CN104310582A - 一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器 - Google Patents

一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器 Download PDF

Info

Publication number
CN104310582A
CN104310582A CN201410627965.3A CN201410627965A CN104310582A CN 104310582 A CN104310582 A CN 104310582A CN 201410627965 A CN201410627965 A CN 201410627965A CN 104310582 A CN104310582 A CN 104310582A
Authority
CN
China
Prior art keywords
membrane
inner core
urceolus
inner cylinder
type anaerobic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410627965.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104310582B (zh
Inventor
高大文
李玥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN201410627965.3A priority Critical patent/CN104310582B/zh
Publication of CN104310582A publication Critical patent/CN104310582A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104310582B publication Critical patent/CN104310582B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C02F3/2853—Anaerobic digestion processes using anaerobic membrane bioreactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C02F3/2866—Particular arrangements for anaerobic reactors
    • C02F3/2873—Particular arrangements for anaerobic reactors with internal draft tube circulation

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器，它涉及一种一体式厌氧膜生物反应器。它解决了目前厌氧工艺与膜分离相结合的技术存在膜污染严重，清洗、更新费用大等问题。一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器由内至外为内筒膜组件、内筒、中筒和外筒，它还设置有三相分离器、出水管、集气管、进水管和外筒回流管，它还包括内筒回流管和内筒进水口。本发明将外置式厌氧膜反应器一体化，降低了空间占用率，缩小了装置成本、简化了操作流程。同时增加内筒回流管设计及内筒底部倒置喇叭口设计，有效的延长了膜污染周期。

Description

一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器
技术领域
本发明涉及一种厌氧膜生物反应器。
背景技术
膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)是将传统活性污泥工艺与膜分离技术有机结合的新型污水处理工艺，膜的使用代替了传统的沉淀池，用于截留微生物及大分子物质。MBR工艺是广泛应用于城镇污水处理、难降解工业废水处理、饮用水处理等方面。
根据膜组件与相耦合的反应器类型分为好氧MBR和厌氧MBR。在污水处理过程中，好氧MBR的曝气过程消耗了大量的能源；而与好氧生物法相比，厌氧MBR技术具则有能耗低，产生能量性气体甲烷、有机负荷高和低污泥产量等的优势。从能源方面考虑，厌氧消化是能源的制造者而非能源的消费者。根据膜组件与生物反应器的相对位置，分为外置式MBR与内置式MBR。外置式MBR运行相对稳定，易于膜清洗和更换，但占地面积大，能耗高；内置式MBR占地小，运行费用低，但存在膜清洗困难等问题。
无论是好氧MBR还是厌氧MBR，外置式MBR还是内置式MBR，膜污染都是限制MBR广泛应用的一个主要障碍，也是MBR技术面临的困难之一。这其中包括膜污染本身，以及膜污染带来的在线清洗困难、膜更新费用昂贵等，这些问题造成了MBR运行成本的40％以上。因此如何降低膜污染对MBR的应用至关重要。
发明内容
本发明是为了解决目前厌氧工艺与膜分离相结合的技术所存在膜污染严重，清洗、更新费用大等问题，而提供的一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器。
本发明一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器由内至外为内筒膜组件、内筒、中筒和外筒，它还设置有三相分离器、出水管、集气管、进水管和外筒回流管，三相分离器设置在外筒的沉淀区，出水管与内筒膜组件顶部相连通，集气管与三相分离器的气相分离区相连通，进水管与外筒底部相连通，外筒回流管的一端与外筒连通，位于三相分离器之上，外筒回流管的另一端与进水管相连通；
它还包括内筒回流管和内筒进水口；
内筒回流管的一端设置在内筒顶部、另一端与中筒底部相连通；
内筒进水口呈倒置喇叭口状，位于内筒下端；
并且，内筒的顶端开口高于中筒的顶端开口。
本发明一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器的内筒中填装有颗粒活性炭。
本发明设计有内筒回流管，内筒回流加大了内筒中流体的剪切力，内筒回流液体不断的冲刷内筒膜组件的膜表面，能够更有效的减少污染物在膜表面的沉积。尽管颗粒活性炭本身具有发达的孔隙结构，吸附能力强，但若是将颗粒活性炭填装到现有的一体式厌氧膜生物反应器内筒中，由于液体流量小、冲击力低，颗粒活性炭只能吸附内筒水体中的污染物。而本发明增加内筒回流后，在流化状态下颗粒活性炭均匀的悬浮在内筒，不断的冲刷内筒膜组件的膜表面，不但可以吸附水体中的污染物，还能够剥离膜表面的污染物并将其吸附，有效地降低内筒膜组件的污染。
本发明将内筒进水口设计为倒置喇叭口状，有别于传统内筒直上直下的结构设计。本发明如此设计可以将回流的液体引导入内筒中，从而降低回流量的损失，增大内筒回流的流量和流速。内筒进水口呈倒置喇叭口状，其横截面面积由下至上不断减少，液体的流速增加，其压力和冲击力增大，进一步的提高流体的剪切力。本发明的内筒进水口还能够有效地防止颗粒活性炭进入中筒，可以减少颗粒活性炭的损耗，还可以防止颗粒活性炭堵塞中筒。
由于内筒回流和内筒进水口的设计增加了内筒中流体的流速和流量，相对于中筒较为缓慢的水体，在内筒底部形成低压区，进而促使中筒内的液体从内筒进水口与中筒间的缝隙向内筒涌入，保证了水体的正确流动走向，也避免了颗粒活性炭堵塞中筒进入内筒的通路。
本发明将外置式厌氧膜反应器一体化，降低了空间占用率，缩小了装置成本、简化了操作流程。
本发明一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器可以降低膜污染程度，延长膜使用时间，进而降低清洗、更新膜的费用。
附图说明
图1是本发明有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器的结构示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式一种有效将低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器，由内至外为内筒膜组件1、内筒2、中筒3和外筒4，它还设置有三相分离器4-1、出水管8、集气管9、进水管5和外筒回流管7，三相分离器4-1设置在外筒4的沉淀区，出水管8与内筒膜组件1顶部相连通，集气管9与三相分离器4-1的气相分离区相连通，进水管5与外筒4底部相连通的，外筒回流管7的一端与外筒4相连，位于三项分离器4-1之上，外筒回流管7的另一端与进水管5相连通；
它还包括内筒回流管6和内筒进水口2-1；
内筒回流管6的一端设置在内筒2顶部、另一端与中筒3底部相连通；
内筒进水口2-1呈倒置喇叭口状，位于内筒2下端；
并且，内筒2的顶端开口高于中筒3的顶端开口；内筒中填装有颗粒活性炭。
本实施方式中待处理的污水及经过三相分离器4-1分离的回流的污水通过进水管5从外筒4底部流入外筒4，在回流污水和厌氧消化气体的共同作用下使反应区(外筒4与中筒3之间的区域)内的厌氧颗粒污泥与污水充分接触，进行厌氧消化。厌氧消化完成后经三相分离器4-1的分离，消化气体由集气管9排出有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器；固体污泥(又称颗粒污泥)则沉降至反应区继续参与厌氧消化；而液体分成二部分，一部分漫过中筒3顶端开口，进入中筒3，又通过内筒进水口2-1流入内筒2；另一部分经外筒回流管7回流至外筒4。液体在内筒2内经内筒膜组件1的膜分离处理达到水质要求，由出水管8排出有效降级膜污染的一体式厌氧膜生物反应器；内筒2中部分水经外筒回流管7从中筒3底部重新流入内筒2。
本实施方式中采用呈倒置喇叭口状内筒进水口2-1可以有效的降低内筒中的颗粒活性炭进入中筒3，防止内筒2中的颗粒活性炭进入中筒3导致的中筒3堵塞。
经过测试，利用本实施方式有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器处理生活污水，出水完全达到《污水综合排放标准》。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：内筒进水口2-1的底边与中筒3内壁的距离小于0.5～0.8cm。其它步骤及参数与实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二的不同点是：中筒3的下部为倒三角形。其它步骤及参数与实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一或二的不同点是：内筒膜组件1顶部设置有与固定件相对应的螺纹。其它步骤及参数与实施方式一或二相同。
本实施方式中的固定件设置在内筒2上部，用于固定内筒膜组件1。
实施例1：用厌氧膜反应器进行污水处理，进水为人工模拟生活污水，COD为400mg/L左右，反应器运行温度为25℃，膜通量为0.1m3/m2d。
新膜组件使用到第15d跨膜压差达到35kPa，膜污染发生速度较快，整个周期中膜压力持续上升。经过化学清洗后继续使用(第二次使用)，第二次使用了17天出水困难，在继续第二次使用过程中跨膜压差变化呈现3个阶段：第一阶段(1～5d)膜压缓慢上升；第二阶段(6～13d)，膜压稳定在25kPa左右；第三阶段(24～17d)膜压迅速上升，最终导致膜组件出水困难。经过化学清洗后再次使用(第三次使用)，第三次使用了19天出水困难，在第三次使用过程中跨膜压差变化呈现的规律与第二次使用基本相似，第一阶段(1～11d)膜压缓慢上升；第二阶段(12～15d)，膜压稳定在25kPa左右；第三阶段(25～19d)膜压迅速上升，最终导致膜组件出水困难。
该实施例厌氧膜反应器的运行周期(清洗膜组件的周期)平均为17天。
实施例2
用本发明有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器进行污水处理，进水为人工进水为人工模拟生活污水，COD为400mg/L左右，反应器运行温度为25℃，膜通量为膜通量为0.15m3/m2d。
当跨膜压差(TMP)到30kPa，即视为膜污染，运行周期结束。
本实施例中新膜组件运行到第36d时结束第一个运行周期，在第一个运行周期中第1～15d为稳定上升阶段，TMP达到10kPa；从第16～21d，TMP增长速率提高，但处于稳定上升阶段；第22～31d，TMP稳定在20kPa左右；第32～36d，TMP急剧上升，很快达到30kPa。
经过化学清洗后又继续实验2个运行周期，运行天数分别为38天和39天，平均使用周期为38天。

Claims (3)

1.一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器，由内至外为内筒膜组件(1)、内筒(2)、中筒(3)和外筒(4)，它还设置有三相分离器(4-1)、出水管(8)、集气管(9)、进水管(5)和外筒回流管(7)，三相分离器(4-1)设置在外筒(4)的沉淀区，出水管(8)与内筒膜组件(1)顶部相连通，集气管(9)与三相分离器(4-1)的气相分离区相连通，进水管(5)与外筒(4)底部相连通，外筒回流管(7)的一端与外筒(4)连通，位于三相分离器(4-1)之上，外筒回流管(7)的另一端与进水管(5)相连通；
其特征在于它还包括内筒回流管(6)和内筒进水口(2-1)；
内筒回流管(6)的一端设置在内筒(2)顶部、另一端与中筒(3)底部相连通；
内筒进水口(2-1)呈倒置喇叭口状，位于内筒(2)下端；
并且，内筒(2)的顶端开口高于中筒(3)的顶端开口。
2.根据权利要求1所述的一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器，其特征在于内筒进水口(2-1)的底边与中筒(3)内壁的距离小于0.5～0.8cm。
3.根据权利要求1或2所述的一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器，其特征在于中筒(3)的下部为倒三角形。
CN201410627965.3A 2014-11-10 2014-11-10 一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器 Active CN104310582B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410627965.3A CN104310582B (zh) 2014-11-10 2014-11-10 一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410627965.3A CN104310582B (zh) 2014-11-10 2014-11-10 一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104310582A true CN104310582A (zh) 2015-01-28
CN104310582B CN104310582B (zh) 2016-03-09

Family

ID=52365936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410627965.3A Active CN104310582B (zh) 2014-11-10 2014-11-10 一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104310582B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105110580A (zh) * 2015-09-29 2015-12-02 武汉理工大学 一种污水处理工艺及其污水处理系统
CN105217897A (zh) * 2015-11-06 2016-01-06 安徽新源农业科技有限公司 一种农作物灌溉水净化处理再循环工艺
CN110433661A (zh) * 2019-09-06 2019-11-12 北京朗新明环保科技有限公司 一种活塞型超滤控制系统
CN114314828A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 西南交通大学 一种厌氧流化床膜生物反应器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04200700A (ja) * 1990-11-30 1992-07-21 Kajima Corp 廃水の高温処理方法
CN101508488A (zh) * 2009-03-18 2009-08-19 四川农业大学 一种序批式生物膜反应装置及污水处理方法
CN102260023A (zh) * 2011-06-22 2011-11-30 哈尔滨工业大学 利用厌氧膨胀颗粒污泥床处理生活污水的装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04200700A (ja) * 1990-11-30 1992-07-21 Kajima Corp 廃水の高温処理方法
CN101508488A (zh) * 2009-03-18 2009-08-19 四川农业大学 一种序批式生物膜反应装置及污水处理方法
CN102260023A (zh) * 2011-06-22 2011-11-30 哈尔滨工业大学 利用厌氧膨胀颗粒污泥床处理生活污水的装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105110580A (zh) * 2015-09-29 2015-12-02 武汉理工大学 一种污水处理工艺及其污水处理系统
CN105217897A (zh) * 2015-11-06 2016-01-06 安徽新源农业科技有限公司 一种农作物灌溉水净化处理再循环工艺
CN110433661A (zh) * 2019-09-06 2019-11-12 北京朗新明环保科技有限公司 一种活塞型超滤控制系统
CN114314828A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 西南交通大学 一种厌氧流化床膜生物反应器

Also Published As

Publication number Publication date
CN104310582B (zh) 2016-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104045156B (zh) 一体式高效自养脱氮反应器
CN104310582B (zh) 一种有效降低膜污染的一体式厌氧膜生物反应器
CN101746931B (zh) 一种脱氮除磷生物处理与过滤一体化的污水处理系统及其方法
CN108191055B (zh) 一种能有效缓解膜污染的分置式厌氧陶瓷膜生物反应器
CN106116045A (zh) 一种高效村镇污水处理回用装置及其工艺
CN103011404B (zh) 内混合厌氧反应罐
CN201598224U (zh) 一种脱氮除磷生物处理与过滤一体化的污水处理系统
CN105084532B (zh) 一种高浓度有机废水的厌氧生物处理方法
CN102951724A (zh) 一种Fenton反应用三相反应器
CN202658004U (zh) 厌氧反应器
CN203238141U (zh) 一种污水生物处理膜过滤系统
CN103112944B (zh) 内循环硝化滤池
CN102730831B (zh) 一种内循环水解厌氧反应装置
CN103523929A (zh) 三相生物流化床
CN209065527U (zh) 一种厌氧颗粒污泥膨胀床egsb有机污水处理装置
CN203999013U (zh) 环式填料铁反硝化污水处理池
CN103819062B (zh) 一体式流化池mbr污水处理设备
CN205419910U (zh) 一种高效接触氧化池
CN201280464Y (zh) 用于废水处理的中进上旋下出漩流反应器
CN103224287A (zh) 一种水力射流循环厌氧生物滤池处理有机废水的装置及其方法
CN203890132U (zh) 一种厌氧污水处理装置
CN203319762U (zh) 自循环厌氧反应器
CN203256094U (zh) 一种一体式污水处理设备
CN206417899U (zh) 一种芬顿氧化装置
CN205953661U (zh) 一体化柱式高浓度有机废水处理器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210802

Address after: 100001 No. 1, Zhanzhan Road, Xicheng District, Beijing

Patentee after: Beijing University of Civil Engineering and Architecture

Address before: 150001 No. 92 West straight street, Nangang District, Heilongjiang, Harbin

Patentee before: HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY