專利名稱：厭氧膜生物反應裝置及其污水處理工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于污水處理領域，尤其涉及一種厭氧膜生物反應裝置及其污水處理工藝。
背景技術：
我國水資源嚴重短缺，僅僅依靠節水和資源調配還不能滿足發展的需要。污水是水環境主要污染源，同時也是非常寶貴的資源，大量污水的存在，對人類的生活環境造成了極大的破壞，嚴重的影響了人類 的生活品質，與此相對應的，利用一噸污水，就可以節約一噸優質水資源，可以大大增加可利用資源量；污水再生利用是解決水資源供需矛盾和緩解環境惡化的必經之路。人們對于水資源從開發利用研究到保護、循環再利用，經歷了由低級向高級發展的過程。隨著技術的進步，污水處理由簡單達標排放到水資源再利用，而最新的利用閉環系統的污水處理技術不僅能夠完成高質量水循環利用，同時還能最大限度進行能量物質提取，將污水中的有機成分轉化成新的清潔能源，同時也能夠減少CO2的排放量，達到最大限度的資源利用，是當今世界上最先進的污水處理技術理念與方向。
發明內容
本發明的目的在于提供一種厭氧膜生物反應裝置及其污水處理工藝，具有能量回收、重復利用和系統閉環的高效廢水處理能力。本發明的目的是通過以下技術方案來實現一種厭氧膜生物反應裝置，包括由厭氧生物反應器和膜過濾器罐組成的閉式循環系統，污水由所述厭氧生物反應器進水口進入并在其內進行厭氧生物反應，經處理后的污水由出水口進入所述膜過濾器罐，所述膜過濾器罐內置膜組件，該膜組件采用真空驅動，通過泵或重力作用把水從膜中滲出，余下部份經由循環泵重新泵入厭氧生物反應器處理；厭氧生物反應產生的沼氣部分由壓縮機泵入膜組件下方用于沖刷膜表面，并通過相互連通的管道流回，多余部份引出外用。污水依次流經篩分器和平衡罐后由提升泵泵入所述厭氧生物反應器和膜過濾器罐組成的閉式循環系統，所述篩分器用于去除纖維、毛發，所述平衡罐用于加入PH調節劑和營養劑，以利于厭氧生物反應的進行。所述膜組件的滲出水接口連接有引出泵和反沖洗罐組成的反沖洗系統。所述膜組件采用PVDF平板膜組件或中空纖維膜組件。還包括一控制系統，用于采集污水在裝置各處的狀態參數，并相應控制泵和壓縮機的輸送量。同時提供一種污水處理工藝，包含以下步驟a、污水依次流經篩分器去除纖維、毛發，經平衡罐加入pH調節劑和營養劑后泵入厭氧生物反應器和膜過濾器罐組成的閉式循環系統；
b、污水在閉式循環系統的厭氧生物反應器中進行厭氧生物反應，排出水進入膜過濾器罐內經膜組件滲透，通過泵或重力作用把水從膜中滲出，余下部份經由循環泵重新泵入厭氧生物反應器處理；厭氧生物反應產生的沼氣部分由壓縮機泵入膜組件下方用于沖刷膜表面，并通過相互連通的管道流回，多余部份引出外用。其相應的工藝參數為所述篩分器的篩分孔徑為l_3mm。
平衡罐的pH設定值為6. 8-7. 3。所述膜組件的膜通量LMH為7-10L/m2/h。所述系統能處理的有機負荷率為5_25Kg/m3. d其水利停留時間HRT為一天，固體停留時間SRT為100-200天。厭氧生物反應的溫度為30°C -40°C。沼氣再循環率與出水率之比為40 1。抽取膜滲出水的抽取和停抽時間之比為4 1。該污水處理裝置及方法采用厭氧處理技術和膜技術有效結合的污水處理工藝，采用膜處理工藝代替厭氧生物處理的后續處理單元，通過膜截留作用，能顯著改善反應器固液分離效果，使反應器中微生物濃度維持在較高水平，較好地彌補了厭氧處理容積負荷低的缺點，可以維持較長的污泥停留時間，因此污泥產量低，甲烷轉化率高，出水水質好。
下面根據附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。圖1為本發明所述厭氧膜生物反應裝置的結構組成示意圖；圖中1、篩分器；2、平衡罐；3、厭氧生物反應器；4、膜過濾器罐；5、膜組件；6、提升泵； 7、循環泵；8、壓縮機；9、反沖洗罐；10、引出泵；11、控制系統。
具體實施例方式如圖1給出了本發明所述厭氧膜生物反應裝置的結構組成示意圖。該裝置包括由高速厭氧生物反應器3(不帶氣液固三相分離器的簡化版UASB或IC 反應器)和膜過濾器罐4組成的閉式循環系統，污水由所述厭氧生物反應器進水口進入并在其內進行厭氧生物反應，經處理后的污水由出水口進入所述膜過濾器罐4，所述膜過濾器罐4內置膜組件5，該膜組件5采用真空驅動，通過泵或重力作用把水從膜中滲出，余下部份經由循環泵7重新泵入厭氧生物反應器3處理；厭氧生物反應產生的沼氣部分由壓縮機 8泵入膜組件下方用于沖刷膜表面，并通過相互連通的管道流回，多余部份引出外用。污水依次流經篩分器1和平衡罐2后由提升泵6泵入所述厭氧生物反應器3和膜過濾器罐4組成的閉式循環系統，所述篩分器1用于去除纖維、毛發，所述平衡罐2用于加入PH調節劑和營養劑，以利于厭氧生物反應的進行。所述膜組件的滲出水接口連接有引出泵10和反沖洗罐9組成的反沖洗系統。所述膜組件5采用平板膜組件或中空纖維膜組件。還包括一控制系統11，用于采集污水在裝置各處的狀態參數，并相應控制泵和壓縮機的輸送量。
同時提供一種污水處理工藝，包含以下步驟a、污水依次流經篩分器去除纖維、毛發，經平衡罐加入pH調節劑和營養劑后泵入厭氧生物反應器和膜過濾器罐組成的閉式循環系統；b、污水在閉式循環系統的厭氧生物反應器中進行厭氧生物反應，排出水進入膜過濾器罐內經膜組件滲透，通過泵或重力作用把水從膜中滲出，余下部份經由循環泵重新泵入厭氧生物反應器處理；厭氧生物反應產生的沼氣部分由壓縮機泵入膜組件下方用于沖刷膜表面，并通過相互連通的管道流回，多余部份引出外用。其相應的工藝參數為所述篩分器的篩分孔徑為l_3mm。平衡罐的pH設定值為6. 8-7. 3。 所述膜組件的膜通量為7-10L/m2/h。所述系統能處理的有機負荷率為5_25Kg/m3. d。其水利停留時間HRT為一天，固體停留時間SRT為100-200天。厭氧生物反應的溫度為30°C -40°C。沼氣再循環率與出水率之比為40 1。抽取膜滲出水的抽取和停抽時間之比為4 1。與原有的技術相比，該技術在污水處理過程中，不是簡單的將水中的有機物分解， 而是通過閉環系統，將污水中的有機成分進行有效的回收，轉化成清潔能源，最大程度的變廢為寶。將有機成分有效的回收，產生新能源，在處理有機成分的過程中，水質大幅提升，完全可以達到循環再利用的要求。符合當今的節能減排需要，是污水處理的革命性進步。
權利要求
1.一種厭氧膜生物反應裝置，其特征在于包括由高速厭氧生物反應器和膜過濾器罐組成的閉式循環系統，污水由所述高速厭氧生物反應器進水口進入并在其內進行厭氧生物反應，經處理后的污水由出水口進入所述膜過濾器罐，所述膜過濾器罐內置膜組件，該膜組件采用真空驅動，通過泵或重力作用把水從膜中滲出，余下部份經由循環泵重新泵入高速厭氧生物反應器處理；厭氧生物反應產生的沼氣部分由壓縮機泵入膜組件下方用于沖刷膜表面，并通過相互連通的管道流回，多余部份引出外用。
2.根據權利要求1所述的厭氧膜生物反應裝置，其特征在于污水依次流經篩分器和平衡罐后由提升泵泵入所述高速厭氧生物反應器和膜過濾器罐組成的閉式循環系統，所述篩分器用于去除纖維、毛發，所述平衡罐用于加入PH調節劑和營養劑，以利于厭氧生物反應的進行。
3.根據權利要求1所述的厭氧膜生物反應裝置，其特征在于所述膜組件的滲出水接口連接有引出泵和反沖洗罐組成的反沖洗系統。
4.根據權利要求1所述的厭氧膜生物反應裝置，其特征在于所述膜組件采用PVDF平板膜組件或中空纖維膜組件。
5.根據權利要求1所述的厭氧膜生物反應裝置，其特征在于還包括一控制系統，用于采集污水在裝置各處的狀態參數，并相應控制泵和壓縮機的輸送量。
6.一種污水處理工藝，其特征在于包含以下步驟a、污水依次流經篩分器去除纖維、毛發，經平衡罐加入PH調節劑和營養劑后泵入高速厭氧生物反應器和膜過濾器罐組成的閉式循環系統；b、污水在閉式循環系統的高速厭氧生物反應器中進行厭氧生物反應，排出水進入膜過濾器罐內經膜組件滲透，通過泵或重力作用把水從膜中滲出外排，余下部份經由循環泵重新泵入厭氧生物反應器處理；厭氧生物反應產生的沼氣部分由壓縮機泵入膜組件下方用于沖刷膜表面，并通過相互連通的管道流回，多余部份引出外用。
7.根據權利要求6所述的污水處理工藝，其特征在于滲出外排的水通過引出泵輸至反沖洗罐，反沖罐與膜組件之間具有反沖洗流程。
8.根據權利要求6所述的污水處理工藝，其特征在于所述篩分器的篩分孔徑為 l-3mm。
9.根據權利要求6所述的污水處理工藝，其特征在于所述平衡罐的PH設定值為 6. 8-7. 3。
10.根據權利要求6所述的污水處理工藝，其特征在于所述膜組件的膜通量為7-10L/ m2/h)。
11.根據權利要求6所述的污水處理工藝，其特征在于所述系統能處理的有機負荷率為 5-25Kg/m3· do
12.根據權利要求6所述的污水處理工藝，其特征在于其水利停留時間HRT為一天， 固體停留時間SRT為100-200天。
13.根據權利要求6所述的污水處理工藝，其特征在于厭氧生物反應的溫度為 30 0C -40 0C ο
14.根據權利要求6所述的污水處理工藝，其特征在于沼氣再循環率與出水率之比為 40 1。
15.根據權利要求6所述的污水處理工藝，其特征在于抽取膜滲出水的抽取和停抽時間之比為4 1。
全文摘要
本發明公開一種厭氧膜生物反應裝置及污水處理工藝，包括由高速厭氧生物反應器(不帶氣液固三相分離器的簡化版UASB或IC反應器)和膜過濾器罐組成的閉式循環系統，采用厭氧處理技術和膜技術有效結合的污水處理工藝，采用膜處理工藝代替厭氧生物處理的后續處理單元，通過膜截留作用，能顯著改善反應器固液分離效果，使反應器中微生物濃度維持在較高水平，較好地彌補了厭氧處理容積負荷低的缺點，可以維持較長的污泥停留時間，因此污泥產量低，甲烷轉化率高，出水水質好。
文檔編號C02F3/28GK102381816SQ201110306270
公開日2012年3月21日 申請日期2011年10月11日 優先權日2011年10月11日
發明者周杰, 張學軍, 杜海波 申請人:北京加朗傳奇新能源科技有限責任公司