[发明专利]同步厌氧氨氧化和产甲烷的膜生物反应器及废水处理方法

权利要求书

1.一种基于同步厌氧氨氧化和产甲烷的膜生物反应器的废水处理方法，包括通过排水管顺次连接的进水池(1)、厌氧产甲烷反应器(3)、活性污泥厌氧区(9)、活性污泥缺氧区(11)以及活性污泥好氧区(16)，所述活性污泥好氧区(16)内设置有膜组件(18)，其特征在于，所述厌氧产甲烷反应器(3)内投放有孔径为3～7μm、孔隙率为87％～93％的微生物载体，所述微生物载体由以下任意一种或多种微孔颗粒组成：聚醚砜颗粒、聚砜颗粒、聚丙烯颗粒、聚偏氟乙烯颗粒、聚四氟乙烯颗粒、醋酸纤维素颗粒、聚乙烯醇凝胶颗粒、丙烯酰胺凝胶颗粒、聚乙二醇凝胶颗粒、聚氨酯颗粒、聚偏二氯乙烯颗粒；微生物载体上定植有厌氧氨氧化菌，所述活性污泥好氧区(16)和活性污泥缺氧区(11)的底部通过第一回流路径连通所述厌氧产甲烷反应器(3)，所述活性污泥厌氧区(9)与活性污泥缺氧区(11)的底部通过第二回流路径联通，活性污泥缺氧区(11)通过第三回流路径联通所述活性污泥好氧区(16)，活性污泥厌氧区(9)与活性污泥好氧区(16)的池容之比大于2，所述厌氧产甲烷反应器(3)的顶部设置有三相分离器(6)，所述三相分离器(6)的沼气排出管与水封(8)连接，水封(8)中盛装碳酸钙水溶液；所述厌氧产甲烷反应器(3)内设有布水管(4)，所述进水池(1)通过所述排水管连通所述厌氧产甲烷反应器(3)内的布水管(4)，排水管上安装有进水泵(2)，所述布水管(4)的上端面布设有布水孔，所述进水池(1)通过进水泵(2)将污水输送至厌氧产甲烷反应器(3)底部的布水管(4)；所述膜组件(18)连接有膜过滤抽吸泵(17)，所述第一回流路径均设有第一循环泵(13)，第二回流路径、第三回流路径上均设有第二循环泵(14)，所述第一回流路径通过调节阀(20)连接所述活性污泥好氧区(16)和活性污泥缺氧区(11)；

所述的同步厌氧氨氧化和产甲烷的膜生物反应器进行废水处理时，包括如下步骤：

步骤S1:将污水输送至进水池(1)内，稀释至有机物浓度为1000mg(COD)/L～5000mg(COD)/L；

步骤S2:将微生物载体投加于厌氧产甲烷反应器(3)中，启动进水泵(2)，将进水池(1)内的污水输送至厌氧产甲烷反应器(3)底部的布水管(4)，从布水孔喷出的污水形成上升水流，与微生物载体充分接触，直至污水灌满厌氧产甲烷反应器(3)；

步骤S3：待厌氧产甲烷反应器(3)将污水稀释至有机物浓度为100mg(COD)/L～800mg(COD)/L，将稀释后的污水顺次灌满活性污泥厌氧区(9)、活性污泥缺氧区(11)、活性污泥好氧区(16)；

步骤S4：停止进水泵(2)、第一循环泵(13)和膜过滤抽吸泵(17)，开启两个所述第二循环泵(14)和鼓风机(15)，接通第二回流路径、第三回流路径，所述活性污泥厌氧区(9)、活性污泥缺氧区(11)以及活性污泥好氧区(16)之间形成短循环污水处理路径，让各个区中的微生物处于驯化状态；

步骤S5：当水封(8)的沼气产量明显增加时，关闭两个所述第二循环泵(14)，断开第二回流路径、第三回流路径，开启第一循环泵(13)，所述活性污泥缺氧区(11)、活性污泥好氧区(16)与所述厌氧产甲烷反应器(3)之间形成长循环污水处理路径，从活性污泥缺氧区(11)与活性污泥好氧区(16)将悬浮液回流至厌氧产甲烷反应器(3)；通过两个所述调节阀(20)来调节从活性污泥好氧区(16)与活性污泥缺氧区(11)的回流量，启动伊始，主要从活性污泥缺氧区(11)回流悬浮液，逐步增加从活性污泥好氧区(16)回流至厌氧产甲烷反应器(3)的回流量，将第一回流路径的回流量控制在150kg/h～320kg/h，每天监测水封(8)的沼气产量和取样管(5)的水样的pH值；

步骤S6：当水封(8)的沼气产量没有明显下降时，逐步增加第一回流路径的回流量，将回流量调节为380kg/h～600kg/h；当水封(8)的沼气产量明显增加时，每天定时开启膜过滤抽吸泵(17)将水排除出，然后开启进水泵(2)将污水输送至厌氧产甲烷反应器(3)，进水泵(2)输入的污水量与膜过滤抽吸泵(17)的排水量持平，使沼气产量没有明显减小，以此增加厌氧产甲烷反应器(3)的进水负荷；

步骤S7：所述活性污泥厌氧区(9)内污水的容量至少为所述活性污泥好氧区(16)内污水容量的2倍，当进水负荷达到预设负荷时，每天从厌氧产甲烷反应器(3)底部取出部分活性污泥；

步骤S8：将取出的活性污泥回收溶解于水中，将活性污泥中的磷元素析出作为肥料。