[发明专利]外置式厌氧膜生物反应器及其废水净化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种外置式厌氧膜生物反应器及其废水净化工艺。

背景技术

厌氧生物反应是污水处理中的常规工艺，其具有占地面积小、工艺简单、运行能耗低、污泥产量低、可降解一些难降解的有机污染物质等优点，且厌氧过程中产生的沼气可以作为能源再生利用，是一种兼具环境和经济效益多种优点的处理技术，因此被广泛应用于废水处理领域，尤其是较高浓度有机污染物的废水处理。但传统的厌氧反应器存在着污泥流失造成的微生物浓度过低的问题，因流失和数量衰减，厌氧微生物很难在厌氧反应器中累积到较高浓度，造成厌氧反应器效率降低，另外，微生物的流失也造成出水水质变差。为了解决厌氧反应器低截留问题，一般采用增加水力停留时间，这样就必须增大反应器容积，造成占地面积增大和投资成本提高等问题。

目前厌氧膜生物反应器技术分为外置式和浸没式两种。外置式是将厌氧处理出水引出到反应池外，通过内压式进入膜管内高速错流过滤，滤出清水渗出膜管，活性污泥及浓缩液留在膜管内，然后回流到反应池中，该技术的优点是处理通量较高、设备紧凑、膜污堵后便于清洗；缺点主要是运行能耗很高，需要循环泵在4m/s的错流速度下循环污泥，以防止膜污染，同时回流污泥可能影响厌氧环境，使系统运行存在不稳定因素。浸没式是将膜置于厌氧反应池出水区中，清水渗入膜管内，活性污泥及浓缩液被膜截留在反应池内，然后通过抽吸泵施加负压方式将处理后的清水排出，由于采用负压出水，能耗远远低于外置膜方式，同时没有污泥回流，也减少了对系统稳定性潜在的影响，因此在稳定性和运行能耗上，浸没式较外置式更有优势。但由于浸没式膜采用低速错流模式，即0.2m/s的表面流速(通常采用在组件底部加上搅拌装置，加强污泥流动)，使浸没式存在更快的膜污染问题，这就严重影响了浸没式膜系统的工程实用性。浸没式膜堵塞后清洗也很困难，往往需要对膜组进行在线反冲，或将膜组取出清洗，这就大大增加了工作强度。浸没式膜组主要包括中空纤维膜，这种膜很易发生断丝和堵塞。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种运行耗能低、出水水质好、不易堵塞的外置式厌氧膜生物反应器和外置式厌氧膜生物反应器工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供的外置式厌氧膜生物反应器，包括厌氧池、竖直并联排布的多个管式膜组件，所述每个管式膜组件内设有若干根竖直的管式超滤膜元件，所述厌氧池下部设有进水口，所述厌氧池上部设有出水口，所述出水口与管式膜组件之间连有第一进水管道，所述第一进水管道上依次连有细格栅和第一进水泵，每根管式超滤膜元件的下端入口与第一进水管道相连通，每根管式超滤膜元件的上端出口与所述厌氧池进水口之间设有相连通的回流管道，所述每根管式超滤膜元件的内径为5-10mm，所述管式膜组件设有滤出清水出口。

优选地，所述厌氧池内由下到上依次为进水区、填料区、出水区和沼气收集区，所述进水口设在进水区的侧壁上，所述进水区内设有污泥搅拌器和布水器，所述出水口设在出水区的侧壁上，所述沼气收集区设有排气口。

进一步地，所述排气口处连有通往沼气收集罐底部入口的进气管道，所述沼气收集罐上部出口和所述第一进水管道通过曝气管道相连通，所述曝气管道上依次设有曝气泵和控制阀，所述第一进水管道和曝气管道交汇处连有通往每根管式超滤膜元件下端入口处的第二进水管道，所述第二进水管道上设有用于将沼气和废水进行混合的曝气混合装置，所述沼气收集罐上方侧壁上连有清水进水管，所述沼气收集罐内上方设有清水喷雾布水器，所述沼气收集罐下方侧壁上连有排水管。

优选地，所述每根管式超滤膜元件的上端出口处连有与进气管道相通的气体管道，所述气体管道上连有沼气分离器。

优选地，所述厌氧池进水口处连有第二进水泵。

优选地，所述每根管式超滤膜元件包括支撑层和涂覆于支撑层内表面的有机高分子滤膜层，所述支撑层采用聚酯工业微滤无纺布缠绕而成，所述有机高分子滤膜层材料为聚醚砜或聚砜或聚偏氟乙烯。

优选地，所述管式膜组件上还连接有反冲洗泵。

优选地，还包括一清洗池，所述清洗池通过两根清洗水管分别与第一进水管道、回流管道相连接，所述两根清洗水管上分别设有阀门。

优选地，所述细格栅的过滤精度为500-800微米。

本发明还提供了一种外置式厌氧膜生物反应器废水净化工艺，其包括以下步骤：

1)待处理废水进入厌氧池内，进行厌氧反应同时产生沼气；

2)厌氧反应后的废水经细格栅过滤；