一種厭氧生物膜—膜生物反應(yīng)器和污水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于膜生物反應(yīng)器領(lǐng)域，尤其涉及一種厭氧生物膜一膜生物反應(yīng)器和污水處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]能量和水資源的短缺，是全球面臨的兩個(gè)重要挑戰(zhàn)，而廢水中隱含著的能量，卻常被當(dāng)成廢棄物處理掉，未被充分利用。厭氧消化工藝對(duì)于從高濃度廢水中回收能量顯示出了巨大的優(yōu)勢(shì)，其具有低生物生長量，低能量消耗和高甲烷產(chǎn)量等優(yōu)點(diǎn)，近幾十年被廣泛的研究和應(yīng)用。但厭氧消化工藝仍然存在著諸多缺陷，單純的厭氧處理對(duì)廢水的化學(xué)需氧量(chemical oxygen demand，C0D)、懸浮顆粒(suspended solids，SS)的排放無法達(dá)到較嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。而厭氧膜生物反應(yīng)器(Anaerobic membrane b1reactor，AnMBR)將厭氧技術(shù)和膜分離技術(shù)有效的結(jié)合，帶來了一種新興水處理技術(shù)，在去除效果方面，其存在一定的優(yōu)勢(shì)。然而膜污染問題很大程度上限制了 AnMBR的發(fā)展，增加了 AnMBR的運(yùn)行成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種厭氧生物膜一膜生物反應(yīng)器和污水處理方法，本發(fā)明提供的厭氧生物膜一膜生物反應(yīng)器在運(yùn)行過程中膜污染較輕。
[0004]本發(fā)明提供了一種厭氧生物膜-膜生物反應(yīng)器，包括:
[0005]反應(yīng)器殼體;所述反應(yīng)器殼體上設(shè)置有反應(yīng)器進(jìn)水口和反應(yīng)器出水口；所述反應(yīng)器進(jìn)水口設(shè)置在反應(yīng)器殼體底部；
[0006]設(shè)置在反應(yīng)器殼體內(nèi)腔的填料組件，所述填料組件位于反應(yīng)器進(jìn)水口上方；
[0007]設(shè)置在反應(yīng)器殼體內(nèi)腔的膜組件，所述膜組件位于所述填料組件上方;所述膜組件包括膜組件殼體，所述膜組件殼體上設(shè)置有膜組件進(jìn)水口和膜組件出水口；所述膜組件進(jìn)水口覆蓋有過濾層，所述膜組件出水口通過管道與所述反應(yīng)器出水口相連；
[0008]設(shè)置在反應(yīng)器殼體內(nèi)腔的曝氣裝置；
[0009]設(shè)置在反應(yīng)器殼體上的排氣口，所述曝氣裝置的進(jìn)氣端與所述排氣口的出氣端相連。
[0010]優(yōu)選的，所述填料組件包括支撐骨架和填料;所述支撐骨架位于所述反應(yīng)器進(jìn)水口上方。
[0011]優(yōu)選的，所述支撐骨架包括若干個(gè)垂直設(shè)置的剛性柱;每個(gè)所述剛性柱均位于所述反應(yīng)器進(jìn)水口上方;每個(gè)所述剛性柱上均固定有填料。
[0012]優(yōu)選的，所述填料包括纖維束和/或纖維球。
[0013]優(yōu)選的，所述填料的材料為活性炭纖維、纖維狀金屬填料或竹炭導(dǎo)電纖維。
[0014]優(yōu)選的，還包括厭氧消化污泥;所述厭氧消化污泥附著在所述填料上。
[0015]優(yōu)選的，所述膜組件殼體上沿水平方向設(shè)置有兩個(gè)膜組件進(jìn)水口，每個(gè)所述膜組件進(jìn)水口均覆蓋有過濾層。
[0016]優(yōu)選的，所述曝氣裝置設(shè)置在反應(yīng)器進(jìn)水口與填料組件之間；所述排氣口設(shè)置在反應(yīng)器殼體頂部。
[0017]本發(fā)明提供了一種污水處理方法，包括以下步驟:
[0018]污水在上述技術(shù)方案所述反應(yīng)器中進(jìn)行處理，得到處理后污水。
[0019]優(yōu)選的，處理過程中，所述反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為12?36h;所述反應(yīng)器的容積負(fù)荷為0.805?5.56kgC0D/(m3.d)。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種厭氧生物膜一膜生物反應(yīng)器和污水處理方法。本發(fā)明提供的厭氧生物膜一膜生物反應(yīng)器包括:反應(yīng)器殼體;所述反應(yīng)器殼體上設(shè)置有反應(yīng)器進(jìn)水口和反應(yīng)器出水口；所述反應(yīng)器進(jìn)水口設(shè)置在反應(yīng)器殼體底部；設(shè)置在反應(yīng)器殼體內(nèi)腔的填料組件，所述填料組件位于反應(yīng)器進(jìn)水口上方;設(shè)置在反應(yīng)器殼體內(nèi)腔的膜組件，所述膜組件位于所述填料組件上方;所述膜組件包括膜組件殼體，所述膜組件殼體上設(shè)置有膜組件進(jìn)水口和膜組件出水口；所述膜組件進(jìn)水口覆蓋有過濾層，所述膜組件出水口通過管道與所述反應(yīng)器出水口相連;設(shè)置在反應(yīng)器殼體內(nèi)腔的曝氣裝置;設(shè)置在反應(yīng)器殼體上的排氣口，所述曝氣裝置的進(jìn)氣端與所述排氣口的出氣端相連。在本發(fā)明中，污水通過反應(yīng)器進(jìn)水口進(jìn)入反應(yīng)器殼體的內(nèi)腔中，依次經(jīng)過填料組件和膜組件后，從反應(yīng)器出水口排除；厭氧生物膜一膜生物反應(yīng)器在處理污水的過程中，反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的氣體通過排氣口排出后進(jìn)入曝氣裝置的進(jìn)氣端，實(shí)現(xiàn)了自身厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣進(jìn)行氣體內(nèi)循環(huán)，維持了反應(yīng)器中的厭氧環(huán)境并強(qiáng)化了污水中污染物在水相與生物相間的傳質(zhì)速度，使污染物在生物相分布更均勻;厭氧生物膜一膜生物反應(yīng)器在處理污水的過程中，厭氧消化污泥在填料組件上附著生長，形成微生物膜，另一部分微生物被膜組件的過濾層截留后，在過濾層上形成污泥層，填料組件形成的微生物膜和過濾層形成污泥層均可以對(duì)污水中的有機(jī)物進(jìn)行分解，從而實(shí)現(xiàn)污水中COD含量的降低。本發(fā)明通過在反應(yīng)器中設(shè)置填料組件，使厭氧污泥在其表面成膜，降低了污水中微生物含量，從而顯著降低膜組件上的微生物截留量，減緩膜組件的污染。同時(shí)，由于填料組件的設(shè)置還可以促進(jìn)微生物種間電子傳遞，有效提高反應(yīng)器對(duì)污水中有機(jī)物的去除效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的厭氧生物膜一膜生物反應(yīng)器處理COD濃度為805?5560mg/L的污水110天后，膜組件的跨膜壓TMP值依然保持在I?7kPa，污水的COD去除率尚達(dá)83.8%?99.9%。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的厭氧生物膜一膜生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]本發(fā)明提供了一種厭氧生物膜一膜生物反應(yīng)器，包括:
[0025]反應(yīng)器殼體;所述反應(yīng)器殼體上設(shè)置有反應(yīng)器進(jìn)水口和反應(yīng)器出水口；所述反應(yīng)器進(jìn)水口設(shè)置在反應(yīng)器殼體底部，用于污水進(jìn)入反應(yīng)器殼體內(nèi)腔；
[0026]設(shè)置在反應(yīng)器殼體內(nèi)腔的填料組件，所述填料組件位于反應(yīng)器進(jìn)水口上方，用于厭氧污泥在其表面掛膜；
[0027]設(shè)置在反應(yīng)器殼體內(nèi)腔的膜組件，所述膜組件位于所述填料組件上方，用于過濾泥水混合物;所述膜組件包括膜組件殼體，所述膜組件殼體上設(shè)置有膜組件進(jìn)水口和膜組件出水口；所述膜組件進(jìn)水口覆蓋有過濾層，所述膜組件出水口通過管道與所述反應(yīng)器出水口相連，水可經(jīng)由過濾層過濾后進(jìn)入膜組件殼體內(nèi)腔，并通過膜組件出水口排出厭氧生物膜一膜生物反應(yīng)器；
[0028]設(shè)置在反應(yīng)器殼體內(nèi)腔的曝氣裝置，用于對(duì)反應(yīng)器殼體內(nèi)腔的泥水混合物曝氣；
[0029]設(shè)置在反應(yīng)器殼體上的排氣口，用于排出反應(yīng)器殼體內(nèi)腔中的氣體;所述曝氣裝置的進(jìn)氣端與所述排氣口的出氣端相連。
[0030]參見圖1，圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的厭氧生物膜一膜生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖，圖1中，I是反應(yīng)器殼體，2是反應(yīng)器進(jìn)水口，3是反應(yīng)器出水口，4是填料組件，5是膜組件，6是曝氣裝置，7是排氣口，8是進(jìn)水栗，9是出水栗，1是壓力傳感器，11是輸氣栗，12是微生物。
[0031]本發(fā)明提供的厭氧生物膜一膜生物反應(yīng)器包括反應(yīng)器殼體1、反應(yīng)器進(jìn)水口2、反應(yīng)器出水口 3、填料組件4、膜組件5、曝氣裝置6和排氣口 7 ο在本發(fā)明中，所述反應(yīng)器進(jìn)水口 2設(shè)置在反應(yīng)器殼體底部，用于污水進(jìn)入反應(yīng)器殼體I的內(nèi)腔。在本發(fā)明中，反應(yīng)器出水口 3用于將處理后的污水排出厭氧生物膜一膜生物反應(yīng)器，其設(shè)置位置沒有特別限定。在本發(fā)明提供的一個(gè)實(shí)施例中，反應(yīng)器出水口 3設(shè)置在反應(yīng)器