一种回收有机废水厌氧膜生物处理中生物气能源的系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种回收有机废水厌氧膜生物处理中生物气能源的系统，包括进水槽、厌氧膜生物反应器、气液分离装置、CH4/CO2气体分离膜、出水槽、储气罐。本实用新型专利技术可以高效处理高浓度有机废水，保证出水水质达到排放标准，并且能高效回收厌氧废水处理中所产生的CH4，CH4的回收率高，最终回收的CH4的纯度可达到90％，达到保护环境，能源回收再利用的效果。能源回收再利用的效果。能源回收再利用的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种回收有机废水厌氧膜生物处理中生物气能源的系统


[0001]本技术属于废水处理技术和能源回收领域，特别涉及一种回收有机废水厌氧膜生物处理中生物气能源的系统。

技术介绍

[0002]近年来，我国生活污水和工业废水排放总量不断增加，单位污染负荷越来越大。此外，随着能源消耗总量的迅速增加，煤炭和石油类的化石能源日趋枯竭，与石油、煤炭相比，CH4具有热值高和清洁的优点，被人们认为是煤炭和石油的理想替代资源。严重水质污染和能源紧缺问题，迫切需要新型有效的废水处理技术。有机废水处理中，厌氧膜生物反应器结合了膜生物反应器和厌氧膜生物处理技术的优势，具有能耗低、耐冲击负荷能力强、产泥率低、占地面积小、污泥停留时间(SRT)和水力停留时间(HRT)可完全分离等特点，在处理高浓度废水方面具有广阔应用前景。然而，厌氧反应产生的CH4纯度不高(一般为28％
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33％左右)，且大多溶解在水中，回收难度大。
[0003]现有废水处理过程中很少对这部分甲烷进行回收利用，甲烷随出水排放，造成环境污染和资源浪费。因此，研发一套具有甲烷回收装置的厌氧膜生物反应器废水处理技术具有重要的现实意义、环保意义和能源战略意义。

技术实现思路

[0004]为了解决有机废水厌氧膜生物处理中产生的CH4纯度不高，回收难度大，易造成环境污染和资源浪费的问题，本技术提供了一种回收有机废水厌氧膜生物处理中生物气能源的系统，可以高效处理高浓度有机废水，高效分离悬浮固体(SS)，无需设沉淀池，保证出水水质达到排放标准，并且能高效回收厌氧废水处理中所产生的CH4，CH4的回收率高，并且最终回收的CH4的纯度可达到90％，达到保护环境，能源回收再利用的效果。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0006]本技术提供了一种回收有机废水厌氧膜生物处理中生物气能源的系统，包括进水槽、厌氧膜生物反应器、气液分离装置、CH4/CO2气体分离膜、出水槽、储气罐；其中，
[0007]所述进水槽通过带有蠕动泵的进水管路与所述厌氧膜生物反应器连接；所述厌氧膜生物反应器内设有中空纤维膜组件、生物气循环系统；所述中空纤维膜组件通过带有出水蠕动泵的出水管路与所述气液分离装置连接；所述气液分离装置通过排水管路与所述出水槽连接；
[0008]所述厌氧膜生物反应器顶部通过带有真空泵的第一气体管路与所述CH4/CO2气体分离膜连接；所述气液分离装置通过带有气液分离真空泵的第二气体管路与所述第一气体管路连通；所述CH4/CO2气体分离膜通过带有气泵的CH4回收管路与所述储气罐连接。
[0009]作为优选，所述的生物气循环系统由曝气盘、循环曝气气泵和曝气管路组成，所述曝气盘设置于所述厌氧膜生物反应器底部，所述循环曝气气泵设置于与所述厌氧膜生物反应器循环连通的所述曝气管路上。
[0010]作为优选，所述气液分离装置为微孔中空纤维膜接触器。
[0011]作为优选，所述出水管路上设有跨膜压差(TMP)纸质记录仪。
[0012]作为优选，所述厌氧膜生物反应器上部设有溢流口，外部设有保温夹层。
[0013]作为优选，所述溢流口位于所述厌氧膜生物反应器有效容积位置水面上方3～5cm处。
[0014]作为优选，所述保温夹层为循环水浴加热器。
[0015]作为优选，所述厌氧膜生物反应器外壳材质为有机玻璃，所述进水管路、出水管路和第一气体管路、第二气体管路为PE软管。
[0016]本技术具有如下有益效果：
[0017]本技术提供的一种回收有机废水厌氧膜生物处理中生物气能源的系统，将气液分离装置、CH4/CO2气体分离膜与厌氧膜生物反应器组合应用；厌氧膜生物反应器通过膜分离技术与厌氧反应器的有效耦合，有效地对厌氧污泥生物菌群进行截留，降解高浓度有机废水，高效分离悬浮固体(SS)，所述厌氧膜生物反应器中空纤维膜组件可替代传统活性污泥法中的沉淀池实现固液分离，因此无需再设沉淀池，保证出水水质达到排放标准。
[0018]在厌氧膜生物反应器中设置生物气循环系统，通过曝气盘、循环曝气气泵、曝气管路组合应用，将厌氧膜生物反应器产生的厌氧气体在反应器内进行循环搅拌，使厌氧膜生物反应器内部达到均质、均温的条件，并使厌氧膜生物反应器内废水中溢出更多CH4、CO2混合气体，同时带起的剪切力可冲刷中空纤维膜组件表面，起到缓解中空纤维膜污染的作用。设置在出水管路上的跨膜压差(TMP)纸质记录仪可实时监测记录中空纤维膜组件内部的跨膜压差，当压力达到30KPa时，需要对中空纤维膜组件进行物理和化学清洗。
[0019]溶有大量CO2和CH4的厌氧膜生物反应器流出物由出水蠕动泵泵入微孔中空纤维膜接触器进行高效气液分离，气液分离真空泵对微孔中空纤维膜接触器进行抽气作业，使其达到气液分离条件，抽气强度根据实际情况调整，分离出的气体是CH4和CO2混合气，CH4的回收率可达到99％；将厌氧膜生物反应器内的CO2、CH4混合气体和从气液分离装置分离泵出的CO2、CH4混合气体泵入CH4/CO2气体分离膜，进行CH4和CO2分离操作，使回收的CH4的纯度可达到90％。本技术可以高效处理高浓度有机废水，高效分离悬浮固体(SS)，无需设沉淀池，保证出水水质达到排放标准，并且能高效回收厌氧废水处理中所产生的CH4，CH4的回收率高，并且最终回收的CH4的纯度可达到90％，达到保护环境，能源回收再利用的效果。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本技术实施例回收有机废水厌氧膜生物处理中生物气能源的系统结构图。
[0022]附图标记说明：
[0023]1.进水槽；2.进水管路；3.蠕动泵；4.厌氧膜生物反应器；5.循环曝气气泵；6.跨膜压差(TMP)纸质记录仪；7.出水蠕动泵；8.气液分离装置；9.气液分离真空泵；10.真空泵；
11.CH4/CO2气体分离膜；12.出水槽；13.储气罐；14.曝气盘；15.保温夹层；16.溢流口；17.中空纤维膜组件；18.曝气管路；19.出水管路；20.第一气体管路；21.第二气体管路；22.CH4回收管路；23.气泵；24.排水管路。
具体实施方式
[0024]为使本领域技术人员更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本技术作详细说明。
[0025]本实施例提供了一种回收有机废水厌氧膜生物处理中生物气能源的系统，如图1所示，所述系统包括进水槽1、厌氧膜生物反应器4、气液分离装置8、CH4/CO2气体分离膜11、出水槽12、储气罐13；所述进水槽1通过带有蠕动泵3的进水管路2与所述厌氧膜生物反应器4连接；所述厌氧膜生物反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回收有机废水厌氧膜生物处理中生物气能源的系统，其特征在于，包括进水槽、厌氧膜生物反应器、气液分离装置、CH4/CO2气体分离膜、出水槽、储气罐；其中，所述进水槽通过带有蠕动泵的进水管路与所述厌氧膜生物反应器连接；所述厌氧膜生物反应器内设有中空纤维膜组件、生物气循环系统；所述中空纤维膜组件通过带有出水蠕动泵的出水管路与所述气液分离装置连接；所述气液分离装置通过排水管路与所述出水槽连接；所述厌氧膜生物反应器顶部通过带有真空泵的第一气体管路与所述CH4/CO2气体分离膜连接；所述气液分离装置通过带有气液分离真空泵的第二气体管路与所述第一气体管路连通；所述CH4/CO2气体分离膜通过带有气泵的CH4回收管路与所述储气罐连接。2.根据权利要求1所述的回收有机废水厌氧膜生物处理中生物气能源的系统，其特征在于，所述的生物气循环系统由曝气盘、循环曝气气泵和曝气管路组成，所述曝气盘设置于所述厌氧膜生物反应器底部，所述循环曝气气泵设置于与所述厌氧膜生物反应器循环连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新波，张程阳，曹晓畅，王晓，张建清，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：新型
国别省市：