一体式气体内循环厌氧折流板膜生物反应器的制作方法

本发明涉及一种一体式气体内循环厌氧折流板膜生物反应器，属于废水厌氧发酵领域。

背景技术：

随着我国水环境的恶化，对于各种废水的处理提出了更高的要求。高浓度有机废水对环境水体的污染程度大，而且处理难度较高，是目前环保研究领域的难题之一。目前主要的厌氧处理技术或不能有效的处理含有高悬浮物的废水或搅拌混合的动力大，出水悬浮物浓度高，后续处理困难，且常需要多个单元的组合，工艺流程长，管理难度大，短流程化需求迫切。因此，提供一种低能耗、高效率、且能有效去除悬浮物的一体式的污水厌氧处理装置势在必行。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种一体式气体内循环厌氧折流板膜生物反应器，本发明在在整个反应器的前部设置折板，使废水以此通过厌氧污泥床层被高效的降解，之后进入膜过滤反应区，在厌氧环境下，通过微滤过滤掉悬浮固体，出水中不含悬浮物。

本发明所提供的一体式气体内循环厌氧折流板膜生物反应器，它包括厌氧折流板反应区和厌氧膜生物反应区；

所述厌氧折流板反应区的侧壁上设有进水口和排泥口Ⅰ，其顶部设有集气口Ⅰ；

所述厌氧折流板反应区包括若干个隔室，每个所述隔室内设有一折流板，沿待处理污水的流动方向，所述折流板将所述隔室分隔成降流区和升流区；

所述厌氧膜生物反应区的侧壁上设有排泥口Ⅱ，其顶部设有集气口Ⅱ；

所述厌氧膜生物反应区内设有若干个厌氧膜，所述厌氧膜的上部设有膜出水口，所述膜出水口与出水管相连通，所述出水管的另一端连接出料容器；

所述排泥口Ⅰ和所述排泥口Ⅱ均与排泥管相连通，所述排泥管与排泥容器相连通；

所述集气口Ⅰ和所述集气口Ⅱ均与集气袋相连通。

上述的生物反应器中，所述排泥口Ⅰ和所述排泥口Ⅱ均设于所述厌氧膜生物反应区的侧壁的底部。

上述的生物反应器中，每个所述隔室内，所述升流区的宽度大于所述降流区的宽度，所述宽度指的是污水的流动方向，如所述降流区与所述升流区的宽度比为1：3，如此设置有利于污水流动过程中与厌氧微生物之间进行良好接触。

上述的生物反应器中，所述折流板的下端向所述升流区折起，可促进污水与厌氧微生物的良好接触。

上述的生物反应器中，所述厌氧折流板反应区内，在每个所述升流区的上方设有所述集气口Ⅰ，方便产气进入收集系统，保证生物反应器内部处于常压状态。

上述的生物反应器中，所述厌氧折流板反应区与所述厌氧膜生物反应区之间设有格栅，可过滤污水里的悬浮物及其他颗粒杂质，防止进入厌氧膜生物反应区的污水携带悬浮物等杂质对所述厌氧膜的刮破和堵塞。

上述的生物反应器中，所述集气袋与曝气回路相连接；

所述曝气回路的另一端连接微孔曝气管，所述微孔曝气管设于所述厌氧膜生物反应区内所述厌氧膜的下部，用泵将所述生物反应器和所述集气袋内的沼气抽出，并通入到所述微孔曝气管中，所述微孔曝气管中排出的沼气带动液体在所述厌氧膜(与挡板)之间的空间内上升，对所述厌氧膜的表面进行冲刷，防治膜污染的形成。

上述的生物反应器中，所述厌氧膜生物反应区内，每个所述厌氧膜的两侧均设有一挡板，用于对所述微孔曝气管产生的气体进行导流。

上述的生物反应器中，所述厌氧膜为微滤膜，用于过滤微生物和悬浮固体。

本发明一体式气体内循环厌氧折流板膜生物反应器具有如下优点：

(1)污水经过了厌氧固定床(即厌氧折流板反应区)的生物降解后，进入到膜分离区(即厌氧膜生物反应区)的悬浮固体大幅度降低，膜污染程度大幅度的减少，有利于膜的长期运行维护，提高经济性。

(2)污水经过本发明的装置后，膜出水不含悬浮物，水质大幅度提高，有利于后续进一步的生化处理、深度处理和回用。

(3)膜的分离在厌氧发酵的体系内原位进行，采用产生的沼气进行内循环清洗膜，降低了能耗。

(4)在污水进入膜分离区前，设置了用于分离悬浮颗粒的格栅，减少对膜的污染。

附图说明

图1为本发明一体式气体内循环厌氧折流板膜生物反应器的主视图。

图2为本发明一体式气体内循环厌氧折流板膜生物反应器的俯视图。

图3为本发明一体式气体内循环厌氧折流板膜生物反应器中格栅的局部放大图。

图中各标记如下：

1厌氧折流板反应区、2排泥口、3装置外壳、4折流板、5进水口、6集气袋、7格栅、8挡板、9厌氧膜、10集气口、11曝气回路、12出水管、13出料泵、14出料容器、15气体循环泵、16微孔曝气管、17厌氧膜生物反应区、18膜出水口、19排泥管、20排泥泵、22排泥容器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

如图1和图2所示，分别为本发明一体式气体内循环厌氧折流板膜生物反应器的主视图和俯视图，包括厌氧折流板反应区1(左侧虚线方框内)和厌氧膜生物反应区17(右侧虚线方框内)。厌氧折流板反应区1内设有多个隔室(本实施例设置2个)，每个隔室内设有1个折流板4，沿污水的流动方向，将厌氧折流板反应区1内的每个隔室分隔成1个降流区和1个升流区，其中，降流区的宽度小于升流区的宽度，这样有利于污水流动过程中与厌氧微生物之间进行良好接触，本实施例中降流区与升流区的宽度比为1：3。每个隔室内折流板4的下端向升流区折起，以促进污水与厌氧微生物的良好接触。厌氧折流板反应区1的侧壁上设有进水口5和排泥口2，均设置于装置外壳3上，且排泥口2设于装置外壳3的底部处，排泥口2与排泥管19相连，通过排泥泵20将污泥排到排泥容器21中；厌氧折流板反应区1的顶部于升流区的位置相应处均设有一集气口10，其与集气袋6相连通，从而将厌氧折流板反应区1内产生的气体收集于集气袋6中。厌氧折流板反应区1和厌氧膜生物反应区17之间设有格栅7，如图3所示，用于去除污水里的杂质，防止对膜的刮破和堵塞。厌氧膜生物反应区17的顶部设有集气口10，其与集气袋6相连通，从而将厌氧膜生物反应区17内产生的气体收集于集气袋6中，侧壁上设有排泥口2，排泥口2与排泥管19相连，通过排泥泵20将污泥排到排泥容器21中；厌氧膜生物反应区17内部设有5个厌氧膜9，厌氧膜9为微滤膜，用于过滤微生物和悬浮固体。每个厌氧膜9的顶部设有膜出水口18，膜出水口18与出水管12相连通，出水管12的另一端连接出料容器14，且出水管12上设置出料泵13。为利用污水处理过程中产生的沼气，将集气袋6与曝气回路11相连接，曝气回路11的另一端连接微孔曝气管16，微孔曝气管16设于厌氧膜生物反应区17内厌氧膜9的下部，用于对膜进行冲刷清洗，同时实现采用厌氧折流板反应区1产生的沼气内循环的目的，保证厌氧膜生物反应区17的厌氧环境。为了实现对气体的导流，在每个厌氧膜9的两侧均设置挡板8，以对微孔曝气管16产生的气体进行导流。

利用本发明一体式气体内循环厌氧折流板膜生物反应器进行污水处理：

实施例1、

采用的一体式气体内循环厌氧折流板膜生物反应器为长方体，厌氧折流板反应区与厌氧膜生物反应区的长度比为1：3。

根据厌氧折流板反应区1与厌氧膜生物反应区17的不同污泥浓度接种厌氧污泥。从进水口5泵入猪场废水(COD＝10000-15000mg/L，SS＝1000-2000mg/L)，泵送到厌氧折流板反应区1的第一隔室，然后经过第二隔室(每个隔室内依次经过降流区和升流区)，COD和SS去除率分别为90-93％和75-80％，即COD和SS经厌氧折流板反应区后，进入厌氧膜生物反应区17的浓度分别为700-1500mg/L和200-500mg/L；猪场废水在进入厌氧膜生物反应区17要经过格栅7，截留80-85％的杂质，废水经过厌氧膜9的作用(膜的通量为5L/h)，净化的水从出水管12由出料泵13排出。厌氧膜生物反应区17下方的微孔曝气管16通过气体循环泵15，将整个反应器产生的沼气循环到微孔曝气管16中，对所对应的厌氧膜9进行清洗。膜出水的COD为300-400mg/L，SS为150-200mg/L。总的水力停留时间为5天，整个运行过程中，保持整个反应器的水温为35～37℃。

可知整个反应器对于COD和SS的去除率分别可达到96-98％和80-92.5％。

实施例2、

采用的一体式气体内循环厌氧折流板膜生物反应器为长方体，厌氧折流板反应区与厌氧膜生物反应区的长度比为1：3。

根据厌氧折流板反应区1与厌氧膜生物反应区17的不同污泥浓度接种厌氧污泥。从进水口5泵入牛场废水(COD＝20000-22000mg/L，SS＝25000-28000mg/L)，泵送到厌氧折流板反应区1的第一隔室，然后经过第二隔室(每个隔室内依次经过降流区和升流区)，COD和SS去除率分别为85-90％和80-85％，即COD和SS经厌氧折流板反应区后，进入厌氧膜生物反应区17的浓度分别为2000-3300mg/L和3750-5600mg/L；牛场废水在进入厌氧膜生物反应区17要经过格栅7，截留80-85％的杂质，废水经过厌氧膜9的作用(膜的通量为5L/h)，净化的水从出水管12由出料泵13排出。厌氧膜生物反应区17下方的微孔曝气管16通过气体循环泵15，将整个反应器产生的沼气循环到微孔曝气管16中，对所对应的厌氧膜9进行清洗。膜出水的COD为400-600mg/L，SS为200-700mg/L。总的水力停留时间为5天，整个运行过程中，保持整个反应器的水温为35～37℃。整个反应器对于COD和SS的去除率分别可达到97-98％和97-99.2％。膜在反应器运行6个月后，出现轻微堵塞现象。

设置普通厌氧膜生物反应器作为对比：

普通厌氧膜生物反应器接种的厌氧污泥同厌氧膜生物反应区接种的一样。进水高浓度牛场废水(COD＝20000mg/L，SS＝25000mg/L)，废水经过膜的作用(膜的通量为5L/h)，净化的水从出水管由出料泵排出。膜下方的微型曝气管通过气体循环泵，将整个反应器产生的沼气循环到曝气管中，对所对应的膜进行清洗。膜出水的COD为6000mg/L，SS为2000mg/L。总的水力停留时间为5天，整个运行过程中，保持整个反应器的水温为35～37℃。整个反应器对于COD和SS的去除率分别可达到70％和92％，出水浓度未达到畜禽废水排放标准。膜在反应器运行1个月后，出现轻微堵塞现象。

由上述对比可以看出，本发明生物反应器对于高浓度牛场废水的COD和SS有较好的处理效果，且延长了膜受污染的时间。