申请日2016.03.10
公开(公告)日2016.07.27
IPC分类号C02F3/28
摘要
本实用新型公开了一种厌氧颗粒污泥膨胀床反应器与MBR结合为一体的反应器，本体由布水器、三相分离器、内置膜组件、气液分离器、进水泵、内循环泵、抽吸水泵等组成;具有高颗粒污泥浓度、高反应速率和高的容积负荷，采用内置膜对混合液进行泥水分离，对厌氧污泥、悬浮物的截留率为100%，对胶体等大分子物质的截留率达70%?80%，出水水质好，浊度接近0，且分离效果不受升流速度和湍流程度的影响，同时采用优化设计，使膜具有良好的抗污染能力和稳定的透水通量。本实用新型对可应用于垃圾渗滤液、市政污水、食品废水、屠宰废水、生物制药废水、焦化废水、造纸废水、石化废水、高含盐量榨菜废水等治理领域。
权利要求书
1.一种内置膜分离式厌氧污泥内循环反应器，其特征在于：包括厌氧反应器本体(22)、三相分离器(3)、以三相分离器(3)为分界线将厌氧反应器本体(22)分为污泥床(20)和顶部膜分离区(21),所述厌氧反应器本体(22)上还设置有气液分离器(9)，所述气液分离器(9)与顶部膜分离区(21)之间连接有第一环路，所述第一环路上依次设置有储气柜(10)、沼气压缩机(11)、气体稳压罐(12)、气体流量计(13)。
2.根据权利要求1所述的内置膜分离式厌氧污泥内循环反应器，其特征在于：所述顶部膜分离区(21)内设有内置膜组件(6)，所述内置膜组件(6)上连接有第二环路，所述第二环路上依次设置有真空表(14)、产水电动阀(26)、抽吸水泵(16)、转子流量计(17)、反洗水箱(23)、反洗水泵(24)、反洗电动阀(25)。
3.根据权利要求2所述的内置膜分离式厌氧污泥内循环反应器，其特征在于：所述内置膜组件(6)的孔径范围为0.05-0.1μm。
4.根据权利要求2或3所述的内置膜分离式厌氧污泥内循环反应器，其特征在于：所述污泥床(20)内设有布水器(2)，所述布水器(2)连接有第三环路，所述第三环路上设置有内循环泵(18)，布水器(2)的进口设有进水泵(1)，厌氧反应器本体(22)上还设有连接污泥床(20)和顶部膜分离区(21)的下降回流管(7)。
5.根据权利要求4所述的内置膜分离式厌氧污泥内循环反应器，其特征在于：所述内置膜组件(6)下方设置有气体分散装置(5)、产气收集管(4)，产气收集管(4)收集气体输送至气液分离器(9)。
6.根据权利要求3所述的内置膜分离式厌氧污泥内循环反应器，其特征在于：所述内置膜组件(6)为中空纤维式或板式，膜功能层材质为经亲水改性的PP、PVDF、PES、PA、PS膜中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的内置膜分离式厌氧污泥内循环反应器，其特征在于：所述污泥床(20)的底部设有排泥阀(19)。
8.根据权利要求1所述的内置膜分离式厌氧污泥内循环反应器，其特征在于：所述顶部膜分离区(21)上设置有压力表(15)。
说明书
内置膜分离式厌氧污泥内循环反应器
技术领域
本实用新型涉及一种内置膜分离式厌氧污泥内循环反应器，可应用于垃圾渗滤液、市政污水、食品废水、屠宰废水、生物制药废水、焦化废水、造纸废水、石化废水、高含盐量榨菜废水等治理领域。
背景技术
处理高、低浓度有机物废水或含大分子难降解有机物废水的厌氧反应器形式有升流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧颗粒污泥膨胀床反应器(EGSB)和完全混合式厌氧反应器(CMAR)。
UASB的中温容积负荷约为3-10kgCOD/(m3.d)，反应器污泥浓度约30gVSS/L，对化学需氧量(COD)的去除率为80%-90%，对固体悬浮物(SS)的去除率为30%-50%，为了确保出水水质及污泥的截留，反应器内废水的上升流速宜小于0.8m/h。
EGSB的中温容积负荷约为10-30kgCOD/(m3.d)，反应器污泥浓度约30gVSS/L，对易降解废水的COD的去除率为70%-90%，对SS的去除率为30%-50%，对难降解废水的COD的去除率为50%-70%，对SS的去除率为20%-40%。其上升流速宜在3-7m/h之间，为了具有较好的出水水质，在高度方向上设两级泥水分离装置，装置的高度很高，有效水深宜为15-24m，高径比3-8。
对于这些靠三相分离器进行分离的反应器，污泥层要维持在三相分离器下0.5-1.5m，污泥过多时应进行排泥。
完全混合式厌氧反应器(CMAR)分为无回流和有回流两种形式。设置搅拌措施使反应池内呈完全混合状态，厌氧出水进入脱气器及沉淀池。其整体对COD的去除率为70%-90%，对SS的去除率为80%-90%。
厌氧反应器的高负荷、高反应速度、高升流速度、高湍流程度与泥水分离效果之间的矛盾是有待解决的。
MBR是一种活性污泥系统，采用膜过滤来实现泥水分离，膜将活性污泥截留在生化池内从而提高了生化池的污泥浓度和生化速率，同时通过膜过滤得到更好的出水水质。MBR根据微生物生长环境的不同分为好氧和厌氧两大类。
目前，好氧形式的MBR已广泛地被应用于市政、畜禽养殖、印染造纸、钢铁、石油化工、医疗等行业污水的处理及中水回用上。
厌氧MBR，系统不允许曝气，但SimonJudd等采用每10min曝气5s的间歇曝气方式，此种方法对膜冲刷的作用甚微，且在安全方面有很大的局限性，如甲烷在空气中的爆炸极限为5%-15%，存在安全隐患。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种处理效率高、出水水质好的厌氧污泥内循环反应器。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种内置膜分离式厌氧污泥内循环反应器，包括厌氧反应器本体、三相分离器、以三相分离器为分界线将厌氧反应器本体分为污泥床和顶部膜分离区,所述厌氧反应器本体上还设置有气液分离器，所述气液分离器与顶部膜分离区之间连接有第一环路，所述第一环路上依次设置有储气柜、沼气压缩机、气体稳压罐、气体流量计。
通过上述设置，底部污泥床区污泥浓度高达30-40g/L，且大部分为粒径大、密度大、沉降性能好的颗粒污泥，具有高的有机物降解速率和高的容积负荷。顶部膜分离区污泥浓度较低，且主要为沉淀性能差的絮状污泥，污泥浓度在5000-8000mg/L以下，在其中放置内置膜组件，对经三相分离器分离过的含有部分絮状污泥的和经过厌氧降解的废水进行固液分离。
作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述顶部膜分离区内设有内置膜组件，所述内置膜组件上连接有第二环路，所述第二环路上依次设置有真空表、产水电动阀、抽吸水泵、转子流量计、反洗水箱、反洗水泵、反洗电动阀。
作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述内置膜组件的孔径范围为0.05-0.1μm。
通过上述设置，采用孔径0.05-0.1μm的内置膜组件(6)为分离介质，对反应器中的厌氧微生物、悬浮物和大分子难降解胶体物质等进行截留，对微生物和悬浮物的截留率达100%，对大分子有机物的截留率达70%-80%。产水浊度几乎为0，出水不需要另做混凝沉淀等处理，可直接进入深度处理单元。出水水质取决于膜孔径的分布，完全不受反应器内上升流速和湍流程度的影响。
作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述污泥床内设有布水器，所述布水器连接有第三环路，所述第三环路上设置有内循环泵，布水器的进口设有进水泵，厌氧反应器本体上还设有连接污泥床和顶部膜分离区的下降回流管。
作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述内置膜组件下方设置有气体分散装置、产气收集管，产气收集管收集气体输送至气液分离器。
通过上述设置，在膜箱内外形成气、液、固三相循环流，增加系统的湍流程度和膜面的冲刷作用，形成膜的错流过滤，提高膜通量，可达40-100L/(m2.h)。同时对于厌氧系统，曝气采用的是沼气而不是空气。经三相分离器收集和内置膜组件冲刷后汇集的沼气，分别经产气收集管和顶部气体收集管导入气液分离器进行气液分离，经分离得到的沼气排至储气柜，经沼气压缩机和气体稳压罐后被送至气体分散装置进行膜面的冲刷，实现沼气的循环搅拌作用。
作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述内置膜组件为中空纤维式或板式，膜功能层材质为经亲水改性的PP、PVDF、PES、PA、PS膜中的一种或多种。
通过上述设置，通透性能好、抗污染性能好、机械强度高、耐腐蚀性强、出水水质好的超微滤膜，成孔截留分子量5000-300000Dalton
作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述污泥床的底部设有排泥阀。
通过上述设置，便于污泥的排出。
作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述顶部膜分离区上设置有压力表。
通过上述设置，利用反洗水泵对膜进行间歇反冲洗，产水和反冲洗由按时间由反洗电动阀和产水电动阀进行切换控制。同时在顶部膜分离区中安装压力表，在抽吸水泵的吸入侧安装真空表，以确认膜的污堵程度，考虑是否需要进行恢复性清洗
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：具有高颗粒污泥浓度、高反应速率和高的容积负荷，采用内置膜对混合液进行泥水分离，对厌氧污泥、悬浮物的截留率为100%，对胶体等大分子物质的截留率达70%-80%，出水水质好，浊度接近0，且分离效果不受升流速度和湍流程度的影响，很好地解决了反应器内混合强度、处理效果与出水水质之间的矛盾;采用自产沼气内循环的方式进行膜的曝气冲刷，多余的沼气火炬燃烧或利用，不产生安全隐患。
