申请日2017.04.28
公开(公告)日2017.08.25
IPC分类号C02F3/28
摘要
本发明公开了一种用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器，包括磁性生物反应模块和正渗透膜分离模块，其中，所述磁性生物反应模块包括生物反应器以及设于生物反应器底部的曝气设备和磁性生物载体，所述正渗透膜分离模块包括驱动液存储罐、驱动液进水泵、正渗透膜组件、盐度补充罐和驱动液出水罐，所述正渗透膜组件设于所述生物反应器内，所述驱动液存储罐、驱动液进水泵和正渗透膜组件通过管道连接形成循环，所述盐度补充罐和驱动液出水罐连接所述驱动液存储罐。本发明采用正渗透膜，同时加入磁性生物载体，具有提高产水水质、减小膜污染、延长膜的使用寿命、进一步减少污泥产量和环境友好等特点。
权利要求书
1.一种用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器，其特征在于：包括磁性生物反应模块和正渗透膜分离模块，其中，所述磁性生物反应模块包括生物反应器以及设于生物反应器底部的曝气设备和磁性生物载体，所述正渗透膜分离模块包括驱动液存储罐、进水泵、正渗透膜组件、盐度补充罐和驱动液出水罐，所述正渗透膜组件设于所述生物反应器内，所述驱动液存储罐、进水泵和正渗透膜组件通过管道连接形成循环，所述盐度补充罐和驱动液出水罐连接所述驱动液存储罐。
2.根据权1所述的用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器，其特征在于：还包括磁性材料与污泥分离模块，所述磁性材料与污泥分离模块包括磁鼓分离器、磁回收设备和污泥处理设备，所述磁鼓分离器通过管道连接所述生物反应器的底部，所述磁回收设备和污泥处理设备分别连接所述磁鼓分离器，所述磁回收设备还通过管道连接所述生物反应器。
3.根据权2所述的用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器，其特征在于：所述磁鼓分离器和生物反应器之间的管道处还设有排泥阀门。
4.根据权1所述的用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器，其特征在于：所述正渗透膜组件包括正渗透膜以及连接在正渗透膜入口的驱动液进水管和连接在正渗透膜出口的驱动液产水管。
5.根据权1所述的用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器，其特征在于：所述磁性生物反应模块还包括气体收集装置和薄膜加压泵，所述气体收集装置入口连接在生物反应器的上部，出口连接薄膜加压泵连接曝气设备。
6.根据权5所述的用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器，其特征在于：所述薄膜加压泵和曝气设备之间的管道处设有气阀。
7.根据权1所述的用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器，其特征在于：所述驱动液进水泵和正渗透膜组件之间的管道处设有进水阀门。
8.根据权7所述的用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器，其特征在于：所述正渗透膜分离模块还包括流量计，所述流量计设于进水阀门和正渗透膜组件之间的管道处。
9.根据权1所述的用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器，其特征在于：所述正渗透膜为醋酸纤维膜或聚酰胺复合膜;所用膜的形式是平板膜或中空纤维膜。
10.根据权1所述的用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器，其特征在于：所述磁性生物载体具体为四氧化三铁和聚丙烯酰胺的组合，或磁粉和被磁化的改性聚丙烯的组合，或多孔矿物浮石和磁铁的组合。
说明书
一种用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器
技术领域
本发明涉及水污染处理设备，尤其涉及一种用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器。
背景技术
生活污水和工业废水的处理回用是一直以来的热点问题，这既解决了污染问题，同时又可以将水资源充分有效利用，具有一定的经济效益，同时对建设环境友好型社会意义重大。
厌氧膜生物反应器(Anaerobic Membrane Bio-Reactor，简称AnMBR)是一种厌氧生物技术和高效膜分离技术相结合的水处理技术，它主要是利用沉浸于厌氧生物池内的膜组件实现固液分离，节流池内的厌氧微生物与大分子有机物。该技术具有保持高微生物浓度、提高反应器有机负荷、减少污水处理设施占地面积、减少污泥产量、使一些难降解大分子有机物最大程度降解等优点，展现出良好的发展前景和市场潜力。
AnMBR技术虽然具有常规污水生化处理无法比拟的优势，但也存在较难克服的问题。首先由于生物滤池内不存在好氧、厌氧交替环境，很难生长聚磷菌，为保证出水水质，需要与其他强化除磷工艺相结合。其次AnMBR具有污泥产量少等特点，但污泥絮体分散，实际应用中会出现污泥堵塞膜，造成膜污染等等问题。膜污染造成透水通量衰减较快，膜寿命缩减，投资及运行成本增加。现有的AnMBR的这些缺陷和问题限制了AnMBR的应用，阻碍了AnMBR的技术推广。目前，AnMBR技术的研究将集中在：(1)膜污染问题的解决;(2)新型膜材料的研究与开发等。
发明内容
发明目的：本发明针对对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器(AnMBR)，该AnMBR采用正渗透膜，同时加入磁性生物载体，具有提高产水水质、减小膜污染、延长膜的使用寿命、进一步减少污泥产量和环境友好等特点。
技术方案：本发明所述的用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器包括磁性生物反应模块和正渗透膜分离模块，其中，所述磁性生物反应模块包括生物反应器以及设于生物反应器底部的曝气设备和磁性生物载体，所述所述正渗透膜分离模块包括驱动液存储罐、驱动液进水泵、正渗透膜组件、盐度补充罐和驱动液出水罐，所述正渗透膜组件设于所述生物反应器内，所述驱动液存储罐、驱动液进水泵和正渗透膜组件通过管道连接形成循环，所述盐度补充罐和驱动液出水罐连接所述驱动液存储罐。
进一步的，所述反应器还可以包括磁性材料与污泥分离模块，所述磁性材料与污泥分离模块包括磁鼓分离器、磁回收设备和污泥处理设备，所述磁鼓分离器通过管道连接所述生物反应器的底部，所述磁回收设备和污泥处理设备分别连接所述磁鼓分离器，所述磁回收设备还通过管道连接所述生物反应器。磁性材料与污泥分离模块用于磁性材料与污泥分离，并回收磁体和排污处理。
进一步的，所述磁鼓分离器和生物反应器之间的管道处还设有排泥阀门。方便控制何时进行磁性材料与污泥分离。
进一步的，所述正渗透膜组件包括正渗透膜以及连接在正渗透膜入口的驱动液进水管和连接在正渗透膜出口的驱动液产水管。
进一步的，所述磁性生物反应模块还包括气体收集装置和薄膜加压泵，所述气体收集装置入口连接在生物反应器的上部，出口连接薄膜加压泵连接曝气设备。可以说使部分气体通过薄膜加压泵打回曝气设备，实现气体的循环利用。
进一步的，所述薄膜加压泵和曝气设备之间的管道处设有气阀。
进一步的，所述驱动液进水泵和正渗透膜组件之间的管道处设有进水阀门。
进一步的，所述正渗透膜分离模块还包括流量计，所述流量计设于进水阀门和正渗透膜组件之间的管道处。
进一步的，所述正渗透膜为醋酸纤维膜或聚酰胺复合膜;所用膜的形式是平板膜或中空纤维膜。正渗透膜可以是包括截面为工字形的膜支架及分别粘附在膜支架两边的一排中空纤维醋酸纤维素膜。
进一步的，所述磁性生物载体具体为四氧化三铁和聚丙烯酰胺的组合，或磁粉和被磁化的改性聚丙烯的组合，或多孔矿物浮石和磁铁的组合。
本发明结合磁性生物载体及正渗透膜的特性发明出一种用于废水处理的正渗透膜磁性厌氧生物反应器。一方面，利用新的正渗透膜分离系统替换现有浸没式生物反应器系统，将传统的压力驱动改为渗透压差驱动，可进一步提高减少膜污染。另一方面，在厌氧生物膜反应器中加入磁性生物载体，可进一步减少厌氧环境中污泥絮体的产生，同时可以提高系统内微生物数量，从而强化系统的污染物去除能力。磁性材料与污泥分离系统的设置，不仅有效地分离排泥过程中的污泥与磁性生物载体，而且对磁性生物载体进行回收利用，提高了磁性生物载体的利用率。因此，本发明达到了通过正渗透膜及磁性生物载体来强化厌氧膜生物反应器处理难降解有机物的能力，提高出水水质，同时利用磁性生物载体聚集厌氧环境中的污泥絮体，从而来减轻膜污染的程度。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：
(1)将正渗透膜、磁性生物载体与AnMBR相结合，首次提出了正渗透膜磁性厌氧生物反应器。
(2)利用正渗透过程是一种能生产干净水且低能耗或零能耗的独特的技术。在该过程中，水通过选择性渗透膜从高水渗透压区域向低水渗透压区域传递，无须外加压力即可实现，分离效果明显以及耐污染性能良好。
(3)利用磁性生物载体在反应器中形成的弱磁场，能够更加有效地去除COD和TP，能够聚集厌氧环境中的污泥絮体，对污泥的减量化具有促进作用，同时一定的磁场强度还可以提高微生物活性。
(4)利用磁性材料与污泥分离系统，对污泥中含有的磁性物质进行回收再利用。
