CN103274525B - 一种用于生活污水处理的厌氧膜生物反应器 - Google Patents

Abstract

一种用于生活污水处理的厌氧膜生物反应器，它涉及一种厌氧膜生物反应器。本发明为了解决现有的膜生物反应器存在膜污染速度快，膜污染周期短，运行成本高，从而限制了厌氧膜生物反应器的应用问题。本发明的圆形膜组件设置在厌氧反应组件内，进水箱通过导管与厌氧反应组件的进水口连通，蠕动泵通过连接导管与圆形膜组件连通，真空压力表设置在圆形膜组件与蠕动泵之间的导管上，搅拌装置的下部设置在圆形膜组件内，搅拌装置的控制开关与蠕动泵的控制开关由同一个时间继电器控制，集气袋通过导管与厌氧反应组件的出气口连接，液位继电器的接线端设有液位接触探头，温控仪的接线端设有温度探头。本发明用于生活污水处理。

Description

一种用于生活污水处理的厌氧膜生物反应器

技术领域

本发明涉及一种厌氧膜生物反应器，具体涉及一种用于生活污水处理的厌氧膜生物反应器，属于污水处理技术领域。

背景技术

膜生物反应器是20世纪末发展起来最具发展潜力和应用前景的污水处理新工艺，它集膜的高效分离和生物处理技术于一体，有效实现了固液分离。膜生物反应器，实现了水力停留时间和污泥停留时间的完全分离，具有出水水质标准高、品质稳定、占地面积小、剩余污泥少等优点。

厌氧膜生物反应技术不仅可以解决厌氧工艺处理效果不高、污泥流失严重等问题，而且可以利用沼气进行发电，有效降低了MBR的运行费用，为生活污水、污水污泥以及工业废水的处理带来新思路。厌氧膜生物反应器具有好氧膜生物反应器所无法替代的一些优势：厌氧膜生物反应负荷高，占地少；厌氧膜生物反应动力消耗少；同时还产生沼气，是可利用的能源。

目前，国内对厌氧膜生物反应处理污水的研究才刚刚起步，而它在污水处理中具有独特的优势。但膜污染的存在，降低了膜通量，缩短了膜的使用寿命，增加了操作成本，从而限制了膜生物反应器的进一步发展和应用。随着膜制造技术的不断进步和成本的下降，只要解决好膜污染问题，厌氧MBR将会在厌氧生物法中占有一席之地。

浸没式膜生物反应由于能耗低、过膜压差低和小的占地面积而得到了广泛的应用。但目前在国内外厌氧膜生物反应的运行方式几乎以外置式为主。这是因为浸没式厌氧膜生物反应的膜污染一直没有真正有效地得以解决控制，而限制了它的应用。

综上所述，现有的膜生物反应器存在膜污染速度快，膜污染周期短，运行成本高，从而限制了厌氧膜生物反应器的应用问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的膜生物反应器存在膜污染速度快，膜污染周期短，运行成本高，从而限制了厌氧膜生物反应器的应用问题。进而提供一种用于生活污水处理的厌氧膜生物反应器。

本发明的技术方案是：一种用于生活污水处理的厌氧膜生物反应器，它包括温控仪、液位继电器、时间继电器、蠕动泵、进水泵和真空压力表，所述厌氧膜生物反应器还包括进水箱、厌氧反应组件、温度探头、液位接触探头、搅拌装置、集气袋和圆形膜组件，

圆形膜组件设置在厌氧反应组件内，进水箱设置在厌氧反应组件的外部，进水箱通过导管与厌氧反应组件的进水口连通，进水箱与厌氧反应组件之间的导管上设有进水泵，蠕动泵通过连接导管与圆形膜组件连通，真空压力表设置在圆形膜组件与蠕动泵之间的导管上，搅拌装置的下部设置在圆形膜组件内，搅拌装置的控制开关与蠕动泵的控制开关由同一个时间继电器控制，通过时间继电器上设定的电源接通或关闭时间来控制搅拌装置与蠕动泵的工作或停止时间，集气袋通过导管与厌氧反应组件的出气口连接，液位继电器的接线端设有液位接触探头，且液位接触探头深入到厌氧反应组件液面以下，温控仪的接线端设有温度探头，且温度探头深入到厌氧反应组件液面以下。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1.与传统的厌氧膜生物反应器相比，本发明所述的厌氧膜生物反应器延缓了膜污染过程，延长了膜污染周期，延长了膜的使用寿命，提高了膜的经济效益。在相同的操作和运行条件下，传统的厌氧膜生物反应器膜污染周期为13-20天，而本发明的厌氧膜生物反应器可以稳定运行40-60天。

2.与现有的技术相比，本发明所述的厌氧膜生物反应器的圆形膜组件能使整个膜面受到均匀的剪切力，传统的帘式膜组件利用的是气体气泡底部进气来冲洗膜丝，这样气体气泡从膜组件底部逐渐上升到上面而扰动膜丝粘附的污泥，使其脱落而达到控制膜污染的目的，但在气泡上升的过程中由于遇到污泥的阻截使其对膜丝上污泥的剪切力逐渐变小，所以气泡剪切力不均匀；而本发明的圆形膜组件克服了剪切力不均匀的问题，且操作简单。

3.本发明使用双搅拌桨叶搅拌装置，双搅拌桨叶的设计不仅使圆形膜组件受到均匀的剪切力，充分的利用了剪切力，而且使反应器内混合液充分混合，从而保证了反应器内微生物的活性处于最佳状态，使得污水处理效果稳定，从而保证了出水水质。

4.本发明所述的厌氧膜生物反应器，COD的去除率达到90％-95％。由于反应器内的环境利于微生物生长，间歇运行使得微生物代谢充分，加之膜的截留作用好，因此COD的去除效率高。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；图2是圆形膜组件的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式包括温控仪1、液位继电器2、时间继电器3、蠕动泵4、进水泵5和真空压力表7，所述厌氧膜生物反应器还包括进水箱8、厌氧反应组件9、温度探头10、液位接触探头11、搅拌装置12、集气袋13和圆形膜组件14，

圆形膜组件14设置在厌氧反应组件9内，进水箱8设置在厌氧反应组件9的外部，进水箱8通过导管与厌氧反应组件9的进水口连通，进水箱8与厌氧反应组件9之间的导管上设有进水泵5，蠕动泵4通过连接导管与圆形膜组件14连通，真空压力表7设置在圆形膜组件14与蠕动泵4之间的导管上，搅拌装置12的下部设置在圆形膜组件14内，搅拌装置12的控制开关与蠕动泵4的控制开关由同一个时间继电器3控制，通过时间继电器3上设定的电源接通或关闭时间来控制搅拌装置12与蠕动泵4的工作或停止时间，集气袋13通过导管与厌氧反应组件9的出气口连接，液位继电器2的接线端设有液位接触探头11，且液位接触探头11深入到厌氧反应组件9液面以下，温控仪1的接线端设有温度探头10，且温度探头10深入到厌氧反应组件9液面以下。

本实施方式的进入厌氧反应组件9内污水的水质参数是：化学需氧量为300-600mg/L，氨氮浓度为10-50mg/L，磷酸盐浓度为1-10mg/L，PH为6.8-7.5。如此设置，模拟了实际生活污水的水质。

本实施方式的进水泵5由液位继电器2控制开启和关闭。

本实施方式的温控仪1的温度为20℃-50℃。如此设置，模拟生活污水的实际处理环境。

本实施方式的时间继电器3控制出水时间和搅拌时间，时间继电器3的接通和关闭时间之比为3-5∶1。如此设置，能有效降低膜污染速率。

本实施方式的圆形膜组件14通量为5-15L/m²h。如此设置，在低于临界通量下运行有效减缓膜污染。

本实施方式的厌氧反应组件9内的水力停留时间为3-24h，固体停留时间为30-300d。如此设置，提高微生物浓度，保证出水质量。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式的圆形膜组件14包括中空纤维膜丝15、集水管16和两个出水管17，所述集水管16为圆环状有机玻璃集水管，集水管16的管壁下端面设有圆形缝隙21，中空纤维膜丝15呈单层竖直设置在所述圆形缝隙21内，集水管16的管壁下端面与中空纤维膜丝15外壁间多余缝隙通过环氧树脂粘合固定，两个出水管17对称设置在集水管16的管壁上端面上，集水管16的下端面外侧卡在厌氧反应组件9内壁凸起的挂钩上，使整个圆形膜组件14悬浮在厌氧反应组件9的腔体内。如此设置，克服了剪切力不均匀的问题。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的集水管16的管壁下端面中央位置的圆形缝隙21的宽度为2mm。如此设置，满足了中空纤维膜丝15的放置。其它组成和连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式的搅拌装置12包括搅拌电机6、双搅拌桨19和搅拌轴20，搅拌轴20的上端与设置在厌氧反应组件9上方的搅拌电机6连接，搅拌轴20的下端伸到圆形膜组件14的内环空间内，双搅拌桨19设置在圆形膜组件14内的搅拌轴20上。如此设置，满足反应器内混合液的搅拌需求。其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的双搅拌桨19外沿的长度小于圆形膜组件14的内圆直径。如此设置，满足搅拌需求。其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式的搅拌电机6的搅拌速度为100-250rpm。如此设置，满足搅拌需求。其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。

本发明的工作原理和过程为：由液位继电器设定厌氧反应组件9液位，当低于设定液位时，自动控制进水泵5进水到厌氧反应组件9内。污水在厌氧反应组件9内进行厌氧生物反应，经中空纤维膜丝15过滤实现固液分离，并由出水蠕动泵4间歇出水，间歇的时间由时间节电器3设定接通和关闭时间来控制。时间继电器3也控制搅拌装置12，在蠕动泵4抽吸时，搅拌装置12开始运行搅拌以减少由于抽吸压力造成的污泥在膜表面粘附，沉积及堵塞膜孔而造成的膜污染。温控仪1控制整个厌氧反应组件9内的温度在设定的温度上运行。厌氧反应组件9所产生的气体由集气袋13收集。

Claims (5)

1.一种用于生活污水处理的厌氧膜生物反应器，它包括温控仪（1）、液位继电器（2）、时间继电器（3）、蠕动泵（4）、进水泵（5）和真空压力表（7），其特征在于：所述厌氧膜生物反应器还包括进水箱（8）、厌氧反应组件（9）、温度探头（10）、液位接触探头（11）、搅拌装置（12）、集气袋（13）和圆形膜组件（14），

圆形膜组件（14）设置在厌氧反应组件（9）内，进水箱（8）设置在厌氧反应组件（9）的外部，进水箱（8）通过导管与厌氧反应组件（9）的进水口连通，进水箱（8）与厌氧反应组件（9）之间的导管上设有进水泵（5），蠕动泵（4）通过连接导管与圆形膜组件（14）连通，真空压力表（7）设置在圆形膜组件（14）与蠕动泵（4）之间的导管上，搅拌装置（12）的下部设置在圆形膜组件（14）内，搅拌装置（12）的控制开关与蠕动泵（4）的控制开关由同一个时间继电器（3）控制，通过时间继电器（3）上设定的电源接通或关闭时间来控制搅拌装置（12）与蠕动泵（4）的工作或停止时间，集气袋（13）通过导管与厌氧反应组件（9）的出气口连接，液位继电器（2）的接线端设有液位接触探头（11），且液位接触探头（11）深入到厌氧反应组件（9）液面以下，温控仪（1）的接线端设有温度探头（10），且温度探头（10）深入到厌氧反应组件（9）液面以下，所述圆形膜组件（14）包括中空纤维膜丝（15）、集水管（16）和两个出水管（17），所述集水管（16）为圆环状有机玻璃集水管，集水管（16）的管壁下端面设有圆形缝隙（21），中空纤维膜丝（15）呈单层竖直设置在所述圆形缝隙（21）内，集水管（16）的管壁下端面与中空纤维膜丝（15）外壁间多余缝隙通过环氧树脂粘合固定，两个出水管（17）对称设置在集水管（16）的管壁上端面上，集水管（16）的下端面外侧卡在厌氧反应组件（9）内壁凸起的挂钩上，使整个圆形膜组件（14）悬浮在厌氧反应组件（9）的腔体内。

2.根据权利要求1所述的一种用于生活污水处理的厌氧膜生物反应器，其特征在于：所述集水管（16）的管壁下端面中央位置的圆形缝隙（21）的宽度为2mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于生活污水处理的厌氧膜生物反应器，其特征在于：所述搅拌装置（12）包括搅拌电机（6）、双搅拌桨（19）和搅拌轴（20），搅拌轴（20）的上端与设置在厌氧反应组件（9）上方的搅拌电机（6）连接，搅拌轴（20）的下端伸到圆形膜组件（14）的内环空间内，双搅拌桨（19）设置在圆形膜组件（14）内的搅拌轴（20）上。

4.根据权利要求3所述的一种用于生活污水处理的厌氧膜生物反应器，其特征在于：所述双搅拌桨（19）外沿的长度小于圆形膜组件（14）的内圆直径。

5.根据权利要求4所述的一种用于生活污水处理的厌氧膜生物反应器，其特征在于：所述搅拌电机（6）的搅拌速度为100-250rpm。