[发明专利]一种实现城市生活污水厌氧产甲烷的装置和运行方法

说明书

一种实现城市生活污水厌氧产甲烷的装置和运行方法，属于废水处理方法领域。包括圆柱型和圆锥型结合的厌氧反应装置、进水系统、出水系统、反冲洗系统、集气系统、温控系统，圆柱型和圆锥型结合的厌氧反应装置下端设有圆锥型的进水区，进水区的上面依次为圆柱型的承托层、滤料层和清水区，先在滤料层上挂膜即污水处理厂污泥消化液；然后控制参数进行运行。充分利用城市生活污水水中的有机物来产生清洁能源—甲烷，实现了污水中资源的回收利用。

技术领域

本发明涉及一种污水处理技术，具体是实现城市生活污水厌氧产甲烷的装置和运行方法，尤其是在厌氧生物滤池中实现高效产甲烷的装置和运行方法，适用于城市生活污水的有机物去除及资源回收，有利于经济有效的控制水体COD排放，节省污水处理成本，实现资源的回收利用，属于废水处理方法领域。

背景技术

能源是社会经济发展的基础，同时也是影响社会经济稳步发展及促进人类进步的重要因素。随着全球石化能源的过度开发及消耗，能源的日趋枯竭逐渐引起人们的重视。经济的高速发展伴随着能源需求的持续增长，因此将也加剧对能源的供给需求。尽管我国的经济增长正在放缓且正经历结构转型，但是仍保持着世界上最大的能源消费国、生产国和净出口国的角色。据英国石油公司(BP)发布的《2016年世界能源统计》资料显示，中国的能源消费占全球消费的23％和全球净增长的34％。与此同时，当前及未来较长时期，我国仍需积极应对水资源短缺及水污染问题，传统的污水好氧生物处理系统的高能耗特征是水务行业可持续发展的一大障碍，节能降耗已成为行业新课题。与传统好氧生物处理技术相比，厌氧生物处理技术以高效、低成本为特征，具有绿色化、可资源化的优势，已作为废物(水)处理的一种经济有效的方法被广泛采用，且目前已经从单一的废物(水)处理转移到综合的废物资源回收措施，例如，碳，氮，磷，硫，沼气，生物燃料等。可以预计，由于全球碳减排压力，化石能源替代，养分循环和高效废弃物管理技术创新需求将持续增长。

利用污水高效厌氧产甲烷技术是目前厌氧生物处理技术研究的热点之一，甲烷是清洁能源(天然气，煤层气和页岩气)的主要成分，因此，产甲烷菌厌氧产甲烷的研究对清洁能源的开发利用有重要的指导和实践意义。由于厌氧微生物生长缓慢，且对温度等环境因素要求较为严格，因此目前，针对厌氧生物处理技术的应用主要集中于高浓度有机废水，但有研究表明厌氧生物处理不仅可以处理中高浓度有机废水，而且具有处理低浓度有机废水的可行性。据住建部资料显示，2016年，我国的城市污水年处理量为448.8亿立方米，且在未来一段时间将保持6％的年增量。因此，探究如何在常温下实现低浓度城市生活污水高效厌氧产甲烷，对解决实际生活污水厌氧生物处理具有一定的指导意义。

自上世纪70年代以来，生物膜工艺成为广大研究者和工程师们的研究热点。生物滤池属于生物膜工艺的一种，发展于19世纪末期。厌氧生物滤池是普通生物滤池的一种变形形式，其内部填充固体填料，游离态的微生物及悬浮物通过吸附作用附着在固体填料表面,形成厌氧生物膜。其最大特点是集有机物去除和截留悬浮固体于一体，在保证处理效果的前提下简化了工艺流程。此外，厌氧生物滤池工艺无需曝气，不需要专门的搅拌设备，装置简单，自身能耗低；微生物菌体停留时间长，生物量浓度高，可获得较高的有机负荷，耐冲击负荷能力较强，稳定性好；生物膜结构蓬松，比表面积大，有机物分解利用效率高。因此研究厌氧生物滤池高效产甲烷的快速实现方法及稳定性问题具有重要的理论意义和应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速实现城市生活污水厌氧生物滤池高效产甲烷的装置及运行方法，通过施加各种有利于实现厌氧生物滤池高效产甲烷的调控方法，给出最优的环境控制参数，达到快速实现厌氧生物滤池高效产甲烷的效果。

本发明的技术方案是：