一體式厭氧旋轉管式膜生物反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于厭氧工藝為主體的水處理技術領域，具體涉及一種一體式厭氧旋轉管式膜生物反應器。
【背景技術】
[0002]厭氧生物反應器是一種可以處理高濃度有機廢水并行之有效的工藝。厭氧生物反應器抗沖擊能力強，適用于高有機物濃度的廢水。處理過程能耗低于好氧工藝，并且產生的甲烷氣體可作為能源回收利用。
[0003]傳統的厭氧工藝常采用三相分離器進行氣體、泥、水分離，但三相分離器結構復雜，安裝要求高，且裝置啟動時間長，污泥絮體常隨水流流出，導致出水效果不好。將膜技術應用于厭氧生物反應器中可以更好地實現泥水分離。
[0004]厭氧膜生物反應器有效結合膜分離技術和厭氧生化處理單元。分離膜可以有效地截留反應器中的微生物防止污泥流失，保證反應器具有較高的污泥濃度，同時膜對膠體物質和大分子有機物的高效截留作用可增強反應器的處理效果，使出水水質保持穩定。
[0005]常見厭氧膜生物反應器分為一體式(浸沒式)和分置式(旁流式)。傳統的厭氧膜生物反應器多采用分置式，將膜組件分置于厭氧反應器之外，利用栗驅動混合液在膜表面流動形成較高錯流速率以減緩膜污染，從而獲得較大膜通量，但是這種方式需要較高的能量消耗以及空間要求，并且栗的剪切作用破壞了污泥絮體的結構，減弱了微生物的代謝活性，降低了污水處理效率。也有一些研究將膜組件置于厭氧反應器內，可以使占地面積減小，但是這種方式會造成膜污染現象嚴重，針對此現象，有些裝置安裝攪拌槳，也有些將產生的甲烷氣體栗送到反應器底部，作為曝氣系統減緩膜污染，這些方法通常能耗較高且污染控制效果有限。
【實用新型內容】
[0006]為了解決現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種一體式厭氧旋轉管式膜生物反應器，克服現有技術中厭氧膜生物反應器污染現象嚴重、能耗較高的問題。
[0007]本實用新型的技術方案是:一種一體式厭氧旋轉管式膜生物反應器，主要包括反應器主體、壓力控制系統、管式膜組件及轉動裝置，所述反應器主體由上部球面頂蓋和下部圓柱形反應器箱體構成，兩者以法蘭結構連接，頂蓋上設有排氣口，箱體側設有進水口和止回閥，箱體底部設排水口和排泥口 ；所述壓力控制系統由壓力傳感器和自動排氣閥組成，設置于排氣口處;所述管式膜組件設置于反應器主體內部，管式膜組件上部與轉動裝置的傳動軸連接，下部通過旋轉軸密封圈與出水口連接;轉動裝置設置于反應器主體頂部，傳動軸與管式膜組件連接;反應器主體內部還設有液位傳感器。
[0008]所述管式膜組件中管式膜以一字、十字或米字形式排列，管式膜組件上端以環氧樹脂密封，下端通過環氧樹脂固定在倒錐型出水收集斗中，出水口位于膜組件底端。
[0009]所述管式膜為外壓型無機管式膜或有機管式膜，直徑為5-25mm，能承受0.2MPa以上的跨膜壓力而不發生變形，能夠進行反清洗。
[0010]—種一體式厭氧旋轉管式膜生物反應器的運行方法，反應器依靠厭氧過程生成氣體在封閉反應器內所形成的壓力以及液體重力共同作為管式膜組件過濾動力實現可控的膜過濾自流出水，通過自動排氣閥控制反應器內氣相壓力為0.01-0.1MPa，根據停留時間調節氣相壓力控制出水流量，通過液位傳感器控制進水栗的啟停，攪拌裝置帶動膜組件轉動，一方面實現反應器中厭氧污泥與污水的充分混合，另一方面通過水力剪切減緩膜污染的形成和發展，當運行一段時間需要進行反沖洗時，通過排氣閥卸掉反應器中壓力，由出水口連接反洗栗進行反沖洗。
[0011]本實用新型的有益效果為:(I)將厭氧過程生成氣體在封閉在反應器內，利用反應器中氣相壓力和液體重力共同作為管式膜組件過濾出水動力，通過調節氣相壓力實現膜組件可控自流出水；(2)以轉動的膜組件替代攪拌槳，充分利用管式膜膜管的剛性，通過膜組件轉動過程中形成的水力剪切減緩膜污染的形成和發展。當膜通量下降較快時，可通過增大旋轉速度，增強膜表面剪切力，使污泥剝落，從而控制膜污染。基于以上兩點，本實用新型裝置能降低系統運行能耗，且維護方便。
【附圖說明】
[0012]圖1本實用新型一體式厭氧旋轉管式膜生物反應器的結構示意圖；
[0013]圖2為圖1A-A截面圖；
[0014]其中:I攪拌電機;2壓力控制器;3頂蓋;4液位傳感器;5傳動軸;6管式膜組件;7管式膜;8箱體;9止回閥；1進水口； 11排泥口； 12閥門；13密封軸承;14出水口。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0016]以一體式厭氧旋轉管式膜生物反應器處理高濃度養殖廢水。如圖1所示，所用反應器主體直徑20cm、高60cm，有效容積為12L。管式膜組件直徑為10cm，長度為16cm，其中含9根膜管呈十字形排布(圖2)，膜管為PVDF材質，直徑1.2cm，有效長度為10cm，有效過濾面積為340cm2，上下液位計與上法蘭間的距離分別調整至5cm和20cm。反應器中接種相當于其有效容積1/2的馴化好的厭氧污泥，隨后注入養殖廢水。反應器啟動階段，關閉出水口，反應器內壓力逐步升高。設定當氣相壓力高于0.06MPa時排氣閥自動打開，低于0.03MPa時排氣閥自動關閉。16h后打開出水口閥門，反應器內液體在氣相壓力和混合液重力的作用下透過管式膜流出。當反應器中液位降至下液位計時，排氣閥完全打開，進水栗開啟，向反應器中注入養殖廢水至上液位計，進水栗關閉，排氣閥關閉，16h后打開出水口閥門排水。轉動裝置轉速在排水階段設定為25r/min，在非排水階段設定為5r/min。該處理過程停留時間約為48h，穩定時COD去除率為85 %。
[0017]盡管上面結合附圖對本實用新型進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種一體式厭氧旋轉管式膜生物反應器，主要包括反應器主體、壓力控制系統、管式膜組件及轉動裝置，其特征在于，所述反應器主體由上部球面頂蓋和下部圓柱形反應器箱體構成，兩者以法蘭結構連接，頂蓋上設有排氣口，箱體側設有進水口和止回閥，箱體底部設排水口和排泥口 ；所述壓力控制系統由壓力傳感器和自動排氣閥組成，設置于排氣口處；所述管式膜組件設置于反應器主體內部，管式膜組件上部與轉動裝置的傳動軸連接，下部通過旋轉軸密封圈與出水口連接;轉動裝置設置于反應器主體頂部，傳動軸與管式膜組件連接;反應器主體內部還設有液位傳感器。2.根據權利要求1所述的一體式厭氧旋轉管式膜生物反應器，其特征在于，所述管式膜組件中管式膜以一字、十字或米字形式排列，管式膜組件上端以環氧樹脂密封，下端通過環氧樹脂固定在倒錐型出水收集斗中，出水口位于膜組件底端。3.根據權利要求2所述一體式厭氧旋轉管式膜生物反應器，其特征在于，所述管式膜為外壓型無機管式膜或有機管式膜，直徑為5-25mm，能承受0.2MPa以上的跨膜壓力而不發生變形，能夠進行反清洗。
【專利摘要】本實用新型公開了一種一體式厭氧旋轉管式膜生物反應器，主要包括反應器主體、壓力控制系統、管式膜組件及轉動裝置，反應器主體由頂蓋和反應器箱體構成，頂蓋上設有排氣口，箱體側設有進水口和止回閥，箱體底部設排水口和排泥口；壓力控制系統由壓力傳感器和自動排氣閥組成，設置于排氣口處；管式膜組件設置于反應器主體內部，管式膜組件上部與轉動裝置的傳動軸連接，下部通過旋轉軸密封圈與出水口連接；轉動裝置設置于反應器主體頂部。本實用新型裝置利用厭氧過程產生氣體在密閉反應器內形成的壓力以及液體重力共同作為管式膜組件的過濾動力，實現可控的膜過濾自流出水。本實用新型具有結構簡單，操作方便，膜污染輕，運行成本低等優點，有較強的實用價值。
【IPC分類】C02F3/28
【公開號】CN205222799
【申請號】CN201520896727
【發明人】王亮, 趙斌, 張朝暉, 劉安琪, 王晨瑾, 譚赟
【申請人】天津工業大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年11月11日