[发明专利]自供能耗的高效厌氧颗粒污泥床膜生物反应器及运行方法

说明书

本发明公开一种自供能耗的高效厌氧颗粒污泥床膜生物反应器及运行方法，反应器包括主反应柱、沉淀室、循环管线。主反应柱内包含有厌氧颗粒污泥和中空纤维膜，沉淀室包含pH、ORP、DO电极以及液位控制器，循环管线上装有循环磁力泵、转子流量计以及进水口。本装置进水通过进水蠕动泵连续进水，出水通过液位控制器控制，间歇出水。本装置能够有效的将污水处理中的有机质回收利用，实现整个装置的自供能耗。其配套运行方法在维持厌氧颗粒污泥稳定的同时，能够有效减缓膜污染。

技术领域

本发明属于污水处理及资源化领域，具体涉及一种能够自供能耗的高效厌氧颗粒污泥床膜生物反应器及运行方法。

背景技术

污水处理行业作为“绿色家族”的天生一员，却与可持续发展理念渐行渐远。一方面，城市污水处理作为一个高能耗的行业，其中60％的能耗是由鼓风机消耗的。目前我国污水处理厂的平均电耗为0.292kW·h/m³，13％以上的污水厂电耗超过0.48kW·h/m³，即使在美国，其城市污水处理的电耗也要占总电耗的3％以上。另一方面，城市污水作为资源循环利用的重要载体，潜在能量巨大，有待开发。然而目前我国城市污水的循环利用仅限于水资源的循环利用，忽视了污水处理过程中有机质的循环利用，即：利用厌氧处理技术将污水中的有机物转换为能源气体CH₄。据估计，污水所含潜在能量是处理污水能耗的10倍，污水潜在能量开发可解决社会总电耗的10％。

城市生活污水的厌氧处理并不是一个新的理念。事实上，它被用于处理生活污水要先于目前发展流行的好氧处理，但其处理效果并不理想，不足以满足二级处理出水的排放标准。研究表明其处理效果不理想的主要问题并不是产甲烷菌的生长缓慢，而是生活污水中挥发性悬浮固体(VSS)水解速率的缓慢。之后，随着膜组件的出现以及其在厌氧处理中的应用，厌氧处理出水水质不佳的问题得以改善。膜组件不仅可以有效地截留VSS在反应器中，而且也能够减少产甲烷菌的流失。然而，膜组件的膜污染问题又会影响其在污水处理中的应用。

厌氧颗粒污泥(Anaerobic Granular Sludge)是在高水力剪切作用下，由水解发酵细菌、产乙酸细菌、产甲烷菌等因生物凝聚作用而形成的呈灰色或褐黑色的特殊生物膜。同普通的絮状污泥相比，颗粒污泥具有密度大、强度高、沉降性能突出、结构稳定、耐冲击、传质效率高等优点。被广泛应用于升流式厌氧污泥床反应器(UASB)、颗粒污泥膨胀床反应器(EGSB)、内循环厌氧反应器(IC)等高效厌氧反应器中。

为解决现有污水处理能耗高、基建投资大、运行管理费用高、剩余污泥产量大、污泥处置费用高等问题，本发明将膜组件和厌氧颗粒污泥的独特优势结合起来，在有效降低污水处理能耗的同时，促进污水处理中有机质的回收利用，为智能城市的城市污水处理提供一种能够自供能耗的高效装置。并且为该装置提供一种相应的运行方法，既可以维持装置内厌氧颗粒污泥的稳定，还可以减缓膜污染。

发明内容

本发明的目的是针对现有污水处理能耗高、污泥产量大的问题，提供一种利用厌氧颗粒污泥及膜组件的装置——厌氧颗粒污泥床膜生物反应器，通过该装置可以有效的去除污水有机质，并且能够有效的将污水处理中的有机质回收利用，实现装置的自供能耗。与此同时，该运行方法在维持装置内厌氧颗粒污泥稳定的同时，能够有效减缓膜污染。

本发明专利的技术解决方案如下：

一种能够自供能耗的高效厌氧颗粒污泥床膜生物反应器，其特征在于：该装置包括进水蠕动泵(1)、主反应柱(2)、第一沉淀室(3)、第二沉淀室(4)、循环磁力泵(5)、转子流量计(6)、压力传感器(7)、出水蠕动泵(8)、厌氧颗粒污泥(9)、中空纤维膜(10)、pH电极(11)、ORP电极(12)、DO电极(13)、液位控制器(14)、第一集气口(15)、第二集气口(16)、循环管线(17)。