[发明专利]厌氧蒸馏膜生物反应池一体化污水深度处理装置及其工艺

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种厌氧蒸馏膜生物反应池一体化污水深度处理装置及其工艺。

背景技术

传统的好氧膜生物反应器(MBR)工艺已逐渐运用于城市污水的处理，尽管它们有非常好的污水排放质量，但是曝气和污泥处理的成本仍然是它们最大的缺点。与此同时，目前的污水处理技术不注重水中氮(N)、磷(P)、有机物和能量的回收，因此是不可持续的。

传统的厌氧膜生物反应器(AnMBR)工艺通常采用微滤膜(MF)，其反应过程在很大程度上取决于操作温度的真实存在，厌氧处理的优势也将随着温度的升高达到最大化。一方面，厌氧处理可以产生大量的沼气，它可以被用作能量源；另一方面，污泥产量与好氧处理相比会低最多20倍。但是，单一的厌氧生物处理装置出水难以达到回用水标准，因此多与反渗透(RO)或纳滤(NF)组合使用。

为了得到适合于冷却和热应用的高质量水，一些行业开始使用组合厌氧膜生物反应器(AnMBR)和反渗透(RO)/纳滤(NF)技术来进行废水生物降解和去除离子化，但是反渗透RO需要2.8Kg/cm的压力，此时增压泵的工作压力为6-9Kg/cm，能耗较高，且反渗透(RO)膜的出水率较低；同样，纳滤也遇到高能耗低产水的问题，故而低能耗的厌氧膜生物反应器(AnMBR)和膜蒸馏(MD)组合工艺越来越受到人们的关注。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种厌氧蒸馏膜生物反应池一体化污水深度处理装置及其工艺，该系统对污水中COD的去除率达到99％以上，实现了氮(N)、磷(P)、金属离子的99％去除，充分达到污泥减量化要求，并能实现能源清洁利用和能源存储再利用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种厌氧蒸馏膜生物反应池一体化污水深度处理装置，包括进水池、清水池、太阳能加热系统、厌氧蒸馏膜生物反应池、膜出水循环冷却系统、在线膜出水量检测系统和气体膜面冲刷系统；进水池内设有热交换器，厌氧蒸馏膜生物反应池内设有淹没式蒸馏膜组件，进水池和厌氧蒸馏膜生物反应池之间通过污水泵连接，热交换器和淹没式蒸馏膜组件之间通过第一循环泵连接；热交换器和清水池通过在线膜出水量检测系统连接，热交换器和厌氧蒸馏膜生物反应池通过膜出水循环冷却系统连接；膜出水循环冷却系统包括冷却罐和冷侧循环泵；厌氧蒸馏膜生物反应池上连接有气体膜面冲刷系统和太阳能加热系统。

作为对本发明的进一步改进，厌氧蒸馏膜生物反应池内设有氧化还原电位传感器、温度传感器、pH传感器、电导率传感器和液位控制器。

作为对本发明的进一步改进，太阳能加热系统包括相互连接的集热器和太阳能热源吸收装置，集热器设在厌氧蒸馏膜生物反应池内。太阳能热源吸收装置为集热器提供热量。

作为对本发明的进一步改进，厌氧蒸馏膜生物反应池底部设有通过曝气孔，厌氧蒸馏膜生物反应池通过外部的隔膜真空泵和曝气孔连接。

现有技术的曝气系统一般通过鼓风机提供反应器所需氧气(即充氧曝气)，并利用气水混合液进行对膜面进行冲刷。本发明的气体膜面冲刷系统通过隔膜真空泵利用厌氧蒸馏膜生物反应池自身产生的气体通过隔膜真空泵进入曝气孔，进行气体膜面冲刷，减缓膜污染，实现气体的有效利用。而且本发明不需要提供外来氧气，只进行气体冲刷，既减少了氧气的需要量，又简化了流程。

作为对本发明的进一步改进，厌氧蒸馏膜生物反应池的上方设有气体收集系统。所述气体收集系统通过储气罐存储厌氧蒸馏膜生物反应池内产生的甲烷(CH₄)等气体，可以实现能源的再利用。

本发明的另一个目的是提供一种厌氧蒸馏膜生物反应池一体化污水深度处理装置的工艺，包括以下步骤，进水池中的污水被热交换器预热后经污水泵送入厌氧蒸馏膜生物反应池中，厌氧蒸馏膜生物反应池的出水通过淹没式蒸馏膜组件内侧由第一循环泵泵入热交换器中；热交换器中的清水通过在线膜出水量检测系统的管道进入清水池；热交换器中的循环水通过冷却罐由冷侧循环泵送回淹没式蒸馏膜组件内侧；气体膜面冲刷系统利用厌氧蒸馏膜生物反应池产生的气体进行膜面冲刷；厌氧蒸馏膜生物反应池内的温度由太阳能加热系统维持；所述厌氧蒸馏膜生物反应池采用厌氧污泥降解有机污染物；淹没式蒸馏膜组件采用疏水性蒸馏膜。