自供能耗的高效厌氧颗粒污泥床膜生物反应器制造技术

本实用新型专利技术公开一种自供能耗的高效厌氧颗粒污泥床膜生物反应器，反应器包括主反应柱、沉淀室、循环管线。主反应柱内包含有厌氧颗粒污泥和中空纤维膜，沉淀室包含pH、ORP、DO电极以及液位控制器，循环管线上装有循环磁力泵、转子流量计以及进水口。本装置进水通过进水蠕动泵连续进水，出水通过液位控制器控制，间歇出水。本装置能够有效的将污水处理中的有机质回收利用，实现整个装置的自供能耗。其配套运行方法在维持厌氧颗粒污泥稳定的同时，能够有效减缓膜污染。

【技术实现步骤摘要】
自供能耗的高效厌氧颗粒污泥床膜生物反应器
本技术属于污水处理及资源化领域，具体涉及一种能够自供能耗的高效厌氧颗粒污泥床膜生物反应器。
技术介绍
污水处理行业作为“绿色家族”的天生一员，却与可持续发展理念渐行渐远。一方面，城市污水处理作为一个高能耗的行业，其中60％的能耗是由鼓风机消耗的。目前我国污水处理厂的平均电耗为0.292kW·h/m3，13％以上的污水厂电耗超过0.48kW·h/m3，即使在美国，其城市污水处理的电耗也要占总电耗的3％以上。另一方面，城市污水作为资源循环利用的重要载体，潜在能量巨大，有待开发。然而目前我国城市污水的循环利用仅限于水资源的循环利用，忽视了污水处理过程中有机质的循环利用，即：利用厌氧处理技术将污水中的有机物转换为能源气体CH4。据估计，污水所含潜在能量是处理污水能耗的10倍，污水潜在能量开发可解决社会总电耗的10％。城市生活污水的厌氧处理并不是一个新的理念。事实上，它被用于处理生活污水要先于目前发展流行的好氧处理，但其处理效果并不理想，不足以满足二级处理出水的排放标准。研究表明其处理效果不理想的主要问题并不是产甲烷菌的生长缓慢，而是生活污水中挥发性悬浮固体(VSS)水解速率的缓慢。之后，随着膜组件的出现以及其在厌氧处理中的应用，厌氧处理出水水质不佳的问题得以改善。膜组件不仅可以有效地截留VSS在反应器中，而且也能够减少产甲烷菌的流失。然而，膜组件的膜污染问题又会影响其在污水处理中的应用。厌氧颗粒污泥(AnaerobicGranularSludge)是在高水力剪切作用下，由水解发酵细菌、产乙酸细菌、产甲烷菌等因生物凝聚作用而形成的呈灰色或褐黑色的特殊生物膜。同普通的絮状污泥相比，颗粒污泥具有密度大、强度高、沉降性能突出、结构稳定、耐冲击、传质效率高等优点。被广泛应用于升流式厌氧污泥床反应器(UASB)、颗粒污泥膨胀床反应器(EGSB)、内循环厌氧反应器(IC)等高效厌氧反应器中。为解决现有污水处理能耗高、基建投资大、运行管理费用高、剩余污泥产量大、污泥处置费用高等问题，本技术将膜组件和厌氧颗粒污泥的独特优势结合起来，在有效降低污水处理能耗的同时，促进污水处理中有机质的回收利用，为智能城市的城市污水处理提供一种能够自供能耗的高效装置。并且为该装置提供一种相应的运行方法，既可以维持装置内厌氧颗粒污泥的稳定，还可以减缓膜污染。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有污水处理能耗高、污泥产量大的问题，提供一种利用厌氧颗粒污泥及膜组件的装置——厌氧颗粒污泥床膜生物反应器，通过该装置可以有效的去除污水有机质，并且能够有效的将污水处理中的有机质回收利用，实现装置的自供能耗。与此同时，该运行方法在维持装置内厌氧颗粒污泥稳定的同时，能够有效减缓膜污染。本技术专利的技术解决方案如下：一种能够自供能耗的高效厌氧颗粒污泥床膜生物反应器，其特征在于：该装置包括进水蠕动泵(1)、主反应柱(2)、第一沉淀室(3)、第二沉淀室(4)、循环磁力泵(5)、转子流量计(6)、压力传感器(7)、出水蠕动泵(8)、厌氧颗粒污泥(9)、中空纤维膜(10)、pH电极(11)、ORP电极(12)、DO电极(13)、液位控制器(14)、第一集气口(15)、第二集气口(16)、循环管线(17)。中空纤维膜(10)位于反应柱(2)内部，膜丝需要全部浸没在主反应柱(2)内，并且对其下端进行固定。在主反应柱(2)内部还填充有厌氧颗粒污泥(9)。主反应柱(2)外侧设有五个均匀排布的取样口。与反应器主反应柱相连的第一沉淀室(3)，其内需要设立出水连接管(18)，通过其连接中空纤维膜(10)。此外，第一沉淀室(3)内还设有pH电极(11)、ORP电极(12)、DO电极(13)。与循环管线(17)相连的第二沉淀室(4)，其内设有液位控制器(14)，出水蠕动泵(8)由其控制。两个沉淀室间由连接管(19)连接，连接管(19)要低于循环管线的吸水口(20)。在两个沉淀室顶端还各设有第一集气口(15)、第二集气口(16)。循环管线上连有循环磁力泵(5)、转子流量计(6)，在靠近主反应柱的管线上设有进水口(21)。本技术提供了厌氧颗粒污泥床膜生物反应器的运行方法，其特征在于：它具有如下工艺流程步骤：(1)、废水通过进水蠕动泵(1)，以18～50ml/min连续抽入循环管线(17)，与循环水流一起在循环磁力泵(5)的作用下进入主反应柱(2)。装置的HRT为10～27.8h。(2)、在循环水流的作用下，主反应柱(2)内的厌氧颗粒污泥(9)处于悬浮状态，调节循环流速，使厌氧颗粒污泥(9)膨胀至反应柱(2)总高度的90％～100％。循环流量通过转子流量计(6)测定。厌氧颗粒污泥(9)需添加至主反应柱(2)高度的40％～60％，其粒径需要在0.5～2mm之间。(3)、反应器的内部环境可以通过第一沉淀室(3)内的pH电极(11)、ORP电极(12)、DO电极(13)进行监测。反应器内的pH范围在7.2～7.3之间，ORP要在-500以下，DO保持没有。水温随外界变化即可，不需要进行特殊保温或加热。(4)、反应器的出水由液位传感器(14)控制，在高水位时，反应器内的混合液经过膜滤，由出水蠕动泵(8)抽出，在低水位时则停止出水。中空纤维膜(10)的间歇工作能够有效的减缓膜污染。在对装置低水位设定时，需要注意要保证pH电极(11)、ORP电极(12)、DO电极(13)探头始终浸没在水中，其高度也不能低于循环管线吸水口(20)的高度。在对反应器产气量进行测定时，需要注意要在低水位时进行测定。高水位设定在低水位和第二沉淀室顶端的中间即可，既不靠近低水位，也不靠近第二沉淀室的顶端。厌氧颗粒污泥床膜生物反应器将颗粒污泥生物量高、结构稳定、耐冲击、传质效率高等优点与膜组件分离效果好、占地面积小等优点结合起来，在有效降低污水处理能耗的同时，促进污水处理中有机质的回收利用，实现装置的自供能耗。与此同时，反应器运行过程中膜组件的间歇运行能够有效的减缓膜污染，其内厌氧颗粒污泥也可以保持良好的稳定性，实现了厌氧颗粒污泥床膜生物反应器高效稳定的运行。附图说明图1为厌氧颗粒污泥床膜生物反应器的结构示意图具体实施方式下面结合附图及实施例详细加以说明，以进一步理解本技术。本技术为厌氧颗粒污泥床膜生物反应器，包括进水蠕动泵(1)、主反应柱(2)、第一沉淀室(3)、第二沉淀室(4)、循环磁力泵(5)、转子流量计(6)、压力传感器(7)、出水蠕动泵(8)、厌氧颗粒污泥(9)、中空纤维膜(10)、pH电极(11)、ORP电极(12)、DO电极(13)、液位控制器(14)、第一集气口(15)、第二集气口(16)、循环管线(17)。主反应柱(2)是直径为120mm、高为1.2m的有机玻璃管柱，其外侧设有五个均匀排布的取样口，间距为240mm，中空纤维膜(10)和厌氧颗粒污泥(9)位于此部分。沉淀室(3、4)材质也为有机玻璃，其直径为290mm，高为350mm(渐扩区高为150mm)，两个沉淀室间通过PVC管(19)连接，距沉淀室顶端100mm。沉淀室(3)与主反应柱(2)相连，其内设有出水连接管(18)、pH电极(11)、ORP电极(12)、DO电极(13)。沉淀室本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.自供能耗的高效厌氧颗粒污泥床膜生物反应器，其特征在于：该装置包括进水蠕动泵(1)、主反应柱(2)、第一沉淀室(3)、第二沉淀室(4)、循环磁力泵(5)、转子流量计(6)、压力传感器(7)、出水蠕动泵(8)、厌氧颗粒污泥(9)、中空纤维膜(10)、pH电极(11)、ORP电极(12)、DO电极(13)、液位控制器(14)、第一集气口(15)、第二集气口(16)和循环管线(17)；中空纤维膜(10)位于主反应柱(2)内部，膜丝需要全部浸没在主反应柱(2)内，并且对中空纤维膜(10)其下端进行固定；在主反应柱(2)内部还填充有厌氧颗粒污泥(9)；厌氧颗粒污泥(9)需添加至主反应柱(2)高度的40％～60％，其粒径需要在0.5～2mm之间；主反应柱(2)外侧设有的取样口；与反应器主反应柱相连的第一沉淀室(3)，其内需要设立出水连接管(18)，通过出水连接管(18)连接中空纤维膜(10)；此外，第一沉淀室(3)内还设有pH电极(11)、ORP电极(12)、DO电极(13)；与循环管线(17)相连的第二沉淀室(4)，其内设有液位控制器(14)，出水蠕动泵(8)由液位控制器(14)控制；两个沉淀室间由连接管(19)连接，连接管(19)要低于循环管线的吸水口(20)；在两个沉淀室顶端还各设有第一集气口(15)、第二集气口(16)；循环管线上连有循环磁力泵(5)、转子流量计(6)，并设有进水口(21)。...

【技术特征摘要】
1.自供能耗的高效厌氧颗粒污泥床膜生物反应器，其特征在于：该装置包括进水蠕动泵(1)、主反应柱(2)、第一沉淀室(3)、第二沉淀室(4)、循环磁力泵(5)、转子流量计(6)、压力传感器(7)、出水蠕动泵(8)、厌氧颗粒污泥(9)、中空纤维膜(10)、pH电极(11)、ORP电极(12)、DO电极(13)、液位控制器(14)、第一集气口(15)、第二集气口(16)和循环管线(17)；中空纤维膜(10)位于主反应柱(2)内部，膜丝需要全部浸没在主反应柱(2)内，并且对中空纤维膜(10)其下端进行固定；在主反应柱(2)内部还填充有厌氧颗粒污泥(9)；厌氧颗粒污泥(9)需添加至主反应柱(2)高度的40％～...

【专利技术属性】
技术研发人员：张岩，张博康，张中，马翔山，陈昌明，刘子奇，曹孟京，
申请(专利权)人：镇江清水环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32