步地，萃取装置包括设置在其内部的中空纤维膜组件，中空纤维膜组件和萃取装置的外壁之间设有萃取液容置腔；中空纤维膜组件的两端分别连接萃取进水管和萃取出水管，萃取液容置腔连接萃取出液管，萃取液容置腔内设有萃取溶剂。

进一步地，中间调节池内设有叶轮组件。

进一步地，膜生物反应器内还设有用以监控膜生物反应器内pH的监测装置以及用以调节膜生物反应器内pH值的碱性溶液滴加设备。

进一步地，水解酸化池底部设有布水管，水解酸化池靠近上端设有堰式集水渠，集水渠通过第一出水管连接膜生物反应器；水解酸化池为封闭式池体。

进一步地，中空纤维膜组件为疏水膜。

进一步地，中间调节池和膜生物反应器之间还连接有第四出水管，膜生物反应器、超滤膜组件、中间调节池通过第四出水管形成第二污水循环路径。

进一步地，中间调节池还连接有总出水管。

相比与现有技术，本实用新型的有益效果在于，通过本实用新型的复合式污水资源、碳减排的厌氧膜生化反应装置一方面可以实现对市政污水的处理，另外一方面实现对啤酒厂废水的再利用，最终生成的产物可以实现再次利用，还可以实现碳减排的目的。

附图说明

图1是本实用新型的复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置结构示意图。

图中，1、水解酸化池；2、布水管；3、集水渠；4、第一出水管；5、啤酒厂废水调节池；6、第二出水管；7、膜生物反应器；8、叶轮组件；9、膜组件；10、玻璃电极；11、压力出水管；12、超滤膜组件；13、第三出水管；14、中间调节池；15、萃取进水管；16、中空纤维膜组件；17、萃取出水管；18、萃取出液管；19、总出水管；20、第四出水管；21、外壁；22、萃取装置。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型的技术方案进行进一步描述：

一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置，如图1所示，包括水解酸化池1、啤酒厂废水调节池5、膜生物反应器7、超滤膜组件12、中间调节池14、萃取装置22，水解酸化池1接入市政污水，啤酒厂废水调节池5接入啤酒厂废水，水解酸化池1的底部设有若干布水管2，水解酸化池1靠近上端设有堰式集水渠3，集水渠3通过第一出水管4连接膜生物反应器7，啤酒厂废水调节池5和膜生物反应器7之间连接有第二出水管6；水解酸化池1为封闭式池体，可以防止水解酸化过程中产生废弃物污染环境；第一出水管4和第二出水管6连接到靠近膜生物反应器7的底部；膜生物反应器7和超滤膜组件12之间连接有压力出水管11，超滤膜组件12和中间调节池14之间连接有第三出水管13。

萃取装置22包括萃取进水管15、萃取出水管17、萃取出液管18以及设置在萃取装置22内部的中空纤维膜组件16，中空纤维膜组件16为疏水膜，中空纤维膜组件16和萃取装置22的外壁21之间设有萃取液容置腔，中空纤维膜组件16的两端分别连接萃取进水管15和萃取出水管17，萃取液容置腔连接萃取出液管18，萃取液容置腔内设有萃取溶剂。萃取进水管15和萃取出水管17分别连接在萃取装置22和中间调节池14之间，萃取装置22、萃取进水管15、萃取出水管17和中间调节池14形成第一污水循环路径。

其中，膜生物反应器7包括膜组件9，膜组件9设置在膜生物反应器7内，膜组件9通过压力出水管11与超滤膜组件12连接；在膜组件9的下方，靠近膜生物反应器7内的底部设有叶轮组件8，通过叶轮组件8有助于膜生物反应器7内的混合液体完全混合。

具体地，膜组件9包括矩形不锈钢支架和两片孔径为20-30微米的膜组成，矩形不锈钢支架上连接压力出水管，压力出水管11连接有泵，通过泵吸的方式使得两片膜之间形成真空，进而膜组件的内外侧形成压差，有助于污水通过膜过滤后排出，微生物在压力的作用下可以在膜外侧表面形成动态膜，动态膜有助于进一步缩小网膜孔径，使得出水更加清澈。

通过超滤膜组件12的设置可以防止膜生物反应器7的膜组件上的动态膜周期性脱离导致出水悬浮物浓度上升，避免了由于出水悬浮物浓度上升导致的堵塞中空纤维膜组件的问题。膜组件9、超滤膜组件12、中空纤维膜组件16可以定期进行反冲洗。

膜生物反应器7内还设有用以监控膜生物反应器内pH的监测装置以及用以调节膜生物反应器内pH值的碱性溶液滴加设备。监测装置如玻璃电极10(pH probe)，通过玻璃电极10对膜生物反应器7内的混合液进行pH监测，通过碱性溶液滴加设备加入碱性溶液(如NaOH溶液)控制膜生物反应器内的pH范围，避免碳链增长产生的中链羧酸使pH过低，pH过低会抑制膜生物反应器内的微生物的生长。

作为优选，中间调节池14和膜生物反应器7之间还连接有第四出水管20，膜生物反应器7、超滤膜组件12、中间调节池14通过第四出水管20形成第二污水循环路径，既保证了膜生物反应器7内的水力停留时间，又有利于动态膜的形成。作为优选，在中间调节池14内设有叶轮组件8，中间调节池14还连接有总出水管19。

工作原理：

将市政污水引入水解酸化池1进行水解酸化，使得污水中的有机物水解酸化生成大量短链羧酸；啤酒厂废水调节池5接入啤酒厂废水，其中啤酒厂废水中含有乙醇和乳酸，可以作为电子供体，促使短链羧酸发生碳链延长反应；将啤酒厂废水和水解酸化后的污水送入膜生物反应器7后，在膜生物反应器7内的叶轮组件8的作用下使得废水和啤酒厂废水在膜生物反应器7内完全混合；在膜生物反应器7内含有微生物，本实施例中微生物可采用反刍动物瘤胃内容物对膜生物反应器进行微生物接种，通过微生物对污水进行处理；在膜组件9的作用下污水过滤后经过超滤膜组件12再次过滤后进入中间调节池14，中间调节池14内的污水由萃取进水管15、中空纤维膜组件16、萃取出水管17循环后回到中间调节池14，持续将膜生物反应器处理后的污水中的中链羧酸萃取出来；中间调节池14内的污水一部分通过第四出水管20回流到膜生物反应器7内，剩余污水由总出水管19排出流向下道工序。

经过萃取装置将产生的中链羧酸萃取出来，通过市政污水和啤酒厂废水作为底物产生中链羧酸，既可以降低传统活性污泥法去除污水中有机物时产生的大量甲烷，实现碳减排，又可以将有机物资源化利用，生成价值更高的中链羧酸。

本实施例只是对本实用新型的进一步解释，并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性的修改，但是只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置，其特征在于，包括水解酸化池、啤酒厂废水调节池、膜生物反应器、超滤膜组件、中间调节池、萃取装置，所述水解酸化池接入市政污水，所述啤酒厂废水调节池接入啤酒厂废水，所述水解酸化池和膜生物反应器之间连接有第一出水管，所述啤酒厂废水调节池和膜生物反应器之间连接有第二出水管；所述超滤膜组件设置在膜生物反应器和萃取装置之间；所述第一出水管和第二出水管连接到靠近膜生物反应器的底部；所述膜生物反应器和超滤膜组件之间连接有压力出水管；所述超滤膜组件和中间调节池之间连接有第三出水管；所述萃取装置包括萃取进水管、萃取出水管和萃取出液管，所述萃取进水管和萃取出水管分别连接在萃取装置和中间调节池之间，所述萃取装置、萃取进水管、萃取出水管和中间调节池形成第一污水循环路径。

2.根据权利要求1所述的一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置，其特征在于，所述膜生物反应器包括膜组件，所述膜组件设置在膜生物反应器内，所述膜组件通过压力出水管与超滤膜组件连接。

3.根据权利要求2所述的一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置，其特征在于，所述膜生物反应器还包括叶轮组件，所述叶轮组件设置在膜生物反应器内靠近膜生物反应器的底部。

4.根据权利要求1所述的一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置，其特征在于，所述萃取装置包括设置在其内部的中空纤维膜组件，所述中空纤维膜组件和萃取装置的外壁之间设有萃取液容置腔；所述中空纤维膜组件的两端分别连接萃取进水管和萃取出水管，所述萃取液容置腔连接萃取出液管，所述萃取液容置腔内设有萃取溶剂。

5.根据权利要求1所述的一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置，其特征在于，所述中间调节池内设有叶轮组件。

6.根据权利要求1所述的一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置，其特征在于，所述膜生物反应器内还设有用以监控膜生物反应器内pH的监测装置以及用以调节膜生物反应器内pH值的碱性溶液滴加设备。

7.根据权利要求1所述的一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置，其特征在于，所述水解酸化池底部设有布水管，所述水解酸化池靠近上端设有堰式集水渠，所述集水渠通过第一出水管连接膜生物反应器；所述水解酸化池为封闭式池体。

8.根据权利要求4所述的一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置，其特征在于，所述中空纤维膜组件为疏水膜。

9.根据权利要求1所述的一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置，其特征在于，所述中间调节池和膜生物反应器之间还连接有第四出水管，所述膜生物反应器、超滤膜组件、中间调节池通过第四出水管形成第二污水循环路径。

10.根据权利要求1所述的一种复合式污水资源化、碳减排的厌氧膜生化反应装置，其特征在于，所述中间调节池还连接有总出水管。

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