CN102381816A - 厌氧膜生物反应装置及其污水处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种厌氧膜生物反应装置及污水处理工艺，包括由高速厌氧生物反应器(不带气液固三相分离器的简化版UASB或IC反应器)和膜过滤器罐组成的闭式循环系统，采用厌氧处理技术和膜技术有效结合的污水处理工艺，采用膜处理工艺代替厌氧生物处理的后续处理单元，通过膜截留作用，能显著改善反应器固液分离效果，使反应器中微生物浓度维持在较高水平，较好地弥补了厌氧处理容积负荷低的缺点，可以维持较长的污泥停留时间，因此污泥产量低，甲烷转化率高，出水水质好。

Description

厌氧膜生物反应装置及其污水处理工艺
技术领域
本发明属于污水处理领域，尤其涉及一种厌氧膜生物反应装置及其污水处理工艺。
背景技术
我国水资源严重短缺，仅仅依靠节水和资源调配还不能满足发展的需要。污水是水环境主要污染源，同时也是非常宝贵的资源，大量污水的存在，对人类的生活环境造成了极大的破坏，严重的影响了人类的生活品质，与此相对应的，利用一吨污水，就可以节约一吨优质水资源，可以大大增加可利用资源量；污水再生利用是解决水资源供需矛盾和缓解环境恶化的必经之路。
人们对于水资源从开发利用研究到保护、循环再利用，经历了由低级向高级发展的过程。随着技术的进步，污水处理由简单达标排放到水资源再利用，而最新的利用闭环系统的污水处理技术不仅能够完成高质量水循环利用，同时还能最大限度进行能量物质提取，将污水中的有机成分转化成新的清洁能源，同时也能够减少CO2的排放量，达到最大限度的资源利用，是当今世界上最先进的污水处理技术理念与方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种厌氧膜生物反应装置及其污水处理工艺，具有能量回收、重复利用和系统闭环的高效废水处理能力。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种厌氧膜生物反应装置，包括由厌氧生物反应器和膜过滤器罐组成的闭式循环系统，污水由所述厌氧生物反应器进水口进入并在其内进行厌氧生物反应，经处理后的污水由出水口进入所述膜过滤器罐，所述膜过滤器罐内置膜组件，该膜组件采用真空驱动，通过泵或重力作用把水从膜中渗出，余下部份经由循环泵重新泵入厌氧生物反应器处理；厌氧生物反应产生的沼气部分由压缩机泵入膜组件下方用于冲刷膜表面，并通过相互连通的管道流回，多余部份引出外用。
污水依次流经筛分器和平衡罐后由提升泵泵入所述厌氧生物反应器和膜过滤器罐组成的闭式循环系统，所述筛分器用于去除纤维、毛发，所述平衡罐用于加入pH调节剂和营养剂，以利于厌氧生物反应的进行。
所述膜组件的渗出水接口连接有引出泵和反冲洗罐组成的反冲洗系统。
所述膜组件采用PVDF平板膜组件或中空纤维膜组件。
还包括一控制系统，用于采集污水在装置各处的状态参数，并相应控制泵和压缩机的输送量。
同时提供一种污水处理工艺，包含以下步骤：
a、污水依次流经筛分器去除纤维、毛发，经平衡罐加入pH调节剂和营养剂后泵入厌氧生物反应器和膜过滤器罐组成的闭式循环系统；
b、污水在闭式循环系统的厌氧生物反应器中进行厌氧生物反应，排出水进入膜过滤器罐内经膜组件渗透，通过泵或重力作用把水从膜中渗出，余下部份经由循环泵重新泵入厌氧生物反应器处理；厌氧生物反应产生的沼气部分由压缩机泵入膜组件下方用于冲刷膜表面，并通过相互连通的管道流回，多余部份引出外用。
其相应的工艺参数为：所述筛分器的筛分孔径为1-3mm。
平衡罐的pH设定值为6.8-7.3。
所述膜组件的膜通量LMH为7-10L/m2/h。
所述系统能处理的有机负荷率为5-25Kg/m3.d
其水利停留时间HRT为一天，固体停留时间SRT为100-200天。
厌氧生物反应的温度为30℃-40℃。
沼气再循环率与出水率之比为40∶1。
抽取膜渗出水的抽取和停抽时间之比为4∶1。
该污水处理装置及方法采用厌氧处理技术和膜技术有效结合的污水处理工艺，采用膜处理工艺代替厌氧生物处理的后续处理单元，通过膜截留作用，能显著改善反应器固液分离效果，使反应器中微生物浓度维持在较高水平，较好地弥补了厌氧处理容积负荷低的缺点，可以维持较长的污泥停留时间，因此污泥产量低，甲烷转化率高，出水水质好。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明所述厌氧膜生物反应装置的结构组成示意图；
图中：
1、筛分器；2、平衡罐；3、厌氧生物反应器；4、膜过滤器罐；5、膜组件；6、提升泵；7、循环泵；8、压缩机；9、反冲洗罐；10、引出泵；11、控制系统。
具体实施方式
如图1给出了本发明所述厌氧膜生物反应装置的结构组成示意图。
该装置包括由高速厌氧生物反应器3(不带气液固三相分离器的简化版UASB或IC反应器)和膜过滤器罐4组成的闭式循环系统，污水由所述厌氧生物反应器进水口进入并在其内进行厌氧生物反应，经处理后的污水由出水口进入所述膜过滤器罐4，所述膜过滤器罐4内置膜组件5，该膜组件5采用真空驱动，通过泵或重力作用把水从膜中渗出，余下部份经由循环泵7重新泵入厌氧生物反应器3处理；厌氧生物反应产生的沼气部分由压缩机8泵入膜组件下方用于冲刷膜表面，并通过相互连通的管道流回，多余部份引出外用。
污水依次流经筛分器1和平衡罐2后由提升泵6泵入所述厌氧生物反应器3和膜过滤器罐4组成的闭式循环系统，所述筛分器1用于去除纤维、毛发，所述平衡罐2用于加入pH调节剂和营养剂，以利于厌氧生物反应的进行。
所述膜组件的渗出水接口连接有引出泵10和反冲洗罐9组成的反冲洗系统。
所述膜组件5采用平板膜组件或中空纤维膜组件。
还包括一控制系统11，用于采集污水在装置各处的状态参数，并相应控制泵和压缩机的输送量。
同时提供一种污水处理工艺，包含以下步骤：
a、污水依次流经筛分器去除纤维、毛发，经平衡罐加入pH调节剂和营养剂后泵入厌氧生物反应器和膜过滤器罐组成的闭式循环系统；
b、污水在闭式循环系统的厌氧生物反应器中进行厌氧生物反应，排出水进入膜过滤器罐内经膜组件渗透，通过泵或重力作用把水从膜中渗出，余下部份经由循环泵重新泵入厌氧生物反应器处理；厌氧生物反应产生的沼气部分由压缩机泵入膜组件下方用于冲刷膜表面，并通过相互连通的管道流回，多余部份引出外用。
其相应的工艺参数为：所述筛分器的筛分孔径为1-3mm。
平衡罐的pH设定值为6.8-7.3。
所述膜组件的膜通量为7-10L/m2/h。
所述系统能处理的有机负荷率为5-25Kg/m3.d。
其水利停留时间HRT为一天，固体停留时间SRT为100-200天。
厌氧生物反应的温度为30℃-40℃。
沼气再循环率与出水率之比为40∶1。
抽取膜渗出水的抽取和停抽时间之比为4∶1。
与原有的技术相比，该技术在污水处理过程中，不是简单的将水中的有机物分解，而是通过闭环系统，将污水中的有机成分进行有效的回收，转化成清洁能源，最大程度的变废为宝。将有机成分有效的回收，产生新能源，在处理有机成分的过程中，水质大幅提升，完全可以达到循环再利用的要求。符合当今的节能减排需要，是污水处理的革命性进步。

Claims (15)

1.一种厌氧膜生物反应装置，其特征在于：包括由高速厌氧生物反应器和膜过滤器罐组成的闭式循环系统，污水由所述高速厌氧生物反应器进水口进入并在其内进行厌氧生物反应，经处理后的污水由出水口进入所述膜过滤器罐，所述膜过滤器罐内置膜组件，该膜组件采用真空驱动，通过泵或重力作用把水从膜中渗出，余下部份经由循环泵重新泵入高速厌氧生物反应器处理；厌氧生物反应产生的沼气部分由压缩机泵入膜组件下方用于冲刷膜表面，并通过相互连通的管道流回，多余部份引出外用。
2.根据权利要求1所述的厌氧膜生物反应装置，其特征在于：污水依次流经筛分器和平衡罐后由提升泵泵入所述高速厌氧生物反应器和膜过滤器罐组成的闭式循环系统，所述筛分器用于去除纤维、毛发，所述平衡罐用于加入pH调节剂和营养剂，以利于厌氧生物反应的进行。
3.根据权利要求1所述的厌氧膜生物反应装置，其特征在于：所述膜组件的渗出水接口连接有引出泵和反冲洗罐组成的反冲洗系统。
4.根据权利要求1所述的厌氧膜生物反应装置，其特征在于：所述膜组件采用PVDF平板膜组件或中空纤维膜组件。
5.根据权利要求1所述的厌氧膜生物反应装置，其特征在于：还包括一控制系统，用于采集污水在装置各处的状态参数，并相应控制泵和压缩机的输送量。
6.一种污水处理工艺，其特征在于包含以下步骤：
a、污水依次流经筛分器去除纤维、毛发，经平衡罐加入pH调节剂和营养剂后泵入高速厌氧生物反应器和膜过滤器罐组成的闭式循环系统；
b、污水在闭式循环系统的高速厌氧生物反应器中进行厌氧生物反应，排出水进入膜过滤器罐内经膜组件渗透，通过泵或重力作用把水从膜中渗出外排， 余下部份经由循环泵重新泵入厌氧生物反应器处理；厌氧生物反应产生的沼气部分由压缩机泵入膜组件下方用于冲刷膜表面，并通过相互连通的管道流回，多余部份引出外用。
7.根据权利要求6所述的污水处理工艺，其特征在于：渗出外排的水通过引出泵输至反冲洗罐，反冲罐与膜组件之间具有反冲洗流程。
8.根据权利要求6所述的污水处理工艺，其特征在于：所述筛分器的筛分孔径为1-3mm。
9.根据权利要求6所述的污水处理工艺，其特征在于：所述平衡罐的pH设定值为6.8-7.3。
10.根据权利要求6所述的污水处理工艺，其特征在于：所述膜组件的膜通量为7-10L/m2/h)。
11.根据权利要求6所述的污水处理工艺，其特征在于：所述系统能处理的有机负荷率为5-25Kg/m3.d。
12.根据权利要求6所述的污水处理工艺，其特征在于：其水利停留时间HRT为一天，固体停留时间SRT为100-200天。
13.根据权利要求6所述的污水处理工艺，其特征在于：厌氧生物反应的温度为30℃-40℃。
14.根据权利要求6所述的污水处理工艺，其特征在于：沼气再循环率与出水率之比为40∶1。
15.根据权利要求6所述的污水处理工艺，其特征在于：抽取膜渗出水的抽取和停抽时间之比为4∶1。 
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