CN108328869B - 厌氧膜生物反应器及废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厌氧膜生物反应器，其箱体内设置有上反应组件和下反应组件，上反应组件和下反应组件分别包括若干膜片，箱体的一侧壁上具有上进水口和下进水口，箱体的另一侧壁上具有上出水口和下出水口；箱体的顶部具有与外部气体收集罐连通的排气口，上进水口与上游的厌氧消化罐的出料口间连通有上进水阀，下进水口与上游的厌氧消化罐的出料口间连通有下进水阀，上反应组件的出水端与下游的集水池之间连通有上排水阀，下反应组件的出水端与下游的集水池之间连通有下排水阀。该厌氧膜生物反应器不易发生膜污染，并能够有效保证废水处理效率和处理效果。本发明还公开了一种应用上述厌氧膜生物反应器的废水处理系统。

Description

厌氧膜生物反应器及废水处理系统

技术领域

本发明涉及废水处理系统配套设备技术领域，特别涉及一种厌氧膜生物反应器。本发明还涉及一种应用该厌氧膜生物反应器的废水处理系统。

背景技术

伴随着工业的发展，许多化工厂、药厂和印染厂建立以后，高浓度有机废水的排放逐渐增多，未经处理的高浓度有机废水将对环境产生较大的污染。研究人员和环保企业不断研制开发出相关的设备和工艺投入到高浓度有机废水的处理中，比如臭氧氧化、电催化氧化、厌氧消化工艺。

20世纪五十年代，研发人员开发了厌氧消化接触法工艺，标志着现代废水厌氧生物处理工艺的诞生，经过近几十年的发展，厌氧消化工艺也在不断的更新发展变化，发展了第二代的升流式厌氧污泥层反应器(UASB)，第三代的厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)和厌氧内循环反应器(IC)。厌氧生物处理技术在处理高浓度有机废水方面有其它处理技术所不能比拟的优势：反应器效能高，产生的甲烷沼气可以作为能源，运行费用低。

当代，膜分离技术的发展越来越迅猛，已经应用到污水处理、物料分离、血液透析等领域，其依据膜孔尺寸截留的原理，小于膜孔尺寸的物质能够透过膜到另一侧，大于膜孔尺寸的物质则被截留下来，实现不同尺寸物质的分离。膜生物反应器在好氧处理工艺中已经得到很好的运用，利用膜的分离作用进行泥水分离，免去了原来的二沉池，提高了分离效率，降低成本，减少用地面积。

而针对当前的污废水处理工艺而言，将膜分离技术与厌氧消化处理工艺相结合后，污泥停留时间和水力停留时间得以分离。微生物污泥通过膜的截留作用能够完全留在厌氧消化罐中发挥作用，高浓度的厌氧污泥可使厌氧消化工艺处理效率提升；同时，厌氧出水无需再经过进一步处理就可满足国家的污水排放标准。

然而，具体到实际操作运行时，厌氧消化工艺中污泥浓度较高，容易在膜生物反应器的膜片处发生污物淤积，造成膜生物反应器中的膜污染，从而制约膜生物反应器的运行效率和工作效果，给相关的污废水高效稳定处理造成不利影响。

因此，如何避免膜生物反应器发生膜污染，保证废水处理效率和处理效果是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种厌氧膜生物反应器，该厌氧膜生物反应器不易发生膜污染，并能够有效保证废水处理效率和处理效果。本发明的另一目的是提供一种应用上述厌氧膜生物反应器的废水处理系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种厌氧膜生物反应器，包括箱体，所述箱体内沿竖直方向自上而下设置有上反应组件和下反应组件，所述上反应组件和所述下反应组件分别包括若干沿水流方向依次排布的膜片，相邻两所述膜片间具有配合间隙，所述箱体的一侧壁上具有与所述上反应组件对位配合的上进水口以及与所述下反应组件对位配合的下进水口，所述箱体的另一侧壁上具有与所述上反应组件对位配合的上出水口以及与所述下反应组件对位配合的下出水口；

所述箱体的顶部具有与外部气体收集罐连通的排气口，所述上进水口与上游的厌氧消化罐的出料口间连通有上进水阀，所述下进水口与上游的厌氧消化罐的出料口间连通有下进水阀，所述上反应组件的出水端与下游的集水池之间连通有上排水阀，所述下反应组件的出水端与下游的集水池之间连通有下排水阀。

优选地，所述上出水口与厌氧消化罐的回流口间连通有上回流阀，所述下出水口与厌氧消化罐的回流口间连通有下回流阀。

优选地，所述上反应组件的顶部和所述下反应组件的底部分别设置有与各所述配合间隙配合的水流分布器。

优选地，所述上进水阀与所述下进水阀相并联，且其并联点与厌氧消化罐的出料口间连通有进水泵。

优选地，所述上排水阀与所述下排水阀相并联，且其并联点与集水池间连通有排水泵。

本发明还提供一种废水处理系统，包括依次设置的调节池、厌氧消化罐和厌氧膜生物反应器，所述厌氧膜生物反应器具体为如上述任一项所述的厌氧膜生物反应器；

还包括分别与所述厌氧消化罐的顶部以及所述厌氧膜生物反应器的顶部相连通的气体收集罐，所述厌氧膜生物反应器的下游连通有集水池。

优选地，所述厌氧消化罐与所述调节池间连通有进料泵。

相对上述背景技术，本发明所提供的厌氧膜生物反应器，其工作过程中，先将下进水阀打开并保持上出水口开启，同时关闭上进水阀并保持下出水口关闭，之后厌氧消化罐内的泥水混合液经由下进水阀通入并充满箱体，之后开启上排水阀同时保持下排水阀关闭，此时箱体内的上反应组件处于工作状态；上反应组件连续工作一段时间后，打开上进水阀和下排水阀并使下出水口开启，同时关闭下进水阀和上排水阀并使上出水口关闭，此时下反应组件处于工作状态且上反应组件停止运行；此时，通入箱体内的泥水混合液可以对上反应器的膜片实施冲刷清洗，以使上反应器的各膜片上的沉积物能够被水流冲刷带走，从而使各膜片的运行通量得到恢复，以保证上反应组件的运行效率，之后待下反应组件运行一段时间后，调整各阀及各水口的启闭状态以使上反应组件重新运行并使下反应组件停止运行，之后重复上述冲刷作业过程以使下反应组件的各膜片上的沉积物能够被水流冲刷带走，从而恢复下反应组件的膜通量，保证其运行效率。所述厌氧膜生物反应器通过各部件协同配合，使得其上反应组件和下反应组件交替运行和冲刷清洗，从而有效避免了各反应组件的膜片因污物大量和长期沉积导致膜污染，从而显著提高了膜片使用寿命，并使膜通量始终维持在较高的运行水平，进而有效保证了所述厌氧膜生物反应器的整体运行效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施方式所提供的废水处理系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种厌氧膜生物反应器，该厌氧膜生物反应器不易发生膜污染，并能够有效保证废水处理效率和处理效果；同时，提供一种应用上述厌氧膜生物反应器的废水处理系统。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式所提供的废水处理系统的结构示意图。

在具体实施方式中，本发明所提供的厌氧膜生物反应器，包括箱体11，箱体11内沿竖直方向自上而下设置有上反应组件121和下反应组件122，上反应组件121和下反应组件122分别包括若干沿水流方向依次排布的膜片(图中未示出)，相邻两膜片间具有配合间隙，箱体11的一侧壁上具有与上反应组件121对位配合的上进水口111以及与下反应组件122对位配合的下进水口112，箱体11的另一侧壁上具有与上反应组件121对位配合的上出水口113以及与下反应组件122对位配合的下出水口114；箱体11的顶部具有与外部气体收集罐23连通的排气口115，上进水口111与上游的厌氧消化罐22的出料口221间连通有上进水阀131，下进水口112与上游的厌氧消化罐22的出料口221间连通有下进水阀132，上反应组件121的出水端与下游的集水池24之间连通有上排水阀141，下反应组件122的出水端与下游的集水池24之间连通有下排水阀142。

工作过程中，先将下进水阀132打开并保持上出水口113开启，同时关闭上进水阀131并保持下出水口114关闭，之后厌氧消化罐22内的泥水混合液经由下进水阀132和下进水口112通入并充满箱体11，之后开启上排水阀141同时保持下排水阀142关闭，此时箱体11内的上反应组件121处于工作状态；上反应组件121连续工作一段时间后，打开上进水阀131和下排水阀142并使上进水口111和下出水口114开启，同时关闭下进水阀132和上排水阀141并使下进水口112和上出水口113关闭，此时下反应组件122处于工作状态且上反应组件121停止运行；此时，通入箱体11内的泥水混合液可以对上反应器121的膜片实施冲刷清洗，以使上反应器121的各膜片上的沉积物能够被水流冲刷带走，从而使各膜片的运行通量得到恢复，以保证上反应组件121的运行效率，之后待下反应组件122运行一段时间后，调整各阀及各水口的启闭状态以使上反应组件121重新运行并使下反应组件122停止运行，之后重复上述冲刷作业过程以使下反应组件122的各膜片上的沉积物能够被水流冲刷带走，从而恢复下反应组件122的膜通量，保证其运行效率。所述厌氧膜生物反应器通过各部件协同配合，使得其上反应组件121和下反应组件122交替运行和冲刷清洗，从而有效避免了各反应组件的膜片因污物大量和长期沉积导致膜污染，从而显著提高了膜片使用寿命，并使膜通量始终维持在较高的运行水平，进而有效保证了所述厌氧膜生物反应器的整体运行效率。

进一步地，上出水口113与厌氧消化罐22的回流口222间连通有上回流阀151，下出水口114与厌氧消化罐22的回流口222间连通有下回流阀152。当上反应组件121或下反应组件122分别运行过程中，被膜片截留的混有微生物的污泥经由各出水口和各回流阀输出，并经由回流口222重新回流至厌氧消化罐22内，以保证厌氧消化罐24内的污泥浓度维持在较高的程度，以保证厌氧消化处理效率，并降低了厌氧消化罐24内的过剩污泥排放量。

更具体地，上反应组件121的顶部和下反应组件122的底部分别设置有与各配合间隙配合的水流分布器16。当对上反应组件121或下反应组件122实施冲刷清洗作业时，相应的水流分布器16能够保证冲刷水流可以在各膜片的配合间隙中高效流动，从而保证水流与膜片的充分接触和冲洗，进而使水流对膜片上的污物冲洗效果更加显著、彻底。

另一方面，上进水阀121与下进水阀122相并联，且其并联点与厌氧消化罐22的出料口221间连通有进水泵171。该进水泵171能够有效保证由厌氧消化罐22出料口221处通入箱体11内的泥水量及其流速，从而使工作人员可以根据实际工况需要灵活调整所述厌氧膜生物反应器的运行状态和工作强度，满足相应的废水处理需要。

另外，上排水阀121与下排水阀122相并联，且其并联点与集水池24间连通有排水泵172。与上文中进水泵171相类似地，该排水泵172能够有效保证由箱体11内通入集水池24内的净水量及其流速，以保证所述厌氧膜生物反应器的废水处理效率和净水产出量。

在具体实施方式中，本发明所提供的废水处理系统，包括依次设置的调节池21、厌氧消化罐22和厌氧膜生物反应器，该厌氧膜生物反应器具体为如上文的厌氧膜生物反应器；还包括分别与厌氧消化罐22的顶部以及厌氧膜生物反应器的顶部相连通的气体收集罐23，厌氧膜生物反应器的下游连通有集水池24。该废水处理系统的废水处理效率较高，处理效果较好。

进一步地，厌氧消化罐22与调节池21间连通有进料泵223。该进料泵223能够有效保证由调节池21内通入厌氧消化罐22内的废水量，从而使所述废水处理系统的处理效率得以进一步提高。

需要说明的是，具体到实际应用中，上述进料泵223以及上文中所提及的进水泵171和排水泵172均为抽吸泵，以保证整个废水处理系统的运行过程更加稳定高效。

为了便于理解本方案，现结合上文及附图对本申请中废水处理系统的废水处理过程作如下阐述：

将COD(Chemical Oxygen Demand的首字母缩写，即，化学需氧量)值为10000mg/L的有机废水，首先送入到调节池21中，调节废水的pH为7，之后经过进料泵223将调节池21中废水输送到厌氧消化罐22中，有机物在厌氧消化罐22中经过水解酸化，最后经过产甲烷菌的作用分解产生甲烷，产生的甲烷经过顶部的排气口排入到气体收集罐23中，厌氧消化罐22中的泥水混合液经过其罐体底部的出料口221进入到厌氧膜生物反应器的箱体11中，通过膜生物反应器的分离作用，将泥水分离，然后经过排水泵172的抽吸作用，将泥水分离后产出的净水通入到集水池24中，同时，被截留的污泥微生物经过各回流阀以及厌氧消化罐22上的回流口222回流到厌氧消化罐22中，使厌氧消化罐22中维持较高的污泥浓度。通过膜生物反应器的过滤作用，增加了厌氧消化罐中污泥停留时间，降低了水体停留时间，且厌氧消化罐22中老龄化的污泥可以被厌氧消化分解掉，有效减少了过剩污泥排放量。

综上可知，本发明中提供的厌氧膜生物反应器，其工作过程中，先将下进水阀打开并保持上出水口开启，同时关闭上进水阀并保持下出水口关闭，之后厌氧消化罐内的泥水混合液经由下进水阀通入并充满箱体，之后开启上排水阀同时保持下排水阀关闭，此时箱体内的上反应组件处于工作状态；上反应组件连续工作一段时间后，打开上进水阀和下排水阀并使下出水口开启，同时关闭下进水阀和上排水阀并使上出水口关闭，此时下反应组件处于工作状态且上反应组件停止运行；此时，通入箱体内的泥水混合液可以对上反应器的膜片实施冲刷清洗，以使上反应器的各膜片上的沉积物能够被水流冲刷带走，从而使各膜片的运行通量得到恢复，以保证上反应组件的运行效率，之后待下反应组件运行一段时间后，调整各阀及各水口的启闭状态以使上反应组件重新运行并使下反应组件停止运行，之后重复上述冲刷作业过程以使下反应组件的各膜片上的沉积物能够被水流冲刷带走，从而恢复下反应组件的膜通量，保证其运行效率。所述厌氧膜生物反应器通过各部件协同配合，使得其上反应组件和下反应组件交替运行和冲刷清洗，从而有效避免了各反应组件的膜片因污物大量和长期沉积导致膜污染，从而显著提高了膜片使用寿命，并使膜通量始终维持在较高的运行水平，进而有效保证了所述厌氧膜生物反应器的整体运行效率。

此外，本发明所提供的应用上述厌氧膜生物反应器的废水处理系统，其废水处理效率较高，处理效果较好。

以上对本发明所提供的厌氧膜生物反应器以及应用该厌氧膜生物反应器的废水处理系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种厌氧膜生物反应器，其特征在于：包括箱体，所述箱体内沿竖直方向自上而下设置有上反应组件和下反应组件，所述上反应组件和所述下反应组件分别包括若干沿水流方向依次排布的膜片，相邻两所述膜片间具有配合间隙，所述箱体的一侧壁上具有与所述上反应组件对位配合的上进水口以及与所述下反应组件对位配合的下进水口，所述箱体的另一侧壁上具有与所述上反应组件对位配合的上出水口以及与所述下反应组件对位配合的下出水口；

所述箱体的顶部具有与外部气体收集罐连通的排气口，所述上进水口与上游的厌氧消化罐的出料口间连通有上进水阀，所述下进水口与上游的厌氧消化罐的出料口间连通有下进水阀，所述上反应组件的出水端与下游的集水池之间连通有上排水阀，所述下反应组件的出水端与下游的集水池之间连通有下排水阀；

所述厌氧膜生物反应器运行时，先打开下进水阀并保持上出水口开启，同时关闭上进水阀并保持下出水口关闭，之后厌氧消化罐内的泥水混合液经由下进水阀通入并充满箱体，然后开启上排水阀同时保持下排水阀关闭，此时箱体内的上反应组件处于工作状态；上反应组件连续工作一段时间后，打开上进水阀和下排水阀并使下出水口开启，同时关闭下进水阀和上排水阀并使上出水口关闭，此时下反应组件处于工作状态且上反应组件停止运行；此时，通入箱体内的泥水混合液对上反应器的膜片实施冲刷清洗，以使上反应器的各膜片上的沉积物能够被水流冲刷带走，使各膜片的运行通量得到恢复，待下反应组件运行一段时间后，调整各阀及各水口的启闭状态以使上反应组件重新运行并使下反应组件停止运行，之后重复上述冲刷过程以使下反应组件的各膜片上的沉积物能够被水流冲刷带走，从而恢复下反应组件的膜通量。

2.如权利要求1所述的厌氧膜生物反应器，其特征在于：所述上出水口与厌氧消化罐的回流口间连通有上回流阀，所述下出水口与厌氧消化罐的回流口间连通有下回流阀。

3.如权利要求1所述的厌氧膜生物反应器，其特征在于：所述上反应组件的顶部和所述下反应组件的底部分别设置有与各所述配合间隙配合的水流分布器。

4.如权利要求1所述的厌氧膜生物反应器，其特征在于：所述上进水阀与所述下进水阀相并联，且其并联点与厌氧消化罐的出料口间连通有进水泵。

5.如权利要求1所述的厌氧膜生物反应器，其特征在于：所述上排水阀与所述下排水阀相并联，且其并联点与集水池间连通有排水泵。

6.一种废水处理系统，其特征在于：包括依次设置的调节池、厌氧消化罐和厌氧膜生物反应器，所述厌氧膜生物反应器具体为如权利要求1至5中任一项所述的厌氧膜生物反应器；

还包括分别与所述厌氧消化罐的顶部以及所述厌氧膜生物反应器的顶部相连通的气体收集罐，所述厌氧膜生物反应器的下游连通有集水池。

7.如权利要求6所述的废水处理系统，其特征在于：所述厌氧消化罐与所述调节池间连通有进料泵。