申请日2014.12.17
公开(公告)日2015.07.22
IPC分类号C02F3/28; C02F9/14
摘要
一种两相厌氧管式膜生物反应器：升流复合式产酸反应器与完全混合式产甲烷反应器联接;完全混合式产甲烷反应器通过循环泵与管式膜组件联接;管式膜组件的出水端口分为产水口及循环口，其中循环口与完全混合式产甲烷反应器联接;完全混合式产甲烷反应器的沼气出口联接有气体计量系统，气体计量系统分为气水分离器和气体流量计，完全混合式产甲烷反应器的产气联接到气水分离器，气水分离器的气体出口联接到气体流量计，气水分离器的液体出口通过管道联接至完全混合式产甲烷反应器;其中，升流复合式产酸反应器内部分成多个反应室，每个反应室的进水口位于底部，出水口位于顶部，使每个反应室均为上向流，各反应室的进水口和出水口为逐级串联。
摘要附图
权利要求书
1.一种处理有机废水的两相厌氧管式膜生物反应器，其特征是：
升流复合式产酸反应器与完全混合式产甲烷反应器联接;
完全混合式产甲烷反应器通过循环泵与管式膜组件联接;
管式膜组件的出水端口分为产水口及循环口，其中循环口与完全混合式产甲烷反应器联接;
升流复合式产酸反应器、完全混合式产甲烷反应器和管式膜组件中设置有pH电极和电导率电极，pH电极和电导率电极联接反应器控制系统;
完全混合式产甲烷反应器的沼气出口联接有气体计量系统，气体计量系统分为气水分离器和气体流量计，完全混合式产甲烷反应器的产气联接到气水分离器，气水分离器的气体出口联接到气体流量计，气水分离器的液体出口通过管道联接至完全混合式产甲烷反应器;
其中，升流复合式产酸反应器内部分成多个反应室，每个反应室的进水口位于底部，出水口位于顶部，使每个反应室均为上向流，各反应室的进水口和出水口为逐级串联。
2.根据权利要求1所述处理有机废水的两相厌氧管式膜生物反应器，其特征是，升流复合式产酸反应器为竖向流式圆柱形反应器。
3.根据权利要求1所述处理有机废水的两相厌氧管式膜生物反应器，其特征是，完全混合式甲烷反应器的循环口出水位于液位以下。
4.根据权利要求1所述处理有机废水的两相厌氧管式膜生物反应器，其特征是，管式膜组件为内压式超滤或微滤膜组件。
5.根据权利要求1所述处理有机废水的两相厌氧管式膜生物反应器，其特征是，升流复合式产酸反应器和完全混合式产甲烷反应器的外部具有保温结构。
6.根据权利要求1所述处理有机废水的两相厌氧管式膜生物反应器，其特征是，完全混合式产甲烷反应器中设置有高液位保护装置。
说明书
处理有机废水的两相厌氧管式膜生物反应器
技术领域
本实用新型属于废水处理和新能源技术领域，具体地涉及一种有机废水处理装置，更具体地，本实用新型的有机废水处理装置是指两相厌氧管式膜生物反应器。
背景技术
作为一种高浓度有机废水，农副食品加工业废水以6.0%的工业排放总量排放了11.4%的工业CODCr污染物(2010年年鉴)，具有典型性。农副食品加工业废水污染物浓度高、排放量大且达标排放率低，污染减排和资源化的潜力巨大。据年鉴统计，2010年农副食品加工业(包括玉米加工、畜禽养殖等)废水排放量13.2×108t，在41个分类行业中排名第4位，而排放达标率仅仅为第37位。其中最为突出的污染物CODCr年排放49.6×104t，排名第2位。随着国家污染减排力度的加大和中央一号文件大力推动专业大户、家庭农场、农民合作社等的规模化发展，农副食品加工业将长期稳定增长。同时，新出台的淀粉、制糖和酒精等工业废水标准提高了CODCr排放标准，农副食品加工业废水处理与资源化的技术要求正在迅速提高
高浓度有机污染物(chemical oxygen demand,CODCr)是这类废水达标排放的限制性污染物，现有主流技术为厌氧、好氧和物化的组合工艺。典型的工艺流程如：UASB+BAF、UASB+A/O、UBF+CASS等厌氧-好氧组合生物工艺，或沉淀、气浮等物化+生物处理。这些组合水处理工艺的问题是流程甚至比食品加工工艺长，给工厂带来管理复杂、占地大等运行困难，短流程化需求迫切。
通常把厌氧工艺流程分为三类：单级厌氧消化、两级厌氧消化和两相厌氧消化。单级厌氧消化和两级厌氧消化最大的区别是：前者整个产气过程在一个工艺段完成，而后者根据产气随时间的变化，设置两级工艺段分级调控。这两类系统均属于完全混合式系统，适宜条件不同的产酸菌和产 甲烷菌完全混合，两种菌的活性和转化率都被限制，反应器难以预防酸化特别是在高负荷下。两相厌氧消化采用独立的反应器，分别富集产酸菌和产甲烷菌，从而两种菌的活性和污染物转化率较高，且能在高负荷下仍有效地控制甲烷相酸化，但反应器和占地较大。因此，根据高浓度有机废水一步达标处理的需求，适宜的厌氧系统须具有如下特点：负荷高、能预防酸化，出水水质较好，且占地小。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种处理有机废水的两相厌氧管式膜生物反应器，具有流程短、负荷高、能预防酸化，出水一步达标的特点。
为实现上述目的，本实用新型提供的两相厌氧管式膜生物反应器包括：
升流复合式产酸反应器与完全混合式产甲烷反应器联接;
完全混合式产甲烷反应器通过循环泵与管式膜组件联接，通过沼气出口与气体计量系统联接;
管式膜组件的出水端口分为产水口及循环口，其中循环口与完全混合式产甲烷反应器联接;
升流复合式产酸反应器、完全混合式产甲烷反应器和管式膜组件中设置有pH电极和电导率电极，pH电极和电导率电极联接反应器控制系统;
完全混合式产甲烷反应器的沼气出口联接有气体计量系统，气体计量系统分为气水分离器和气体流量计，完全混合式产甲烷反应器的产气联接到气水分离器，气水分离器的气体出口联接到气体流量计，气水分离器的液体出口通过管道联接至完全混合式产甲烷反应器，气体流量计联接反应器控制系统;
进水、循环泵均联接到所述的反应器控制系统中，由控制系统自动启停。
其中，升流复合式产酸反应器内部分成多个反应室，每个反应室的进水口位于底部，出水口位于顶部，使每个反应室均为上向流，各反应室的进水口和出水口为逐级串联。
所述的两相厌氧管式膜生物反应器，其中，升流复合式产酸反应器为 竖向流式圆柱形反应器。
所述的两相厌氧管式膜生物反应器，其中，完全混合式甲烷反应器的循环口出水位于液位以下。
所述的两相厌氧管式膜生物反应器，其中，管式膜组件为内压式超滤或微滤膜组件。
所述的两相厌氧管式膜生物反应器，其中，升流复合式产酸反应器和完全混合式产甲烷反应器的外部具有保温结构。
所述的两相厌氧管式膜生物反应器，其中，完全混合式产甲烷反应器中设置有高液位保护装置。
本实用新型提供的有机废水处理装置，在实际处理有机废水时，其步骤为：
1)分别向升流复合式产酸反应器和完全混合式产甲烷反应器中接种厌氧消化污泥;
2)有机废水输送至升流复合式产酸反应器，依次经过各反应室时污泥呈膨胀或悬浮态，之后进入完全混合式产甲烷反应器，完全混合式产甲烷反应器的进水采用产气速率-pH控制方式;
3)完全混合式产甲烷反应器中的甲烷相混合液冲刷管式膜组件内侧，再循环回到完全混合式产甲烷反应器形成水力搅拌;
4)甲烷相混合液透过膜组件分离得到产出水和甲烷相产气，甲烷相产气在完全混合式产甲烷反应器的沼气出口收集。
本实用新型具有如下优点：
1)装置构造便于维护，操作逻辑简洁，运行操作与维护简单，人工要求少，易于实现自动化控制。
2)管式膜组件可有效截留厌氧污泥和有机污染物，因而减少厌氧污泥流失，提高污染物去除率;与高负荷厌氧消化耦合，实现短流程处理CODCrCr一步达标。
3)产气速率-pH控制方式可在预防酸化前提下，维持较高系统负荷。
4)本发明可用于农副食品加工业废水、发酵酿造废水和酒精废水等高浓度有机废水的一步达标排放处理和甲烷能源回收，亦可用于市政、工业园区废水等低浓度有机废水的达标排放处理和甲烷能源回收，可减少出 水中溶解的甲烷含量，减弱大规模市政污水处理的温室气体泄露问题。
