[实用新型]一种外置式厌氧膜生物反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种外置式厌氧膜生物反应器，适用于高浓度有机废水的处理。

背景技术

膜生物反应器（MBR），将膜分离技术与生物处理技术相结合，在有效去除污染物的同时，也将生物量截留在了反应器内，克服了传统生物处理技术中生物量流失的现象。根据生物反应器类型的不同，MBR可以分为好氧MBR和厌氧MBR，其中好氧MBR主要应用于市政废水等有机负荷低，可生化性较高的废水，而对于有机负荷较高的工业废水，由于其曝气过程中耗费成本过高而难于应用。相比之下，厌氧MBR因其能耗较低的优势更适用于高浓度有机废水的处理。一般来说，厌氧MBR反应器由一个生物反应器和一个外置式的膜组件组成，由于厌氧生物反应器中的污泥浓度较高，长期运行膜组件表面易积累泥垢，造成膜污染现象，使得MBR处理效果下降，与此同时，在清洗膜污染的过程中需要经常采用化学药品，易于造成二次污染。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种占地面积小，节省设备运行费用，可处理高浓度有机废水且能有效减轻膜污染状况的外置式厌氧膜生物反应器。

本实用新型的外置式厌氧膜生物反应器，包括调节池、厌氧生物反应器和膜箱，厌氧生物反应器的底部设有布水管，上部装有三相分离器，顶部设有出气口，厌氧生物反应器外部有污泥循环泵，该污泥循环泵的进口和出口均与厌氧生物反应器相连，膜箱的底部有微孔曝气装置，顶部设有排气口，内部装有超滤束状膜组件，超滤束状膜组件的顶部与第二抽吸泵相连，调节池通过第一抽吸泵与厌氧生物反应器的布水管相连，厌氧生物反应器的出水管与膜箱上部的进水管相连，膜箱下部的污水管通过循环泵与厌氧生物反应器的布水管连通。

本实用新型中所说的超滤束状膜组件可采用束式超滤中空纤维膜，膜表面积为0.07m²。

厌氧生物反应器中装有三相分离器，可有效地将厌氧生物反应器中的液相、气相和固相分离，降低了厌氧生物反应器出水的污泥浓度，减缓了膜污染现象。

厌氧生物反应器外部接有污泥循环泵，通过循环过程中的水力紊流达到泥水充分混合的状态。

随着膜过滤过程的进行，膜箱内废水有机浓度逐渐上升，为控制膜箱内废水有机浓度，将膜箱下部的污水管通过循环泵与厌氧生物反应器的布水管连通，可使膜箱内的高浓度废水以及污泥回流至厌氧生物反应器循环反应。

膜过滤过程中通过膜箱底部的微孔曝气装置持续通入氮气，以冲刷积聚在超滤束状膜组件上的污泥，减缓膜污染状况。

本发明装置的优点在于：

该反应器可以有效防止污泥流失，提高污泥泥龄，易于微生物的富集。通过氮气冲刷可以有效减轻膜污染状况，提高膜组件的使用周期，节省清洗膜组件的成本及清洗过程中造成的二次污染。该反应装置结构简单，易于操作，适用于高浓度有机废水的处理。

附图说明

图1为外置式厌氧膜生物反应装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型。

参照图1，本实用新型的外置式厌氧膜生物反应器，包括调节池1、厌氧生物反应器3和膜箱7，厌氧生物反应器的底部设有布水管4，上部装有三相分离器5，顶部设有出气口，厌氧生物反应器外部有污泥循环泵6，该污泥循环泵6的进口和出口均与厌氧生物反应器相连，膜箱7的底部有微孔曝气装置8，顶部设有排气口11，内部装有超滤束状膜组件9，超滤束状膜组件9的顶部与第二抽吸泵10相连，调节池1通过第一抽吸泵2与厌氧生物反应器3的布水管4相连，厌氧生物反应器3的出水管与膜箱7上部的进水管相连，膜箱7下部的污水管通过循环泵12与厌氧生物反应器的布水管4连通。

调节池1中的高浓度有机废水通过第一抽吸泵2进入到厌氧生物反应器3中，进水经布水器4的均匀布水之后，向上流过絮状或颗粒状污泥组成的污泥床。泥水通过污泥循环泵6产生的水力紊流充分混匀，整个厌氧生物反应器的水力停留时间为4天。上升的泥水混合物通过三相分离器5，污泥在重力作用下沉降，产生的沼气从三相分离器5顶部经厌氧生物反应器的出气口排出，而上清液通过管道进入膜箱7中，等到膜组件9被完全浸没后，通过第二抽吸泵10从膜组件顶部抽水。抽水过程中由膜箱7底部微孔曝气装置8通入氮气，对膜组件9进行冲刷，通过在膜表面形成的错流以减缓膜污染。膜箱中的浓缩液及污泥通过循环泵12进入厌氧生物反应器3中进行循环反应。抽吸泵工作周期为开8分钟停2分钟，抽水期间膜通量在跨膜压差保持在60 KPa，氮气通入频率为1 h/d，流量控制在0.1 m^3/h。运行过程中，出水COD去除率稳定在85%以上，此外，由于膜组件能够有效防止污泥流失，厌氧生物反应器内污泥浓度由接种时的7000 mg/L提高到了12000 mg/L，在氮气冲刷作用下，膜污染现象得到很大程度上的减轻，长期运行过程中出水膜通量仍保持在初始膜通量的65%，大约为20 L/m².h，有效地提高膜组件的使用周期，在处理竹制品废水、啤酒废水等高浓度有机废水方面具有良好的应用前景。