CN103068747B - 用于处理废物流的厌氧膜生物反应器 - Google Patents

Abstract

将具有厌氧方式生物降解性组分的废物流供给至厌氧反应器中，在该厌氧反应器中所述组分与微生物反应从而将所述组分生物降解，并产生生物质和生物气。在厌氧反应器的选定部分，特别是反应器的底部和顶部中发生混合。较重的固体沉至底部并与混合液混合，而较轻或较细的固体漂浮至厌氧反应器的顶部，在该处其与混合液混合。这使得在厌氧反应器的中间或当中部分处固体的浓度与厌氧反应器的上部或下部中的固体的浓度相比更低。

Description

用于处理废物流的厌氧膜生物反应器

技术领域

本发明涉及一种用于处理废物流的厌氧膜生物反应器，所述废物流具有包含可溶性和不可溶性COD的生物降解性总固体。

发明内容

本发明涉及处理具有厌氧方式生物降解性固体的废物流的系统和方法。将废物流导入厌氧反应器中，通过厌氧反应器中的厌氧生物质使生物降解性固体转化，从而减少生物降解性固体的量并在该过程中产生生物气和生物质。该系统和工艺使厌氧反应器中的混合液分层成为至少三个不同的混合液区。位于池底部的第一区包含较高浓度的固体，特别是较重的生物固体和沉积固体；在第一区上方并位于池高度的中间位置的第二区包含较低浓度的固体；位于池顶部附近的第三区含有与中间区相比浓度更高的生物质，并且这些固体主要构成了较轻的固体。将中间分层区中的混合液泵至膜分离单元，所述膜分离单元可以被浸没或者位于外部，例如为管状、平板或中空纤维膜。膜单元内即混合液被分为渗透物流和渗余物流之所在。分层提高了系统的总体性能。这使得在反应器内保持了较高浓度的固体，同时向膜分离单元提供较低浓度的流。随着时间的推移，这提高了每单位膜系统能量输入下膜的最大可能流率，并防止或减少了粘污，进而通过使原位清洗(CIP)循环的次数最小化延长了膜分离单元的膜的寿命。渗余物流被再循环至厌氧反应器，以保持较长的固体停留时间(SRT)。

在一个实施方式中，固体分离系统被并入总系统和工艺中。在该情形中，包含固体的混合液由第一下方区泵至如水力旋流器等固体分离器。在水力旋流器处，混合液分为两流，第一流具有较高浓度的包含大部分沉淀的无机物的较重的固体，而第二流具有较低浓度的沉淀的无机固体和相对浓度较高的生物固体。具有较高浓度的生物固体的流再循环返回厌氧反应器，以保持较高的SRT。

在另一个实施方式中，本发明提供一种包括厌氧反应器的厌氧膜生物反应器，所述厌氧反应器可有效地使该厌氧反应器中的混合液分层。在该实施方式中，厌氧反应器包含设置在反应器下部的一种或多种混合器和设置在反应器上部的一种或多种混合器。该厌氧反应器可以操作性地在该反应器的下部形成第一混合液区，及在该反应器的上部形成第二混合液区。这留下了一个通常位于上下区之间的中间混合液区。悬浮在上下混合液区中的固体由设置在各区中的一个或多个混合器混合。在一个实施方式中，包含在中间区中的混合液相对而言未经混合或者未经混合。在一个实施方式中，中间区的混合液被泵送至将混合液分为渗透物流和渗余物流的膜分离单元。一个选择是使渗余物流返回厌氧反应器以进行进一步处理。

通过研究以下说明和附图，本发明的其他目的和优点将变得显而易见，所述说明和附图仅起到说明本发明的作用。

附图说明

图1是本发明的厌氧膜生物反应器和工艺的示意图。

图2是显示示例性膜分离单元的示意图。

具体实施方式

进一步参照附图，特别是图1，其中显示了厌氧膜生物反应器(有时以AnMBR表示)，并以数字10来一般性指代。如此处所详述，厌氧膜生物反应器10是将厌氧消化工艺与膜分离工艺相结合的小型纯化系统。该系统和工艺可通过消化生物降解性成分以及产生生物气和新的生物质来有效处理具有这些成分或组分的废物流。厌氧膜生物反应器10主要包括厌氧反应器12和膜分离单元14。厌氧反应器12的流出物被导至膜分离单元14，膜分离单元14将来自厌氧反应器的流出物分为渗透物流和渗余物流，其中所述渗余物流具有经浓缩的包含生物质的固体。将浓缩的渗余物流再循环返回厌氧反应器，并与其中的混合液混合。再循环的目的是在反应器12内部保持与通常相比更高的混合液悬浮固体(MLSS)含量，由此延长SRT。厌氧膜生物反应系统内部的MLSS浓度的典型范围为0.1～6%的固体(TSS为1,000mg/L～60,000mg/L)。

在该实施方式中，通过将混合液由底部区泵至如水力旋流器等固体分离器来将固体从厌氧反应器12中除去。固体分离器分离较重的固体，包括由包含较高浓度的生物质的较轻的固体在反应器中形成的无机沉淀物。该较高浓度的生物质流被再循环回厌氧反应器12。渗余物(较重的分离的固体)可以进行进一步处理，例如在脱水单元中的处理。固体分离器的目的在于保持或控制SRT，和从反应器12中除去重无机固体的堆积物。应当理解，存在许多种从反应器12中除去固体的方法。固体可以被直接除去，或者如本文稍后更详述那样，可以通过将混合液由反应器12的某一范围或区域导引至固体分离器(如水力旋流器)而将固体除去。在另一个实施方式中，可以通过将膜分离单元14的部分渗余物流导引至固体分离器(如水力旋流器)而除去固体。

说明或描述本申请中所使用的术语“固体”是有益的。环境系统中的总固体(TS)被定义为存在于给定样品中的除水之外的所有成分，即，溶解固体(TDS)和悬浮固体(TSS)。总固体的一部分为生物分解性固体(包括可溶的和悬浮的)，其具有与其相关的一定的化学需氧量(COD)。

厌氧反应器12形成了厌氧膜生物反应器10的一部分。厌氧反应器12被设计成为反应器的底部提供机械混合和为反应器的上部或顶部提供机械混合。在一个优选的实施方式中，在厌氧反应器的中间或当中部分不存在机械混合或几乎不存在混合。在反应器12中，重固体(包括较大的生物絮凝物及由其形成的无机沉淀固体)倾向于沉至反应器的底部，并通过反应器底部所进行的混合而与其中的混合液相混合。其他较轻或较细的固体倾向于漂浮至反应器的上部，在该处，反应器上部所进行的机械混合使这些固体在反应器的顶部处于悬浮状态。这倾向于使厌氧反应器12中的混合液分层成为不同的三个区。即，反应器的中间部分的固体浓度比反应器底部或上部的固体浓度低。

膜分离单元14位于厌氧反应器12的下游。混合液由厌氧反应器12的中间部分或区域泵送至膜分离单元14。由于厌氧反应器12中混合液的分层，被泵送至膜分离单元14的混合液包含较低的固体浓度。当陈述厌氧反应器12的中间部分或区域中的混合液包含较低的固体浓度时，其意味着厌氧反应器的该部分中的固体的浓度比厌氧反应器的底部和该反应器的最上部的固体的浓度低。将混合液由厌氧反应器12的中间部分或区域导引至膜分离单元14存在许多优点。总体而言，反应器12中发生的分层起到了增强系统的总体性能的作用。通过使反应器12中的混合液分层，反应器内保持了较高浓度的固体，同时向膜分离单元14提供浓度较低的流。这防止或减少了膜粘污，并提高了每单位膜系统能量输入下膜的最大可能的流率，进而通过减少原位清洗(CIP)循环的次数延长了构成膜分离单元14的膜的寿命。膜分离单元14将混合液分为渗透物流和渗余物流，所述渗透物流较纯且包含低浓度的COD、BOD和TSS，而所述渗余物流包含更浓缩的含生物质固体，所述渗余物流被再循环至厌氧反应器12并与厌氧反应器中的混合液相混合。

本发明还涉及一种在厌氧膜生物反应器中处理含有可溶性和不溶性COD的物流的方法。在这方面，该方法涉及将具有可溶性和不溶性COD的物流供给至厌氧反应器池中。之后，该工艺涉及使可溶性和不溶性COD与厌氧生物质在厌氧反应器中反应以减少可溶性和不溶性COD的量，并在该过程中于厌氧反应器中产生混合液和生物气。在厌氧反应器的下部设置一个或多个混合器以将较重的固体混合在混合液中。在一个实施方式中，还提供了在厌氧反应器的上部用于将较轻的固体混合在混合液中的一个或多个混合器。这留下了厌氧反应器的一个中间部分或区域，在该中间部分或区域处混合液中的固体浓度较低。混合液由厌氧反应器12的中间部分泵送至膜分离单元14，在膜分离单元14处，混合液被分为渗透物流和含有高浓度的生物质的渗余物流。渗余物流至少有一部分被再循环至厌氧反应器12。在一个实施方式中，该方法还包括，将具有较重固体的混合液由厌氧反应器12的底部泵送至固体分离器，并将较重的固体与含有生物质的较轻的固体相分离。最后，含有生物质的较轻的固体至少有一部分被再循环至厌氧反应器。

上述讨论给出了厌氧膜生物反应器10和用于处理废物流的工艺的概况。现在将集中对厌氧膜生物反应器10的各个组成部分和所执行的各工序进行说明。

平衡池16位于厌氧反应器12的上游。平衡池16包括一个或多个混合器16A。如图1所示，废物流或给水流被导引至平衡池16中，并可以通过一个或多个混合器16A而得到混合。根据此处所述的工艺，可以处理各种废物流。通常，废物流将包括可被厌氧菌或生物质至少部分地生物降解的材料或物质。可以由此处所公开的系统或工艺处理的废物流的实例为：来自城市污水处理厂的泥浆流；来自工业废水处理设备的泥浆流；来自农业经营的废物流；来自工业经营的高强度废物流；和可在厌氧反应器中生物降解处理的任何其他液体废水流。

混合池18位于平衡池16的下游。混合池18包括一个或多个混合器18A。以数字20一般性指示的一个或多个化学品注射器与混合池18关联。化学品注射器20起到向混合池18中注射各种化学品的作用，所述化学品随后与废物流相混合。可以根据废物流的构成、整个过程中期望保持的条件和处理的目的，将各种化学品注射至混合池中。例如，可能理想的是在整个过程中控制pH，在这种情形中可以将如NaOH等苛性碱注射和混合至废物流中。如果需要，也可以添加例如铁盐、生物气的最佳厌氧生产所需的必要矿质元素等其他化学品。在一些实施方式中，混合池18可能不是必要的。此处，化学品可以被直接注射至废物流所通过的管道或管线中。

将包含在混合池18中的流体导引至反应器进给泵22。反应器进给泵22泵送废物流通过热交换器24。热交换器24与热源26操作性连接，热源26向热交换器提供热介质以加热通过热交换器的废物流。在一个实施方式中，热源26为独立于厌氧膜生物反应器10所执行的其他工序的热源。在一个实施方式中，系统所产生的渗透物可以通过热交换器24再循环回来，以提供加热引入的废物流所需的热量。此外，如本文稍后所说明，厌氧反应器12产生生物气，并且生物气可以被热源26利用，以加热被导引至热交换器24的介质。

废物流由热交换器24被导入厌氧反应器12中。厌氧反应器12是被设计为在反应器中保持厌氧条件的封闭系统。厌氧反应器12可以具有各种尺寸和容量。

被引入厌氧反应器12中的废物流与反应器中所存在的材料或物质相混合以形成混合液。通常，废物流中的生物降解性组分与厌氧生物质(包括厌氧(和兼性)细菌和产甲烷古细菌(methanogenic archea))反应，减少反应器中所包含的生物降解性固体的量，并且在该过程中产生生物气和另外的生物固体。本文所使用的术语“混合液”包括但不限于有机和无机固体(包括生物质、生物降解性和非生物降解性废物、水和生物气)的混合物。混合液可以存留在反应器中，或者作为来自膜系统的再循环流被供给至反应器中。

厌氧反应器12被设计为可使混合液分层。如图1中可见，较重的固体占据着厌氧反应器中的一个区域，而细或轻的固体占据着厌氧反应器中的另一个区域。并且，在一个区域中，混合液相对而言至少不含较重的固体，或者所包含的固体浓度明显比反应器中其他区域或范围内所具有的固体浓度低。更具体而言，反应器12被设计为可以如下使固体分层。较重和较大的固体倾向于沉至反应器的底部。较细或较轻的固体倾向于漂浮在反应器的顶部。这留下了反应器的中间或当中部分40，其固体浓度明显较低，或者至少所包含的固体浓度明显比厌氧反应器的底部的固体浓度低。

在厌氧反应器12中策略性地放置一系列混合器。首先，存在位于反应器底部或下部的一个或多个混合器30。此外，存在位于反应器12顶部或上部的一个或多个混合器32。因此可以理解，在一个实施方式中，不存在位于厌氧反应器的中间或当中区域中的混合器。将混合液在反应器12的下部和上部混合可促进和加强可厌氧消化的组分与厌氧生物质之间的反应。此外，例如，在反应器上部中的混合可以防止固体在反应器12的上部形成覆层(blanket)。

混合器30和32提供混合作用，使得厌氧反应器的底部和顶部被完全混合。可以使用各种类型的混合器，在一个实施方式中，混合器是被称作侧壁安装型混合器的混合器。这些混合器贯穿厌氧反应器12的侧壁而出，混合器的桨叶或混合部分设置在反应器12的内部。混合器30和32通常被均一地间隔开，以对反应器的顶部和底部中的混合液提供均一的混合。虽然所讨论和显示在附图中的是机械混合器，但也可以使用其他类型的常规厌氧反应器混合器。例如，混合可以通过空气注入、机械流和机械泵来完成。

厌氧反应器12中的分层的层的深度和精确位置可以变化。举例而言，可假定厌氧反应器12为约50英尺高。在此情形中，底部混合器30可以集中在距离厌氧反应器底部约3英尺处。上混合器32可以集中在距厌氧反应器底部约38英尺处。在此情形中，在距离厌氧反应器底部20英尺～25英尺的高度处，可以是中间或当中区40的至少一部分。因此，在此实例中，将混合液由厌氧反应器12供给至膜分离单元14的管道50在距离厌氧反应器底部20英尺至25英尺之间的中点垂直进入厌氧反应器12的壁中。在该点，由厌氧反应器泵入的混合液所具有的固体浓度很可能低于位于反应器底部的混合液的固体浓度。

消化固体将产生生物气。下侧混合区中产生的生物气将沿反应器的长度方向上升，并对中间区中的混合液提供温和的低剪切混合。反应器12设置有生物气排放口，其可以通过生物气生物生产所产生的力来排放，或者可以通过利用抽风机34和生物气排放口36而得到增强。生物气排放口36通向燃烧器或者可以被导引至锅炉、发生器或者能够使用生物气产生可用能量的其他装置。

如本领域技术人员所能理解，包含在废物流中的厌氧生物降解性材料通过反应器12中的反应而被消化，其中厌氧(和兼性)细菌和产甲烷古细菌将生物降解性材料转化为生物气，所述生物气基本由甲烷和二氧化碳以及较少量气体形式的其他元素(如硫化氢)构成。气态组分在此被概括地称为“生物气”。生物气也可以含有少量水蒸气、氨和痕量的其他挥发性化合物，它们可以是存在于废物流中的，或者是在生物降解的过程中形成的。所获得的生物气的体积百分比组成根据所处理的特定的可消化有机物而有所不同。反应器12中所形成的生物气中的优选的甲烷水平为约50体积%～约90体积%。优选的二氧化碳水平为约5体积%～约45体积%，并且硫化氢水平可以为约200ppm(体积)～约3体积%。

膜分离单元14位于厌氧反应器12的下游。混合液由厌氧反应器12导引至膜分离单元14。具体而言，混合液取自厌氧反应器的中间或当中区40。这意味着由厌氧反应器12导引至膜分离单元14的混合液所包含的固体浓度比通常见于厌氧反应器12的底部或顶部的混合液中的固体浓度更低。如图1中可见，管道50操作性连通厌氧反应器12与膜分离单元14，并起到将混合液由反应器导引至或通至膜分离单元的作用。管道50与膜进给泵52操作性连接。泵52将混合液由反应器12通过管道50泵送至膜分离单元。膜进给泵对膜分离单元提供基线压力。在一个实施方式中，将膜进给泵用流量控制阀代替，其中通过反应器中液体高度所产生的重力对膜分离单元提供必要的基线压力。膜分离单元14是包括膜模块、膜再循环泵54(称为泵54)和所需膜性能控件的连续再循环液压回路。膜再循环泵54将混合液在围绕膜分离单元14的恒定的再循环回路中泵送，以提供所需的错流速度(cross-flow velocity)。

基本上，膜分离单元14将混合液过滤为或分为两个流，即，渗透物流和渗余物流，所述渗透物流由膜分离单元14导出通过渗透物管道60，所述渗余物流由膜分离单元导出通过渗余物管道62。注意渗余物管道62也是再循环管道，因为其将渗余物流再循环回管道50，而管道50刚好位于膜进给泵54的上游。这使膜进给泵50可以使渗余物流连续地再循环通过膜分离单元。

至少一部分渗余物流返回至厌氧反应器12并与其中的混合液混合。为使一部分渗余物流返回至厌氧反应器12提供了返回管道64。因此，如上所述，一部分渗余物流被再循环管道62带走，并经由反应器再循环泵66返回至厌氧反应器12。在一个实施方式中，泵66被流量控制阀所替代，并且由膜进给泵(泵52)提供将混合液返回反应器所需的力。

膜分离单元14保留所有或基本所有的悬浮固体，因此，所有或基本所有的悬浮固体再循环返回厌氧反应器。可以采用各种类型的膜分离单元14。

参照图2，其中显示了示例性膜分离单元14的示意图。本领域技术人员能够理解，可以采用各种类型的常规膜过滤装置。图2显示的是可用作厌氧膜生物反应器10的一部分的示例性膜过滤单元。在图2中所示的膜过滤单元14的情形中，由于膜位于厌氧反应器12的外侧，因此这与侧流系统相同。示例性膜过滤单元14中提供了一系列错流膜模块14A。膜模块14A的数量可以视进给水的构成和处理目的而变。在此实例中膜模块14A是串联的。各膜模块14A包括一个延长的外壳，其中容纳有管状膜。如上所述，该实例的膜为管型膜，其通过各膜模块14A的外壳纵向延伸。厌氧反应器12的流出物在压力下被导入各管状膜中。在来自厌氧反应器12的进料或混合液通过各膜时，将产生渗透物，并且渗透物将沿相对于进料为错流的方向向外流动。收集各膜模块14A中的渗透物，并由设置在各膜模块14A上的渗透物排放口14C导出。渗余物由位于各模块14A的一端的渗余物排放口14B导出。各渗余物排放口和渗余物入口通过连接管道14E而连通。这使渗余物可以由一个膜模块14A导入到另一下游膜模块14A中。因此，如图2中可见，各膜模块14A为单个单元或者串联的多个单元，其使渗余物通过单个或串联的膜模块14A线性流动。

离开最后一个膜模块14A的渗余物被导入与图1中所示的渗余物管道62相连的最终排放管道14F。这使渗余物能够再循环返回膜过滤单元14A的入口或再循环返回反应器12。在一个实施方式中，存在大量再循环返回膜过滤单元入口的来自膜过滤单元14的渗余物。

另外，最终排放管道14F与清洁管道90连通，清洁管道90通向原位清洁(CIP)单元92。原位清洁单元92是可有效地定期或不时地清洁膜过滤单元14的系统或单元，所述清洁通过对构成膜过滤单元14的各膜进行回洗(backwashing)来进行。可以采用各种膜清洁系统。此处，原位清洁单元92被设计为利用渗余物或来自膜过滤单元14的渗余物回洗和清洁膜过滤单元的各膜。原位清洁单元92的细节在此不进行详细说明，因为这种系统或单元及其工作原理是本领域技术人员所公知和理解的。

厌氧膜生物反应器10还包括用于从厌氧反应器12中除去固体的系统和工艺。更具体而言，存在包括如水力旋流分离器等固体分离器74的固体分离工艺。固体分离器被设计为优先将包含较高百分比的无机沉淀物的重固体与包含较高浓度的生物质的较轻的固体分离。如上所述，将固体从厌氧反应器12中除去以保持或控制SRT。另外，在厌氧反应器12中可能存在大量的重无机固体的堆积物，这些固体可以通过将其由厌氧反应器导引至固体分离器而除去。在任何情况下，存在许多种从厌氧膜生物反应器10中除去固体的方法。例如，在一个实施方式中，固体可以只是以常规方式从厌氧反应器12中废弃。在另一个实例中，固体可以从离开膜分离单元的渗余物流中除去。在此情形中，可以将选定量或受控量的渗余物流导引至固体分离器。在本文所说明的实施方式中，固体由厌氧反应器12的下部泵送至固体分离器(在所述实例的情形中为水力旋流器74)。在这方面，管道70与厌氧反应器12操作性连接并包括泵72。管道70和泵72与固体分离器74操作性连接，以用于将包含固体的混合液导至固体分离器。注意，管道70连接于反应器12，使得混合液从反应器的底部被抽走。这就是如上所述的包含较重的固体的位置。在任何情况下，混合液由反应器12的底部通过管道70泵入固体分离器74中。固体分离器74产生包含本质上较重的固体的底流，和包含本质上比底流轻的固体的溢流。溢流通过溢流管道78被泵送或反馈回厌氧反应器12，在那里溢流与其中的混合液混合。底流或者由固体分离器或水力旋流器74产生的较重的固体通过底流管道76导出以用于进一步处理。例如，底流中产生的较重的固体可以被导引至脱水单元以脱水和进一步浓缩。

以上关于固体分离器74描述的固体去除工序可以与膜分离单元14同时运行。在一些情形中，固体去除工序可以在膜分离单元过滤来自反应器12的混合液的同时连续运行。在其他一些情形中，固体去除工序可以间歇运行，以保持选定的SRT。SRT可以视环境和条件而变。对于本文所说明和讨论的实施方式，预计SRT可以为约15天～约80天。

固体分离器74不是本发明的必要组件。存在不需要固体分离器74的情况。更具体而言，当注入流或进给水流包含大量溶解的固体(其会在本发明的过程中在进行处理时沉淀)时，固体分离器74和从厌氧反应器12的底部除去固体的工序是有用的。一些给水流不包含大量的会沉淀的溶解固体，在一些情形中利用固体分离器74的固体分离工序可能不是本发明的过程中所必需的。

为更详尽地理解厌氧反应器和厌氧消化过程，可以参考美国第2002/0192809号公报和美国第2008/0302721号公报中公开的内容，通过援引将其内容专门并入本文。

本发明当然可以以除本文所具体阐述的那些方式以外的方式进行，只要其不偏离本发明的必要特征即可。从任何方面而言，本实施方式都应被视作说明性而非限制性的，在所附权利要求的含义和等效范围内的任何改变应该涵盖于其中。

Claims (14)

1.一种处理具有厌氧方式生物降解性组分的废物流的方法，所述方法包括：

a.将所述具有厌氧方式生物降解性组分的废物流供给至厌氧反应器中并形成混合液；

b.将所述生物降解性组分与厌氧生物质在所述厌氧反应器中反应，以减少所述生物降解性组分的量，并在所述过程中产生生物质和生物气；

c.通过形成第一下侧混合液区、形成位于所述第一下侧混合液区上方的第二混合液区和形成位于所述第二混合液区上方的第三混合液区而使所述厌氧反应器中的所述混合液分层，其中所述第一下侧混合液区中的混合液包含较高浓度的固体，其中所述第二混合液区中的混合液所含的固体浓度明显低于所述第一下侧混合液区中的混合液中的固体浓度，且其中所述第三混合液区中的混合液所含的固体浓度高于所述第二混合液区中的固体浓度；

d.在第一混合液区中提供至少一个混合器并在所述第一下侧混合液区中产生混合作用以使其中的所述混合液和固体混合；

e.在第三混合液区中提供至少一个混合器并在所述第三混合液区中产生混合作用并使其中的混合液和固体混合以防止固体在所述第三混合液区中形成覆层以及加强厌氧方式生物降解性组分与生物质之间的反应；

在厌氧反应器的中间或当中部分不存在机械混合或几乎不存在混合；

f.将来自所述厌氧反应器中的所述第二混合液区的混合液导引至膜分离单元，并将所述混合液分为渗透物流和经生物质浓缩的渗余物流；

g.将所述渗余物流的至少一部分再循环至所述厌氧反应器，并将所述渗余物流与所述反应器中的混合液混合；

h.将来自所述第一下侧混合液区的混合液和固体导引至固体分离器，并将来自所述第一下侧混合液区的所述混合液和固体分为较重的固体流和含有生物质的较轻的固体流；和

i.将所述含有生物质的较轻的固体流的至少一部分由所述固体分离器再循环至所述厌氧反应器，并将所述较轻的固体流与所述厌氧反应器中的混合液混合。

2.如权利要求1所述的方法，所述方法包括：将所述第二区中的混合液保持在未混合状态或者其中所述第二区中的混合作用明显比所述第一下侧混合液区中的混合作用更弱的状态。

3.如权利要求1所述的方法，所述方法包括维持所述第一混合液区和所述第三混合液区完全混合。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述固体分离器包括水力旋流器。

5.如权利要求1所述的方法，其中在一定的时间间隔中，所述膜分离单元和所述固体分离器同时运行，并且其中存在由所述厌氧反应器至所述膜分离单元的一股混合液流和由所述厌氧反应器至所述固体分离器的另一股混合液流，并且其中所述两股液流彼此独立。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述第二混合液区是未混合的，并且其中所述第二混合液区中的固体浓度低于所述第一混合液区或第三混合液区中的固体浓度。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述生物降解性组分包含生物降解性固体，并且其中所述方法包括使所述生物降解性固体与厌氧生物质在所述厌氧反应器中反应以减少生物降解性固体的量。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述第一混合液区和第三混合液区中的混合器贯穿厌氧反应器的侧壁。

9.如权利要求1所述的方法，所述方法包括将较重的固体由所述固体分离器导引至脱水单元并使所述重固体脱水。

10.如权利要求1所述的方法，其中在所述第二混合液区中不设置混合器，并且其中所述第二混合液区中的所述混合液的固体浓度低于所述第一混合液区和第三混合液区中的固体浓度，以使形成所述膜分离单元的一部分的膜的粘污得到减少，长期膜性能得到增强，并且通过减少原位清洁循环的频率而使膜寿命得到延长，同时在所述反应器内部保持了显著的悬浮在混合液挥发物中的固体的浓度。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述废物流包含可溶性和不溶性COD，并且所述方法包括将所述可溶性和不可溶性COD与厌氧生物质在所述厌氧反应器中反应以减少所述可溶性和不溶性COD的量。

12.一种用于厌氧方式生物降解废物流中的组分的厌氧膜生物反应器，所述厌氧膜生物反应器包括：

a.厌氧反应器，所述厌氧反应器具有可使所述具有厌氧方式生物降解性组分的废物流被导入所述厌氧反应器中的入口，其形成混合液并引起所述生物降解性组分与厌氧生物质在所述反应器中的反应，以减少所述厌氧反应器中生物降解性组分的量并产生生物质和生物气；

b.使所述厌氧反应器中的混合液分层并形成三个不同的混合液区的单元，所述三个不同的混合液区包括：

i.第一下侧混合液区，其中所述第一下侧混合液区中的混合液包含较高浓度的固体；

ii.位于所述第一下侧混合液区上方的第二中间混合液区，其中第二混合液区所含的固体浓度明显低于所述第一下侧混合液区中的混合液中的固体浓度；

iii.位于所述第二中间混合液区上方的第三混合液区，其中所述第三混合液区中的混合液所含的固体浓度高于所述第二混合液区中的固体浓度并且低于所述第一下侧混合液区中的固体浓度；

c.其中，所述使所述厌氧反应器中的混合液分层的单元包括安置于所述厌氧反应器的下部的一个或多个混合器，其用于在所述厌氧反应器的下部提供混合作用，并使下侧第一混合液区中的混合液与固体混合；

d.其中，所述使所述厌氧反应器中的混合液分层的单元包括安置于所述厌氧反应器的上部的一个或多个混合器，其用于使所述第三混合液区中的混合液与固体混合，以防止固体在第三混合液区中形成覆层以及加强第三混合液区中厌氧方式生物降解性组分与生物质之间的反应；

在厌氧反应器的中间或当中部分不存在机械混合或几乎不存在混合；

e.第一泵，所述第一泵用于将来自所述厌氧反应器的第二混合液区的混合液泵送至膜分离单元，并将所述混合液分为渗透物流和具有经浓缩的生物质的渗余物流；

f.第一再循环管道，所述第一再循环管道用于将所述渗余物流再循环至所述厌氧反应器，并将所述渗余物流与所述反应器中的混合液混合；

g.第二泵，所述第二泵用于将来自所述厌氧反应器的底部的混合液和至少一些固体泵送至固体分离器，并将所述较重的固体分为两流，即，包含相对较重的固体的第一流和包含相对较轻的固体的第二流；和

h.第二再循环管道，所述第二再循环管道用于将所述第二流的至少一部分再循环至所述厌氧反应器，并将所述第二流与所述厌氧反应器中的混合液混合。

13.如权利要求12所述的厌氧膜生物反应器，所述厌氧膜生物反应器包含用于将混合液由所述厌氧反应器导引至所述膜分离单元的混合液进给管道，并且其中所述混合液进给管道垂直通入所述厌氧反应器，使得来自所述中间区的混合液而非来自所述下区和上区的混合液被泵入所述混合液进给管道中并被导引至所述膜分离单元。

14.如权利要求12所述的厌氧膜生物反应器，所述厌氧膜生物反应器还包括：

a.混合液进给管道，所述混合液进给管道连接在所述厌氧反应器与所述膜分离单元之间，用于将混合液由所述厌氧反应器导引至所述膜分离单元；

b.所述混合液进给管道连接于所述厌氧反应器，以使被导引至所述膜分离单元的大部分混合液来自所述厌氧反应器的第二混合液区；

c.混合液和固体进给管道，所述混合液和固体进给管道操作性连接在所述厌氧反应器与所述固体分离器之间；和

d.所述混合液和固体进给管道连接于所述厌氧反应器的所述下部，以使供给至所述固体分离器的所述混合液和固体来自所述厌氧反应器的下部。