CN113387440A - 一体化好氧、厌氧膜生物反应器 - Google Patents

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李哲
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徐昊
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Abstract

本发明公开了一体化好氧、厌氧膜生物反应器，包括第一反应器、第二反应器和清水池，第一反应器和第二反应器均包括下部的颗粒污泥床和上部的澄清液，颗粒污泥床填充有用于附着微生物的多孔海绵，第一反应器的澄清液设置有中空纤维膜。一部分水流通过中空纤维膜进行过滤，将水中残留的微生物、有机物养分等过滤下来，得到相对洁净的水并排放至清水池，而大部分的水则通过第一连通管将第一反应器澄清液进行进一步转移，好氧反应器中海绵载体上生长的硝化与反硝化微生物以及聚磷微生物，进一步对其中的N、P进行去除，最后得到的澄清液通过第二连通管返回第一反应器的进口端，得到相对洁净的清水。

Description

一体化好氧、厌氧膜生物反应器
技术领域
本发明属于污水处理设备的技术领域，特别是涉及一体化好氧、厌氧膜生物反应器。
背景技术
厌氧生物处理技术即为在厌氧状态下，污水中的有机物被厌氧细菌分解、代谢、消化，使得污水中的有机物含量大幅减少，同时产生沼气的一种高效的污水处理方式。利用厌氧性微生物的代谢特性，在无需提供外源能量的条件下，以污水中被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。而好氧反应器中海绵载体上生长的硝化与反硝化微生物以及聚磷微生物去除水中的N和P。现有技术中大多数是直接对其中的有机物养分进行降解，都忽略了水体中还有N和P，这样的污水排放后容易导致水体富营养化。
现有厌氧发酵和好氧发酵的反应器多为柱状结构，里面填充有各种生物污泥，生活污水等从反应器底部进入后由顶端出水，水流经过生物污泥并被发酵，影响生物发酵活性的因素有很多，其中主要是微生物的活性，颗粒污泥的团聚属性等。而水流自下向上冲击的剪切力度较大，容易造成颗粒污泥散开，微生物失去附着力，微生物随水流一同被清理，造成颗粒污泥的活性降低。
因此，本发明主要解决的是由于污水中不仅存在有机物养分，同时还具有氮和磷，单一厌氧发酵很难对其中的氮和磷进行降解导致水体仍然造成富营养化的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一体化好氧、厌氧膜生物反应器，主要解决的是由于污水中不仅存在有机物养分，同时还具有氮和磷，单一厌氧发酵很难对其中的氮和磷进行降解导致水体仍然造成富营养化的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一体化好氧、厌氧膜生物反应器，包括第一反应器、第二反应器和清水池，所述第一反应器和第二反应器均包括下部的颗粒污泥床和上部的澄清液；
所述颗粒污泥床填充有用于附着微生物的多孔海绵，所述第一反应器的澄清液设置有中空纤维膜，所述中空纤维膜与清水池之间设置有出水管，所述第一反应器的下端设置有进水管；
所述第一反应器对应澄清液的侧壁与第二反应器的底部进口端连通有第一连通管，所述第二反应器的进口端还连通有空气管；
所述第二反应器对应澄清液的位置与第一反应器的进口端连通有第二连通管。
进一步地，所述第二连通管串联有调节池，所述调节池的底部连通氮气入口。
进一步地，所述第一反应器的顶部设置有第一盖板，所述第一盖板连通有甲烷收集管。
进一步地，所述第二反应器的顶部设置有第二盖板，所述第二盖板连通有排气管。
进一步地，进水管、出水管、第一连通管和第二连通管均串接有水泵。
进一步地，所述出水管还串接有压力传感器。
本发明具有以下有益效果：
先经过厌氧颗粒污泥床进行厌氧发酵，降解水中的有机物和养分，然后降解后的水为澄清液位于第一反应器的上部，其分成两股水流，一部分水流通过中空纤维膜进行过滤，将水中残留的微生物、有机物养分等过滤下来，得到相对洁净的水并排放至清水池。而大部分的水则通过第一连通管将第一反应器澄清液进行进一步转移，转移至第二反应器下端，转移后经过第二反应器的好氧海绵反应器进行降解，好氧反应器中海绵载体上生长的硝化与反硝化微生物以及聚磷微生物去除进一步对其中的N、P进行去除，最后得到的澄清液通过第二连通管返回第一反应器的进口端，再一次进行厌氧发酵阶段，经过多次重复的厌氧和好氧微生物进行分解，得到相对洁净的清水。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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：本发明结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
第一反应器1、第二反应器2、清水池4、颗粒污泥床3、澄清液5、多孔海绵31、中空纤维膜51、出水管41、进水管11、第一连通管52、空气管21、第二连通管61、调节池6、氮气入口62、第一盖板12、甲烷收集管13、第二盖板22、排气管23、水泵7、压力传感器42。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示：一体化好氧、厌氧膜生物反应器，包括第一反应器1、第二反应器2和清水池4，所述第一反应器1和第二反应器2均包括下部的颗粒污泥床3和上部的澄清液5；第一反应器和第二反应器均为中空柱状。澄清液是进过颗粒污泥床过滤后的水。
所述颗粒污泥床3填充有用于附着微生物的多孔海绵31，所述第一反应器1的澄清液设置有用于过滤的中空纤维膜51，所述中空纤维膜51与清水池4之间设置有出水管41，所述第一反应器的下端设置有进水管11；其中第一反应器为厌氧发酵阶段，对应多孔海绵的微生物为厌氧微生物，用于降解水中的营养成分，而第二反应器为好氧发酵阶段，对应的多孔海绵附着生长的是好氧微生物，用于降解水中的N、P。
所述第一反应器1对应澄清液5的侧壁与第二反应器2的底部进口端连通有第一连通管52，所述第二反应器2的进口端还连通有空气管21；
所述第二反应器2对应澄清液5的位置与第一反应器1的进口端连通有第二连通管61。
本发明中，通过两个反应器协同作用，不仅可以将水中的营养成分降解，同时可以降解水中N、P。
其完成污水处理的过程是：先经过厌氧颗粒污泥床进行厌氧发酵，降解水中的有机物和养分，然后降解后的水为澄清液位于第一反应器的上部，其分成两股水流，一部分水流通过中空纤维膜进行过滤，将水中残留的微生物、有机物养分等过滤下来，得到相对洁净的水并排放至清水池。而大部分的水则通过第一连通管将第一反应器澄清液进行进一步转移，转移至第二反应器下端，转移后经过第二反应器的好氧海绵反应器进行降解，好氧反应器中海绵载体上生长的硝化与反硝化微生物以及聚磷微生物去除进一步对其中的N、P进行去除，最后得到的澄清液通过第二连通管返回第一反应器的进口端，再一次进行厌氧发酵阶段，经过多次重复的厌氧和好氧微生物进行分解，得到相对洁净的清水。
需要注意的是：经过中空纤维膜进行过滤，可以使第一反应器中的养分浓度提高，有利于厌氧微生物的高效生长，提高其降解活性。其次，本发明中的厌氧，兼性厌氧和好氧微生物均附着生长在多孔海绵中，海绵具有稳定的结构，不容易受到水流冲击而分散。微生物不容易流失。
如图1所示：所述第二连通管61串联有调节池6，所述调节池6的底部连通氮气入口62。用于将经过好氧发酵的澄清液进行除氧处理，防止氧气进入第一反应器影响厌氧发酵过程。
如图1所示：所述第一反应器1的顶部设置有第一盖板12，所述第一盖板12连通有甲烷收集管13。用于回收甲烷。
如图1所示：所述第二反应器2的顶部设置有第二盖板22，所述第二盖板22连通有排气管23。用于排出好氧发酵过程中产生的气体。
如图1所示：进水管11、出水管41、第一连通管52和第二连通管61均串接有水泵7。用于对水进行增压。
如图1所示：所述出水管41还串接有压力传感器42。用于检测水压，当水压降低时说明中空纤维膜透过性变差，需要更换或反冲洗保持通率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一体化好氧、厌氧膜生物反应器，其特征在于：
包括第一反应器(1)、第二反应器(2)和清水池(4)，所述第一反应器(1)和第二反应器(2)均包括下部的颗粒污泥床(3)和上部的澄清液(5)；
所述颗粒污泥床(3)填充有用于附着微生物的多孔海绵(31)，所述第一反应器(1)的澄清液设置有中空纤维膜(51)，所述中空纤维膜(51)与清水池(4)之间设置有出水管(41)，所述第一反应器()的下端设置有进水管(11)；
所述第一反应器(1)对应澄清液(5)的侧壁与第二反应器(2)的底部进口端连通有第一连通管(52)，所述第二反应器(2)的进口端还连通有空气管(21)；
所述第二反应器(2)对应澄清液(5)的位置与第一反应器(1)的进口端连通有第二连通管(61)。
2.根据权利要求1所述一体化好氧、厌氧膜生物反应器，其特征在于：所述第二连通管(61)串联有调节池(6)，所述调节池(6)的底部连通氮气入口(62)。
3.根据权利要求1所述一体化好氧、厌氧膜生物反应器，其特征在于：所述第一反应器(1)的顶部设置有第一盖板(12)，所述第一盖板(12)连通有甲烷收集管(13)。
4.根据权利要求1所述一体化好氧、厌氧膜生物反应器，其特征在于：所述第二反应器(2)的顶部设置有第二盖板(22)，所述第二盖板(22)连通有排气管(23)。
5.根据权利要求1所述一体化好氧、厌氧膜生物反应器，其特征在于：进水管(11)、出水管(41)、第一连通管(52)和第二连通管(61)均串接有水泵(7)。
6.根据权利要求5所述一体化好氧、厌氧膜生物反应器，其特征在于：所述出水管(41)还串接有压力传感器(42)。
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