一种动态膜厌氧反应器的制作方法

本实用新型属于一种污水处理装置，特别涉及一种动态膜厌氧反应器。

背景技术：

食品、生物、化工等行业排放大部分废水都属于高浓度有机废水，利用常规的物化、生化处理难达到处理目的，同时存在操作管理，投资大，运行成本高等一系统问题。厌氧反应器是一种高效的生物膜法处理方法。它是利用砂等大表面积的物质为载体,厌氧微生物以膜形式结在砂或其它载体的表面，在污水中成流动状态，微生物与污水中的有机物进行接触吸附分解有机物，从而达到处理的目的。

现有厌氧反应器自下而上包括底部的吸附厌氧微生物的污泥层、附着气体的污泥颗粒悬浮污泥层、三相分离器；废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床；厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程；在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利；在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升；上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气；气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。然而，厌氧反应器对去除废水中的总氮效果很小，因此后续还需要增加除氮的处理工艺。

动态膜(Dynamicmem-brane)是新兴的一种污水处理膜，为通过在膜基材表面形成污泥层起到精密截留作用的一种新型膜组件，其中自生动态膜是在过滤过程中由污泥絮体(微生物及其代谢产物)为涂膜材料累积形成膜层。其形成时间及厚度及生物量等与运行条件密切相关，有文献报导污泥絮体累积速率约为0～50g/(m²h)，因而“膜层”形成相对较慢并且难以稳定，导致动态膜形成时间较长，通常在30分钟至几小时不等，由此初期水质难以满足要求(有效过滤作用只有在污泥层形成至一定厚度才能发挥作用)，只能采用大回流量至成膜，从而增加了前道池负荷；其次，动态膜在运行时因高污泥浓度易出现膜层增长过快，导致出水通量下降，有效运行周期相对较短，并且缺乏有效的控制措施；再就是，动态膜反洗效果差，出水通量恢复率低，导致正常产水量小，时间长后很容易产生不可逆污染，导致药洗频繁，增加了运行成本和操作复杂程度。此三大缺陷成为制约自生动态膜厌氧反应器有效利用主要障碍。

技术实现要素：

技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种动态膜厌氧反应器。

技术方案：本实用新型提供的一种动态膜厌氧反应器，包括反应器本体以及设于反应器本体内的动态膜组件；所述动态膜组件包括基材和形成在基材上的动态膜；所述基材为大孔基材。

作为改进，所述反应器本体内自下而上依次设有污泥层、悬浮污泥层和动态膜组件，反应器本体的进水口设于反应器本体侧壁上、其出水口为动态膜组件的出水口。

作为另一种改进，所述基材为海绵、滤网、无纺布、多孔陶瓷、烧结金属网、金属纤维烧结毡、粉末烧结材料、烧结多孔塑料、烧结铝氧化物、棉织物、毛织物、丝织物、合成纤维织物、玻璃纤维织物、非织造纤维织物中的一种或几种的组合。

作为另一种改进，所述基材的纵截面为空心圆环，其外径为40-150毫米、内径为10-30毫米，高为0.1-3米；优选地，其外径为40-100毫米、内径为10-30毫米，高为0.3-1米；更优选地，其外径为40-60毫米、内径为10-30毫米，高为0.4-0.6米；最优选地，其外径为50毫米、内径为20毫米，高为0.5米。

作为另一种改进，所述动态膜自外而内依次包括过滤吸附层、厌氧反应层。

作为另一种改进，所述动态膜组件的形成和应用方法，包括以下步骤：

动态膜的形成：将废水持续通入反应器本体内，通过基材1-7天即在基材表面形成动态膜，具体为：污水由外至内向基材中渗透，同时在基材表面吸附一些较大颗粒的杂质和污泥，形成初生动态膜；运行一段时间后初生动态膜表面继续吸附杂质和污泥形成过滤吸附层，初生动态膜内部形成一层致密的污泥层并生长厌氧菌即为厌氧反应层，至此形成表面附着动态膜的基材即为动态膜组件；

(2)废水处理：污水经过污泥层、悬浮污泥层、动态膜组件进行厌氧分解有机物，同时在动态膜组件进行气固液三相分离。

步骤(1)和步骤(2)中，废水依靠重力自然通过动态膜。

本实用新型还提供了上述动态膜厌氧反应器的形成和应用方法，包括以下步骤：

(1)动态膜的形成：将废水持续通入反应器本体内，通过基材1-7天即在基材表面形成动态膜，具体为：污水由外至内向基材中渗透，同时在基材表面吸附一些较大颗粒的杂质和污泥，形成初生动态膜；运行一段时间后初生动态膜表面继续吸附杂质和污泥形成过滤吸附层，初生动态膜内部形成一层致密的污泥层并生长厌氧菌即为厌氧反应层，至此形成表面附着动态膜的基材即为动态膜组件；

(2)废水处理：污水经过污泥层、悬浮污泥层、动态膜组件进行厌氧分解有机物，同时在动态膜组件进行气固液三相分离。

有益效果：本实用新型提供的动态膜厌氧反应器结构简单、成本低廉、使用方便，依靠在大孔基材上快速形成的活性污泥滤饼层完成气固液三相分离，可有效降COD、BOD，几乎无能耗，无需维护，使用寿命长，运行成本低。

附图说明

图1为本实用新型动态膜厌氧反应器的结构示意图。

图2为本实用新型动态膜组件的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型动态膜厌氧反应器作出进一步说明。

动态膜厌氧反应器，包括反应器本体1以及设于反应器本体1内的动态膜组件2；动态膜组件2包括基材21和形成在基材21上的动态膜22；基材21为大孔基材。反应器本体1内自下而上依次设有污泥层4、悬浮污泥层3和动态膜组件2，反应器本体1的进水口设于反应器本体1侧壁上、其出水口为动态膜组件2的出水口。动态膜22自外而内依次包括过滤吸附层23、厌氧反应层24。

制备一批尺寸、材质不同的动态膜组件并运行，条件见表1，方法如下：

(1)动态膜的形成：将废水持续通入反应器本体内，通过基材1-7天即在基材表面形成动态膜，具体为：污水由外至内向基材中渗透，同时在基材表面吸附一些较大颗粒的杂质和污泥，形成初生动态膜；运行一段时间后初生动态膜表面继续吸附杂质和污泥形成过滤吸附层，初生动态膜内部形成一层致密的污泥层并生长厌氧菌即为厌氧反应层，至此形成表面附着动态膜的基材即为动态膜组件；

(2)废水处理：污水经过污泥层、悬浮污泥层、动态膜组件进行厌氧分解有机物，同时在动态膜组件进行气固液三相分离；

(3)工作过程中假如发现膜表面的污泥层太厚，影响水通量，此时需要反冲洗，通过曝气冲刷膜表面，反洗完成可以继续运行；由于本实用新型为大孔材料制得的动态膜，因此，其对污废水阻力非常小，可仅靠污废水自身重力完成，其流通量由系统自行调节；不仅节能环保、成本低；而且反冲洗周期非常长，几乎不需要反冲洗。

表1

利用上述动态膜厌氧反应器对江苏宜兴王某家化粪池进行处理，结果见表2。

表2

其中，对比例为采用常规聚氨酯材料制得的动态膜。

由表2可知，本实用新型的动态膜厌氧反应器可有效去除污水中的氨氮等有机物。