專(zhuān)利名稱(chēng)：一種厭氧動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器廢水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種厭氧動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器廢水處理裝置，將動(dòng)態(tài)膜加入?yún)捬醭刂校娲巳喾蛛x器，提高了水、氣、固三相分離的效率，屬?gòu)U水厭氧處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
相對(duì)于好氧處理技術(shù)，廢水的厭氧處理是把廢水處理和能源回收相結(jié)合，且成本低廉的一種水處理技術(shù)。厭氧生物處理技術(shù)有如下的特點(diǎn)(1)建造、運(yùn)行和操作簡(jiǎn)單，基 建和運(yùn)行的費(fèi)用低；(2)能量需求低，節(jié)約能源；(3)厭氧處理的剩余污泥的產(chǎn)生量少等。20世紀(jì)40年代以來(lái)，厭氧處理技術(shù)得到了較大的發(fā)展，而達(dá)到突破性進(jìn)展的是1970年荷蘭Lettinga開(kāi)發(fā)的升流式厭氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Bed,簡(jiǎn)稱(chēng)UASB)工藝，其最大特點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)擁有沉降性能良好的顆粒污泥和設(shè)計(jì)合理的三相分離器，保證了反應(yīng)器內(nèi)擁有高濃度的厭氧污泥，是其高效的一個(gè)前提。雖然UASB成為了第二代厭氧反應(yīng)器的杰出代表，但還存在一些不足，例如結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、啟動(dòng)速度較慢、泥水混合不夠理想以及氣液固效率受制于顆粒污泥培養(yǎng)和三相分離器設(shè)計(jì)。針對(duì)上述不足，進(jìn)行新型厭氧反應(yīng)器開(kāi)發(fā)使之能夠長(zhǎng)期、高效、穩(wěn)定運(yùn)行，具有極為廣闊的工程應(yīng)用前景。動(dòng)態(tài)膜分離技術(shù)，由于其相對(duì)投資成本低，膜污染容易控制，能耗低等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前膜研究熱點(diǎn)。動(dòng)態(tài)膜(dynamic membrane)又可以稱(chēng)為次生膜(second membrane),是指通過(guò)預(yù)涂劑或活性污泥在微濾膜、超濾膜或大孔徑支撐體表面形成的新膜。動(dòng)態(tài)膜的形成可以提高大孔支撐體的截留能力。動(dòng)態(tài)膜一般分為自生膜和預(yù)涂膜兩種類(lèi)型自生膜僅需要依靠分離的混合液中物質(zhì)，而預(yù)涂膜則需有向分離的水中投加一種或多種專(zhuān)門(mén)組分物質(zhì)，通過(guò)直接或預(yù)涂循環(huán)形成?？梢宰鳛閯?dòng)態(tài)膜支撐體的材料和組件形式很多，如大孔尼龍網(wǎng)、不銹鋼網(wǎng)或無(wú)紡布材料等均可以作為動(dòng)態(tài)膜的支撐體。近年來(lái)，厭氧膜-生物反應(yīng)器的應(yīng)用已經(jīng)引起人們的注意，與常規(guī)的厭氧反應(yīng)器相比，厭氧膜-生物反應(yīng)器具有容積負(fù)荷高、占地面積小、出水水質(zhì)好、水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間可完全分離等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有的動(dòng)態(tài)膜工藝大多應(yīng)用于好氧活性污泥處理工藝中，關(guān)于厭氧狀態(tài)下采用動(dòng)態(tài)膜技術(shù)進(jìn)行廢水處理，尚未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種厭氧動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器廢水處理裝置，采用動(dòng)態(tài)膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)三相分離器，進(jìn)行水、氣、固三相分離和污染物降解去除，提高了分離和去除效率。本發(fā)明提出的一種厭氧動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器廢水處理裝置，由厭氧生物反應(yīng)器和動(dòng)態(tài)膜組件組成，動(dòng)態(tài)膜組件置于厭氧反應(yīng)器中上部；其中
厭氧生物反應(yīng)器包括進(jìn)水管I、污泥層2、泥水分離層3、出水管5、出氣管6、反沖洗氣壓罐7和反沖洗水箱8，泥水分離層3位于污泥層2上方，污泥層2底部設(shè)有進(jìn)水管I，泥水分離層3上方設(shè)有動(dòng)態(tài)膜組件4，動(dòng)態(tài)膜組件4 一側(cè)連接有出水管5，所述出水管5上設(shè)有反沖氣壓罐7和反沖洗水箱8，厭氧生物反應(yīng)器頂部設(shè)有出氣管6 ；動(dòng)態(tài)膜組件4包括動(dòng)態(tài)膜支撐網(wǎng)9、濾布骨架10和支撐腳11，濾布骨架10固定于動(dòng)態(tài)膜支撐網(wǎng)9上，支撐腳11通過(guò)機(jī)械或化學(xué)的方法，有序的固定在濾布骨架10上，濾布骨架10上設(shè)置有出水管5，同時(shí)也為反沖洗進(jìn)水口。本發(fā)明中，所述動(dòng)態(tài)膜支撐網(wǎng)9主要是由大孔材料構(gòu)成，如易于生物膜生長(zhǎng)的纖維濾布、無(wú)紡布、篩娟或金屬絲網(wǎng)等中一種以上，也可根據(jù)不同的廢水水質(zhì)選擇不同孔徑規(guī)格與材質(zhì)的動(dòng)態(tài)膜組件支撐材料。本發(fā)明所述的一種厭氧動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器廢水處理裝置的工作過(guò)程如下
進(jìn)行廢水處理時(shí)，廢水首先由下部進(jìn)水管進(jìn)入?yún)捬鮿?dòng)態(tài)膜反應(yīng)器廢水處理裝置，廢水中的有機(jī)物污染物被厭氧污泥層中厭氧污泥降解，同時(shí)產(chǎn)生甲烷氣體；混合液上升過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行泥水重力分離并連續(xù)通過(guò)動(dòng)態(tài)膜支撐網(wǎng)，由于動(dòng)態(tài)膜組件由大孔材料構(gòu)成，在連續(xù)進(jìn)行經(jīng)泥水分離層后泥水混合液的分離過(guò)程中，最先會(huì)截流一些較大顆粒的污染物，使得動(dòng)態(tài)膜組件支撐網(wǎng)上的孔徑會(huì)被逐漸堵塞，之后在動(dòng)態(tài)膜支撐網(wǎng)上形成一層厭氧污泥層·動(dòng)態(tài)膜。污泥層動(dòng)態(tài)膜的形成提高了大孔支撐體的泥水混合液分離效果，具有良好的過(guò)濾和分離功能，同時(shí)將混合液中摻雜的甲烷氣體分離，可以完美的代替?zhèn)鹘y(tǒng)厭氧反應(yīng)器中三相分離器在進(jìn)行液、固、氣三相分離的作用，并有效利用了上流式厭氧污泥反應(yīng)器的上部空間，將厭氧生物處理和動(dòng)態(tài)膜分離結(jié)合在一起，使經(jīng)過(guò)處理的污水經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾、分離后的出水具有良好的水質(zhì)。動(dòng)態(tài)膜組件經(jīng)過(guò)連續(xù)的水處理，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，沉積在動(dòng)態(tài)膜組件上的動(dòng)態(tài)膜會(huì)越來(lái)越厚，會(huì)影響液、固、氣三相分離的效果，需要對(duì)動(dòng)態(tài)膜組件進(jìn)行清洗，利用裝置產(chǎn)生的甲烷氣體和動(dòng)態(tài)膜出水進(jìn)行反沖洗，保證厭氧動(dòng)態(tài)膜后續(xù)過(guò)濾的正常運(yùn)行。本發(fā)明中，所述污泥層2為厭氧生物反應(yīng)器主體有效高度的40%_50%。本發(fā)明中，所述動(dòng)態(tài)膜支撐網(wǎng)結(jié)構(gòu)采用雙面加工，可以是圓形，或者是與厭氧反應(yīng)器筒體制作形狀相同的其它形狀。本發(fā)明中，動(dòng)態(tài)膜反沖洗首先為氣反沖洗，之后為水反沖洗；反沖洗氣壓罐7進(jìn)氣為裝置產(chǎn)生的甲烷氣體，氣反沖洗氣壓為50-100kPa，沖洗時(shí)間5-20s ;反沖洗水箱為動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾出水，水反沖洗強(qiáng)度為10-20倍動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾通量，沖洗時(shí)間10-30S。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是
I、動(dòng)態(tài)膜形成時(shí)間短，易進(jìn)行清洗；采用大孔徑材料作為動(dòng)態(tài)膜基材，如篩娟、濾布、金屬絲網(wǎng)，或無(wú)紡布，取材容易，造價(jià)低廉。2、 與在傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器上部設(shè)置復(fù)雜的三相分離器相比，動(dòng)態(tài)膜安裝操作簡(jiǎn)單，氣、液、固三相分離效果好，并有效利用了上流式厭氧污泥反應(yīng)器的上部空間。


圖I是本發(fā)明一種厭氧動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器廢水處理裝置示意圖。圖2是動(dòng)態(tài)膜組件構(gòu)造示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1為進(jìn)水管；2為污泥層；3為泥水分離層；4為動(dòng)態(tài)膜組件；5為出水管；6為出氣管；7為反沖洗氣壓罐；8為反沖洗水箱；5為出水管；9為動(dòng)態(tài)膜支撐網(wǎng)；10為動(dòng)態(tài)膜組件骨架；11為動(dòng)態(tài)膜組件支撐腳。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例I :如圖I-圖2所示，一種厭氧動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器廢水處理裝置，包括進(jìn)水管I ;污泥層2 ;泥水分離層3 ;動(dòng)態(tài)膜組件4 ;出水管5 ;出氣管6 ;反沖洗氣壓罐7 ;反沖洗水箱8。支撐腳11通過(guò)機(jī)械或化學(xué)的方法，有序的固定在濾布骨架10上，濾布骨架10上設(shè)置有出水管5，同時(shí)也為反沖洗進(jìn)水口。濾布形狀為圓形斷面，能夠獲得最優(yōu)化的水利條件，有效避免動(dòng)態(tài)膜預(yù)涂時(shí)由于堵塞減少有效過(guò)流面積以及反沖水流分布不均造成沖洗效果差等問(wèn)題。 廢水濃度為2500mg/L的模擬工業(yè)有機(jī)廢水。裝置啟動(dòng)運(yùn)行第13天，COD去除率逐漸提高，COD去除率穩(wěn)定在85%以上，說(shuō)明反應(yīng)器已完成啟動(dòng)。污泥層占有效容積的50%，水力停留時(shí)間為24h，出水pH值保持在7. 2左右。裝置啟動(dòng)后出水懸浮物濃度逐漸減少，啟動(dòng)20小時(shí)后，出水懸浮物濃度小于50mg/L,表明動(dòng)態(tài)膜有效形成。動(dòng)態(tài)膜由微小的污泥顆粒物質(zhì)組成，具有過(guò)濾作用，能夠過(guò)濾大部分污水中的顆粒物質(zhì)。動(dòng)態(tài)膜4形成后，開(kāi)始對(duì)廢進(jìn)行過(guò)濾并進(jìn)行氣液分離，經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)膜4過(guò)濾得到的出水由出水口 5排出，分離得到的甲烷氣體由出氣管6進(jìn)行收集。經(jīng)過(guò)濾約2-3d，動(dòng)態(tài)膜4膜內(nèi)顆粒間的間隙會(huì)被廢水中的雜質(zhì)堵塞，開(kāi)始進(jìn)行反沖洗。此時(shí)，通過(guò)出水口向動(dòng)態(tài)膜組件內(nèi)注入裝置產(chǎn)生的甲烷氣體和動(dòng)態(tài)膜出水進(jìn)行動(dòng)態(tài)膜反沖洗。動(dòng)態(tài)膜反沖洗首先為氣反沖洗，之后為水反沖洗；反沖洗氣壓罐7進(jìn)氣為裝置產(chǎn)生的甲烷氣體，氣反沖洗氣壓為50-100kPa，沖洗時(shí)間5-lOs ;反沖洗水箱為動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾出水，水反沖洗強(qiáng)度為10-20倍動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾通量，沖洗時(shí)間10-20s。反沖后，覆蓋在濾布的動(dòng)態(tài)膜泥餅被沖落，重新回到下部污泥中去。
權(quán)利要求
1.一種厭氧動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器廢水處理裝置，其特征在于由厭氧生物反應(yīng)器和動(dòng)態(tài)膜組件組成，動(dòng)態(tài)膜組件置于厭氧反應(yīng)器中上部；其中 厭氧生物反應(yīng)器包括進(jìn)水管(1)、污泥層(2)、泥水分離層(3)、出水管(5)、出氣管(6)、反沖洗氣壓罐(7)和反沖洗水箱(8)，泥水分離層(3)位于污泥層(2)上方，污泥層(2)底部設(shè)有進(jìn)水管(1)，泥水分離層(3)上方設(shè)有動(dòng)態(tài)膜組件(4)，動(dòng)態(tài)膜組件(4) 一側(cè)連接有出水管(5)，所述出水管(5)上設(shè)有反沖氣壓罐(7)和反沖洗水箱(8)，厭氧生物反應(yīng)器頂部設(shè)有出氣管(6)； 動(dòng)態(tài)膜組件⑷包括動(dòng)態(tài)膜支撐網(wǎng)(9)、濾布骨架(10)和支撐腳(11)，濾布骨架(10)固定于動(dòng)態(tài)膜支撐網(wǎng)(9)上，支撐腳(11)通過(guò)機(jī)械或化學(xué)的方法，有序的固定在濾布骨架(10)上，濾布骨架(10)上設(shè)置有出水管(5)，同時(shí)也為反沖洗進(jìn)水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器廢水處理裝置，其特征在于動(dòng)態(tài)膜支撐網(wǎng)由大孔材料構(gòu)成，即為纖維濾布、無(wú)紡布、篩娟或金屬絲網(wǎng)中ー種以上，或根據(jù)不同的廢水水質(zhì)選擇不同孔徑規(guī)格與材質(zhì)的動(dòng)態(tài)膜組件支撐材料；所述動(dòng)態(tài)膜支撐網(wǎng)采用雙面加工，采用圓形，或者是與厭氧反應(yīng)器筒體制作形狀相同的其它形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器廢水處理裝置，其特征在于所述污泥層(2)為厭氧生物反應(yīng)器主體有效高度的40%-50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器廢水處理裝置，其特征在于所述動(dòng)態(tài)膜反沖洗首先為氣反沖洗，之后為水反沖洗；反沖洗氣壓罐(7)進(jìn)氣為裝置產(chǎn)生的甲烷氣體，氣反沖洗氣壓為50-100kPa，沖洗時(shí)間5-20s ;反沖洗水箱為動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾出水，水反沖洗強(qiáng)度為10-20倍動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾通量，沖洗時(shí)間10-30s。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種厭氧動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器廢水處理裝置，由厭氧生物反應(yīng)器和動(dòng)態(tài)膜組件兩部分組成，厭氧生物反應(yīng)器含有下部污泥層和泥水分離層，動(dòng)態(tài)膜組件置于厭氧反應(yīng)器中。污泥層動(dòng)態(tài)膜的形成提高了大孔支撐體的泥水混合液分離效果，具有良好的過(guò)濾和分離功能，同時(shí)將混合液中摻雜的甲烷氣體分離，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)厭氧反應(yīng)器中三相分離器在進(jìn)行液、固、氣三相分離的作用，并有效利用了上流式厭氧污泥反應(yīng)器的上部空間，將厭氧生物處理和動(dòng)態(tài)膜分離結(jié)合在一起，使經(jīng)過(guò)處理的污水經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾、分離后的出水具有良好的水質(zhì)。本發(fā)明動(dòng)態(tài)膜支撐網(wǎng)選材廣泛，成本低，動(dòng)態(tài)膜反沖洗氣壓為50-100kPa，水反沖洗強(qiáng)度為10-20倍動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾通量，反沖洗方便。
文檔編號(hào)C02F3/28GK102951734SQ201210483749
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者周雪飛, 張亞雷, 褚華強(qiáng), 蘇鴻洋, 郭肅晉, 趙靜 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)