CN104350012A

CN104350012A - 内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器

Info

Publication number: CN104350012A
Application number: CN201280073395.7A
Authority: CN
Inventors: 陈静; 彭培源; 郑园蓁; 王悦超
Original assignee: LG Electronics Shanghai Research and Development Center Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Shanghai Research and Development Center Co Ltd
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2015-02-11
Also published as: WO2013185350A1

Abstract

本发明公开了一种内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其包括全混式厌氧反应器、膜组件以及气体内循环设备，其中，厌氧生物在该全混式厌氧反应器中均匀悬浮生长，含有高氨氮、亚硝酸盐的待处理污水由进入该全混式厌氧反应器中，厌氧生物与进水中的污染物均匀充分混合，污水中的氨氮、亚硝酸盐经厌氧氨氧化菌脱除后再由该膜组件进行固液分离，将厌氧生物截留在反应器内，避免悬浮生长的厌氧生物从该全混式厌氧反应器内流失；在前述处理过程中，利用厌氧氨氧化菌反应产生的氮气作为厌氧气体来源，以循环方式将该厌氧反应器内产生的氮气输送至膜曝气清洗分配器，经过膜组件后气体再回到该厌氧反应器，如此实现氮气的循环使用。

Description

内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器技术领域

本发明技术涉及一种污水处理技术，尤其是涉及一种内循环曝气厌氧氨氧化 -膜生物反应器。背景技术

近年来，水体中的氮素污染越来越严重，给环境造成的污染问题日益突出。生物脱氮技术较物化脱氮技术而言，具有工艺简单、成本低廉、交易推广等优点，越来越被广泛地采用。

传统的生物脱氮流程是三级活性污泥系统，在此流程中，含碳有机物的氧化和含氮有机物的氨化、氨氮的硝化及硝酸盐的反硝化分别在三个构筑物内进行，并维持各自独立的污泥回流系统。如图 1所示，其为现有硝化 -反硝化脱氮系统的结构示意图。该系统包括：

a) 曝气池：在好氧条件下，通过异养型 B0D氧化菌作用氧化有机物（B0D ) ； b) 生物硝化反应器：在好氧条件下通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮；

c) 生物反硝化反应器：缺氧条件下由于兼性脱氮菌 (反硝化菌）的作用，将亚硝酸盐氮和硝酸盐氮还原成氮气。

传统的生物脱氮技术包括硝化和反硝化过程，由化能自养的硝化菌群和异养反硝化菌群共同完成。由于菌群对环境要求不同（溶解氧、碱度）及相互对基质的竞争，为稳定脱氮功能，在运行中常常采用 2个或 2个以上反应器（见图 1 ) 。因此，传统的生物脱氮工艺流程长、控制复杂、运行费用高。

a) 硝化细菌是自养菌，生长缓慢，在混合培养的活性污泥系统中无法与异养细菌竞争，难以取得优势；

b) 硝化细菌易受外界影响，对环境冲击，尤其是毒物冲击非常敏感，而系统重新启动又相当困难；

c) 硝化与反硝化难以在时间上统一，脱氮效果差，造成生物脱氮这一多步骤生物催化反应受基质传递速率，底物和产物抑制等因素限制。从可持续发展的目标来看，传统的生物脱氮法首先是能耗大，氨氮的氧当量是 4. 57g，要供氧就要耗能，同样若设置内回流也增加能耗；其次，反硝化过程中有机碳要作为电子供体，若碳源不足，则需外加碳源 (如甲醇），因此显著增加运行成本。

基于上述生物脱氮技术的缺陷，目前已有的一些将膜分离技术与厌氧氨氧化技术相接合以期富集厌氧氨氧化细菌的相关技术方案，例如厌氧氨氧化-无曝气膜生物反应器，其通常包括厌氧反应器、膜组件、进水、出水及污泥回流系统。申请号为 20101C523416. 3 的专利申请公开了一种外置式厌氧氨氧化膜生物反应器，如图 2 所示；申请号为 200620104478. X的专利申请公开了一种膜 -厌氧氨氧化生物反应器，如图 3所示。

上述厌氧氨氧化膜生物反应器的最大问题在于没有曝气擦洗系统。而曝气擦洗是最有效预防和控制膜污染的手段，缺失了曝气擦洗系统将会导致：

a) 严重的膜污染问题：缺失了曝气擦洗系统将使微生物体、颗粒物、无机沉淀物、有机大分子物质等膜污染物快速沉积到膜表面，堵塞膜孔。使得膜通量快速下降，跨膜压差迅速上升。

b) 显著增加膜的在线、离线化学清洗频率：这将会显著增加膜生物反应器的运行成本，且频繁的化学清洗会对系统内的微生物菌群产生毒害作用，降低系统的脱氮效率。

c) 需要频繁更换膜组件：由于污染物沉积速度快，清洗效率低下，会导致膜组件很快发生不可逆转的膜污堵，因此需要频繁更换新的膜组件，而频繁开启反应器更换膜组件会使系统溶解氧浓度增加，破坏厌氧氨氧化菌的生存环境，并显著增加系统运行成本。

d) 系统内厌氧氨氧化污泥浓度低：为了控制膜污染，需要频繁排泥以控制系统内的厌氧氨氧化污泥浓度，并使污泥浓度控制在比较低的浓度范围（5-15g/L)，这样会延长系统的启动时间。且由于污泥浓度低，会降低系统的运行负荷，降低系统的耐冲击能力和稳定性。发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，以改善或克服现有技术存在的一项或多项缺陷。

本发明的技术解决方案是：一种内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，该膜生物反应器包括：厌氧反应器，厌氧生物在该厌氧反应器中均匀悬浮生长，含有高氨氮、亚硝酸盐的待处理污水由进入该厌氧反应器中，厌氧生物与进水中的污染物均匀充分混合；

膜组件，污水中的氨氮、亚硝酸盐经该全混式厌氧反应器中的厌氧氨氧化菌脱除后再由该膜组件进行固液分离，将厌氧生物截留在反应器内，避免悬浮生长的厌氧生物从该全混式厌氧反应器内流失，提高污泥浓度；

气体内循环设备，利用厌氧氨氧化菌反应产生的氮气作为厌氧气体来源，以循环方式将该厌氧反应器内产生的氮气输送至该膜组件下方的膜曝气清洗分配器，经过膜组件后气体再回到该厌氧反应器，如此实现氮气的循环使用。

本发明的特点和优点如下：

1 相对于传统生物脱氮工艺，本发明的占地面积和能源消耗水平将显著减少 50%以上，运行成本可节约 80%以上；

2 由于采用了厌氧内循环气体膜檫洗技术，既保证了系统的厌氧环境，又可以对膜组件进行有效的擦洗，显著降低膜污染速率，因此：

2. 1 相对于已有的厌氧氨氧化工艺：

本发明的系统启动时间将由半年以上缩短至 3个月以下，氨氮去除率将从 80% 提高到 90%以上，总氮负荷可由 0. 5〜0. 8 kg/m3/day提高到 >=2. 0 kg/m3/day„ 2. 2 相对于已有的厌氧氨氧化-无曝气膜生物反应器（见图 2，图 3 )

a)系统的厌氧氨氧化污泥浓度可由 5- 15g/L提高到 20-40_g/L，显著增加了系统的稳定性和耐冲击性；

b)膜清洗使用寿命可由 30-40天提高到 3年以上；

c)膜清洗频率可由每天清洗降低为 1周或 1月一次，或更低（视具体运行情况而定）；

2. 3 相对于用外源厌氧气体作为曝气系统气体来源的反应器：

本发明的系统在运行过程中完全不需要外源厌氧气体，气体储罐亦可移除，显著降低了系统建设成本和运行成本。附图说明

图 1为现有硝化 -反硝化脱氮系统的结构示意图。

图 2为中国专利 CN10196225A (外置式厌氧氨氧化膜生物反应器）的附图 2。

图 3为中国专利 CN2900509A (膜 -厌氧氨氧化生物反应器）的附图。图 4a至图 4d为本发明的四个具体实施例的结构示意图。本

基于以上背景技术中所述的缺陷，如果选用目前好氧膜生物反应器普遍釆用的空气曝气擦洗系统，将会严重破坏系统的厌氧环境，导致厌氧氨氧化细菌无法生长，系统完全瘫痪；如果选用外源厌氧气体（如工业用氮气、二氧化碳等）作为曝气擦洗系统的气体来源，由于所需气体流量很大，首先需要设计一个体积庞大的气体储罐用于存储外源厌氧气体，这样会显著增加系统的占地面积和建设成本；其次，运行时会消耗大量的外源厌氧气体，进而显著增加系统的运行成本。

为了解决上述难题，本发明提出一种内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其包括全混式厌氧反应器、膜组件以及气体内循环设备，其中，厌氧生物在该全混式厌氧反应器中均匀悬浮生长，含有高氨氮、亚硝酸盐的待处理污水由进入该全混式厌氧反应器中，厌氧生物与进水中的污染物均匀充分混合，污水中的氨氮、亚硝酸盐经该全混式厌氧反应器中的厌氧氨氧化菌脱除后再由该膜组件进行固液分离，将厌氧生物全部截留在反应器内，避免悬浮生长的厌氧生物从该全混式厌氧反应器内流失，提高污泥浓度，在前述反应过程中，是利用厌氧氨氧化菌反应产生的氮气作为厌氧气体来源，通过气体内循环通路以循环方式将该厌氧反应器内产生的氮气输送至该膜组件下方的膜曝气清洗分配器，经过膜组件后气体再回到该厌氧反应器，如此实现氮气的循环使用。

本发明内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器将厌氧内循环曝气膜分离技术与厌氧氨氧化技术相结合，利用系统厌氧氨氧化菌反应自身产生的厌氧气体作为厌氧气体来源，采用内循环的气体流动方式或气液射流方式对浸没式或外置式（压力式）膜组件进行曝气清洗，从而克服了现有硝化 /反硝化型生物脱氮工艺中高能耗、高投入、高运行成本等问题，以及目前无曝气式厌氧氨氧化-膜生物反应器严重的膜污染问题和低污泥浓度缺陷。

为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举优选实施例，并配合附图，详细说明如下。

实施例 1 外置式内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器

如图 4a所示，其为本发明的内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器的一优选实施例的结构示意图。本实施例为外置式内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其包括进水池 1、进水泵 2、厌氧反应器 3、膜组件 4及其配套设备（如密闭式膜池 4-1 ) 、出水泵 5、分配器 6、气体储罐 7、压力陶 8、跨膜压差探头 9、传感器 10、循环泵 11、气体流量计 13、搅拌器 14、气体循环泵 15、吸收塔 16。其中，进水池 1内的污水利用进水泵 2泵入厌氧反应器 3，厌氧反应器 3的上部集气空间与设于膜组件 4下方的分配器 6之间通过送气管路连通，该送气管路上设有气体循环泵 15和气体流量计 13，所述密闭式膜池 4-1上部的出气口与该厌氧反应器 3的上部集气空间通过回气管路连通，该回气管路上设有吸收塔 16。

本实施例优选采用全混式厌氧反应器，厌氧生物在该厌氧反应器中均匀悬浮生长，该厌氧反应器中的厌氧氨氧化菌利用亚硝酸盐为电子受体，将氨氮氧化为氮气。

本实施例釆用外置式微滤膜或超滤膜膜组件，且该膜组件 4的组件结构形式可选择以中空纤维膜或平板膜来实现，其材料可选择有机膜或无机膜。分离膜将绝大部分厌氧氨氧化菌以及其它悬浮颗粒物质保留在反应器中，滤过液由抽吸泵 5从系统中泵出。由于滤过液水质达到或优于国家排放或回用标准，因此可以直接排放或进一步进入水回用系统。

本实施例中，气体内循环通路包括连通该厌氧反应器与膜组件下方的分配器的送气管路以及连通密闭式膜池 4-1的出气口与该厌氧反应器 3的回气管路。

所述送气管路上设有气体循环泵 15、气体流量计 13，所述厌氧反应器 3内的氮气是从厌氧反应器 3顶部空间由该气体循环泵 15抽出并输送至所述膜曝气清洗分配器 6。

所述回气管路上较佳是设有吸收塔 16，用于吸收被吹脱物质，以降低有害物质对厌氧反应器 3内的厌氧生物的抑制作用。

另外，该气体内循环设备还包括设于回气管路另一分支上的气体储罐 7，内循环用气量可以由气体流量计控制，故反应器中多于所需用气量的气体可自动流入气体储罐，用于储存多余的气体以作为备用气体，该气体储罐 7上设有压力阀 8，当气体储罐 7中的压力达到一定限值时压力闽 8自动打开排放气体。

本实施例中，该厌氧反应器 3与密闭式膜池 4-1之间形成液体内循环通路，该液体内循环通路包括连通厌氧反应器上部与密闭式膜池 4-1上部的送液管路以及连通该密闭式膜池 4-1下部与该厌氧反应器 3下部的回液管路。该送液管路上设有循环泵 1 1。

为了监控厌氧反应器 3内的反应环境变化情况，较佳是在该厌氧反应器 3内设置用于监測如温度、 0RP、 pH等数值的传感器 10。

为了便于更为准确理解本实施例对应的技术方案，现将其主要工作过程描述如下： a. 含有高氨氮、亚硝酸盐的待处理污水由进水泵 2从进水池 1泵入厌氧反应器 3中； b. 污水中的氨氮、亚硝酸盐与厌氧反应器 3中的厌氧氨氧化菌相接触，利用亚硝酸盐为电子受体，将氨氮氧化为氮气。其总反应式如下- 1V + 1..32Ν(¾-' +· 0.066H(X> + 0A3W— *

0.26 (¾~ +！ .02fi₂ + 0.066CH₂(¾,s ₀, _i3 ÷ 2.03H₂O

c. 污水中的氨氮、亚硝酸盐经厌氧反应器 3中的厌氧氨氧化菌脱除后，进一步被循环泵 11输送至厌氧反应器 3外部的膜组件 4及其配套设备（密闭式膜池 4-1 ) 中，膜组件 4 的滤过液由抽吸泵 5从系统中泵出。由于滤过液水质达到或优于国家排放或回用标准，因此可以直接排放或进一步进入水回用系统。

d. 截留在膜组件 4外的厌氧氨氧化菌或其它颗粒物将直接返回厌氧反应器 3。

e. 利用厌氧反应器 3中的厌氧氨氧化菌反应产生的氮气作为厌氧气体来源，将其以循环方式从厌氧反应器 3顶部空间由气体循环泵 15抽出，气体经由膜组件 4下方的膜曝气清洗分配器 6对膜组件 4进行有效擦洗，而后气体由循环管道从密闭式膜池 4-1返回厌氧反应器 3 ; 多余的气体储存到特定的气体储罐 7中作为备用气体或直接排放，气体储罐 7 中的压力达到一定限值时压力阀 8打开，自动排放气体。

本实施例采用全混式厌氧反应器，厌氧生物在该全混式厌氧反应器中均匀悬浮生长，厌氧生物与进水中的污染物可以均匀充分混合，因此厌氧生物生长状态良好，不会出现局部浓度过高或过低的现象，反应器内所有部位均可高效发生厌氧反应，从而高效去除污染物。膜组件起到高效固液分离作用，利用液体内循环通路，可以使生长缓慢的厌氧生物全部截留在反应器内，避免悬浮生长的厌氧生物从反应器内流失，从而显著提高污泥浓度；而内循环曝气可以对膜组件进行有效的擦洗，显著减少组件的化学清洗次数以及膜组件更换次数，从而最大程度上降低了化学清洗剂（特别是氧化性清洗剂）以及由组件频繁更换导致系统内溶解氧浓度升高等因素对厌氧生物的影响。

本实施例中，在气体内循环通路上放置被吹脱物质的吸收塔 16 (如硫化氢吸收塔、氨气吸收塔等），内循环曝气过程中可对厌氧反应器 3内的有害物质进行吹脱，有效降低有害物质对厌氧反应器 3内厌氧生物的抑制作用，显著提高厌氧反应器 3的效率、耐冲击性及稳定性。

为监控膜污染趋势，可用跨膜压差探头 9监测跨膜压力差，用温度、 0RP、 pH等传感器 10监控厌氧反应器反应环境变化。实施例 2 内置式内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器

如图 4b所示，其为本发明的内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器的实施例 2的结构示意图。本实施例为内置式内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其包括进水池 1、进水泵 2、厌氧反应器 3、膜组件 4、出水泵 5、分配器 6、气体储罐 7、压力阀 8、跨膜压差探头 9、传感器 10、气体流量计 13、搅拌器 14、气体循环泵 15以及吸收塔 16。

与实施例 1相同，本实施例采用全混式厌氧反应器，厌氧生物在该全混式厌氧反应器中均匀悬浮生长，该厌氧反应器中的厌氧氨氧化菌利用亚硝酸盐为电子受体，将氨氮氧化为氮气。

与实施例 1的主要不同点在于，本实施例是将膜组件 4设置于该厌氧反应器 3的内部，即采用内置式膜组件。与此特点相对应，本实施例中无需设置实施例 1中的液体内循环通路，而且，该气体内循环通路只需设置连通该厌氧反应器与膜组件下方的分配器的送气管路即可，而无需设置实施例 1中的回气管路。

与上述结构相对应，本实施例的主要工作原理与实施例类似，主要是步骤 c、 d、 e 略有差异：前述步骤 c中，污水中的氨氮、亚硝酸盐经厌氧反应器 3中的厌氧氨氧化菌脱除后，进一步与膜组件 4接触，分离膜组件 4将绝大部分厌氧氨氧化菌以及其它悬浮颗粒物质保留在厌氧反应器 3中，滤过液由抽吸泵 5从系统中泵出；本实施例由于采用了内置式膜组件，因此，无需前述实施例 1中的步骤而步骤 e中，利用厌氧反应器 3中的厌氧氨氧化菌反应产生的氮气作为厌氧气体来源，将其以循环方式从厌氧反应器 3顶部空间由气体循环泵 15抽出，气体经由膜组件 4下方的膜曝气清洗分配器 6对膜组件 4进行有效擦洗，最后返回厌氧反应器 3上部的集气空间，进入后续循环。该厌氧反应器 3上部集气空间内多余的气体储存到气体储罐 7中作为备用气体或直接排放，气体储罐中的压力达到一定限值时压力阀 8打开，自动排放气体。

本实施例除了具有实施例 1中所述优点，由于其内置式膜组件的设计形式，使得内循环曝气可同时实现有效膜清洗、进水以及反应器内固液混合物的充分混匀等作用，而且大大简化了系统设计，显著降低投资成本，运行控制更加简便稳定。实施例 3 外置式内循环射流曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器

如图 4c所示，其为本发明的内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器的实施例 3的结构示意图。本实施例为外置式内循环射流曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其包括进水池 1、进水泵 2、厌氧反应器 3、膜组件 4及其配套设备（密闭式膜池 4-1 ) 、出水泵 5、气液混合流分配器 6、气体储罐 7、压力 W 8、跨膜压差探头 9、传感器 10、循环泵 11、射流器 12、气体流量计 13、搅拌器 14以及吸收塔 16。

其中，进水池 1内的污水利用进水泵 2泵入厌氧反应器 3，厌氧反应器 3的上部集气空间与设于膜组件 4下方的气液混合流分配器 6之间通过射流曝气管路连通，本实施例中，是利用射流的方式实现氮气的输送，所述密闭式膜池 4-1上部的出气口与该厌氧反应器 3的上部集气空间通过回气管路连通，该回气管路上设有吸收塔 16。

与实施例 1、 2相同，本实施例较佳是采用全混式厌氧反应器，厌氧生物在该全混式厌氧反应器中均匀悬浮生长，该厌氧反应器中的厌氧氨氧化菌利用亚硝酸盐为电子受体，将氨氮氧化为氮气。

如上所述，本实施例与实施例 1的主要不同点在于，本实施例是利用射流的方式将厌氧反应器 3上部集气空间内的氮气送至膜组件下方的分配器 6。具体地，厌氧反应器 3中的固液混合物由循环泵 11泵出，而后接入射流器的进液端；厌氧反应器 3上部集气空间内的氮气管路接入射流器的进气端；固液混合物在循环泵 11的推动下高速流过射流器，这时射流器内会在进气端形成负压，从而将厌氧反应器 3上部集气空间内的氮气吸入射流器内（为增加气体流量亦可增设气体循环泵将气体泵入射流器内），气体流量由气体流量计 13控制，并随后在射流器内部形成气固液高速混合流；在射流器内形成的气固液高速混合流，经由膜组件下方的分配器 6在膜表面形成高速错流，从而有效防止膜污染。密闭式膜池 4-1的下部通过回液管路与厌氧反应器 3的下部连通，从而能将截留在膜组件外的厌氧氨氧化菌或其他颗粒物直接返回厌氧反应器 3，形成液体内循环系统。

对应地，本实施例的工作工程与实施例 1大致相同，区别主要在于步骤 e，厌氧氨氧化菌反应产生的氮气以循环方式从厌氧反应器顶部空间由由射流器 12吸出，气液混合流经由膜组件 4下方的膜曝气清洗分配器 6对膜组件进行有效檫洗，而后气体由循环管道从膜组件返回厌氧反应器 3: 多余的气体储存到特定的气体储罐 7中作为备用气体或直接排放，气体储罐 7中的压力达到一定限值时压力阀 8打开，自动排放气体。

本实施例除了具有实施例 1的优点，由于其射流方式内循环的设计形式，气固液混合流流速高，分配器 6不易堵塞，且在膜表面形成的错流速度高，因此特别适用于高含固物污水的处理。实施例 4 内置式内循环射流曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器如图 4d所示，其为本发明的内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器的实施例 4的结构示意图。本实施例为内置式内循环射流曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其包括进水池 1、进水泵 2、厌氧反应器 3、膜组件 4及其配套设备、出水泵 5、分配器 6、气体储罐 7、压力阀 8、跨膜压差探头 9、传感器 10、循环泵 11、射流器 12、气体流量计 13、搅拌器 14以及吸收塔 16。

与实施例 1、 2、 3相同，本实施例采用全混式厌氧反应器，厌氧生物在该全混式厌氧反应器中均匀悬浮生长，该厌氧反应器中的厌氧氨氧化菌利用亚硝酸盐为电子受体，将氨氮氧化为氮气。

本实施例与实施例 1的主要不同点包括：

与实施例 2类似，本实施例的膜组件是采用内置式膜组件，即将膜组件 4设于该厌氧反应器 3的内部，与此对应，相关的连接管路也相应变化，具体请参考实施例 2。

另外，与实施例 3类似，本实施例是利用射流的方式将厌氧反应器 3上部集气空间内的氮气送至膜组件下方的分配器 6。气体内循环通路的送气管路上设有射流器，所述厌氧反应器 3内的氮气是由射流器 12吸出并送至所述膜曝气清洗分配器 6。

本实施例除了具有实施例 2的优点，由于其射流方式内循环的设计形式，气固液混合流流速高，分配器 6不易堵塞，且在膜表面形成的错流速度高，因此特别适用于高含固物污水的处理。以上描述了本发明多个实施例的结果组成及工作原理，经过多次试验表明，该内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器可以达到的效果包括：膜组件使用寿命可由现有的 30-40天提高到 3年以上，系统内厌氧氨氧化污泥浓度可由现有的 5-15g/L提高到 20-40g/L,膜通量可由现有的 3-5L丽提高到 10LMH,且其占地面积和能源消耗水平相较于传统硝化 /反硝化型生物脱氮工艺将显著减少 50%以上，运行成本可节约 8C%以上，系统启动时间将由 1年以上缩短至 3个月以下。

综上所述，本发明将厌氧内循环曝气膜分离技术与厌氧氨氧化技术相结合，利用系统自身产生的厌氧气体，采用内循环的方式对浸没式或外置式膜组件进行曝气清洗，厌氧生物在反应器中均匀悬浮生长，厌氧生物与进水中的污染物可以均匀充分混合，因此厌氧生物生长状态良好，不会出现局部浓度过高或过低的现象；膜组件起到高效固液分离作用，避免悬浮生长的厌氧生物从反应器内流失，从而可以使生长缓慢的厌氧生物全部截留在反应器内，显著提高污泥浓度；而内循环曝气可以对膜组件进行有效的擦洗，显著减少组件的化学清洗次数以及膜组件更换次数，从而最大程度上降低了化学清洗剂 (特别是氧化性清洗剂），以及由组件频繁更换导致系统内溶解氧浓度升高等因素对厌氧生物的影响。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，例如本发明中所包括的厌氧反应器类型、膜组件类型或位置、配套设备种类或数量，不仅限于实施例所述，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

权利要求书

1、一种内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其特征在于，该膜生物反应器包括: 厌氧反应器，厌氧生物在该厌氧反应器中均匀悬浮生长，含有高氨氮、亚硝酸盐的待处理污水进入该厌氧反应器中，厌氧生物与进水中的污染物均匀充分混合；

膜组件，污水中的氨氮、亚硝酸盐经该全混式厌氧反应器中的厌氧氨氧化菌脱除后再由该膜组件进行固液分离，将厌氧生物截留在反应器内，避免悬浮生长的厌氧生物从该全混式厌氧反应器内流失，提高污泥浓度；

气体内循环设备，利用厌氧氨氧化菌反应产生的氮气作为厌氧气体来源，以循环方式将该厌氧反应器内产生的氮气输送至该膜组件下方的膜曝气清洗分配器，经过膜组件后气体再回到该厌氧反应器，如此实现氮气的循环使用。

2、如权利要求 1所述的内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其特征在于，所述气体内循环设备包括气体循环泵，所述厌氧反应器内的氮气是从厌氧反应器顶部空间由该气体循环泵抽出并输送至所述膜曝气清洗分配器。

3、如权利要求 1所述的内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其特征在于，所述气体内循环设备包括射流器，所述厌氧反应器内的氮气是经由射流器高速喷射出并送至所述膜曝气清洗分配器。

4、如权利要求 1所述的内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其特征在于，所述气体内循环设备还包括气体储罐，用于储存多余的气体以作为备用气体。

5、如权利要求 4所述的内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其特征在于，所述气体储罐设有压力闽，当气体储罐中的压力达到一定限值时压力阀打开排放气体。

6、如权利要求 1所述的内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其特征在于，所述气体内循环设备的通路上设置有用于吸收被吹脱物质的吸收塔，以降低有害物质对反应器内厌氧生物的抑制作用。

7、如权利要求 1所述的内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其特征在于，所述膜组件的系统出水管路上设有用于监测跨膜压力差的跨膜压差探头。

8、如权利要求 1所述的内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其特征在于，所述厌氧反应器设有温度、 0RP及 /或 pH传感器，以监控所述厌氧反应器的反应环境变化。

9、如权利要求 1所述的内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其特征在于，所述膜组件设置于所述厌氧反应器的外部。

10、如权利要求 9所述的内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其特征在于，所述厌氧反应器与所述膜组件之间形成有液体内循环通路，该液体内循环通路包括连通所述厌氧反应器上部与所述膜组件上部的送液管路以及连通所述膜组件下部与该厌氧反应器下部的回液管路，该送液管路上设有循环泵，通过循环泵，该回液管路能够将被截留在膜组件外的厌氧氨氧化菌或其它颗粒物返回所述厌氧反应器。

11、如权利要求 1所述的内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其特征在于，所述膜组件设置于所述厌氧反应器内。

12、如权利要求 1所述的内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器，其特征在于，所述厌氧反应器为全混式厌氧反应器。