一种厌氧生物膜—膜生物反应器和污水处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于膜生物反应器领域，尤其涉及一种厌氧生物膜一膜生物反应器和污水处理方法。
【背景技术】
[0002]能量和水资源的短缺，是全球面临的两个重要挑战，而废水中隐含着的能量，却常被当成废弃物处理掉，未被充分利用。厌氧消化工艺对于从高浓度废水中回收能量显示出了巨大的优势，其具有低生物生长量，低能量消耗和高甲烷产量等优点，近几十年被广泛的研究和应用。但厌氧消化工艺仍然存在着诸多缺陷，单纯的厌氧处理对废水的化学需氧量(chemical oxygen demand，C0D)、悬浮颗粒(suspended solids，SS)的排放无法达到较严格的排放标准。而厌氧膜生物反应器(Anaerobic membrane b1reactor，AnMBR)将厌氧技术和膜分离技术有效的结合，带来了一种新兴水处理技术，在去除效果方面，其存在一定的优势。然而膜污染问题很大程度上限制了 AnMBR的发展，增加了 AnMBR的运行成本。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种厌氧生物膜一膜生物反应器和污水处理方法，本发明提供的厌氧生物膜一膜生物反应器在运行过程中膜污染较轻。
[0004]本发明提供了一种厌氧生物膜-膜生物反应器，包括:
[0005]反应器壳体;所述反应器壳体上设置有反应器进水口和反应器出水口；所述反应器进水口设置在反应器壳体底部；
[0006]设置在反应器壳体内腔的填料组件，所述填料组件位于反应器进水口上方；
[0007]设置在反应器壳体内腔的膜组件，所述膜组件位于所述填料组件上方;所述膜组件包括膜组件壳体，所述膜组件壳体上设置有膜组件进水口和膜组件出水口；所述膜组件进水口覆盖有过滤层，所述膜组件出水口通过管道与所述反应器出水口相连；
[0008]设置在反应器壳体内腔的曝气装置；
[0009]设置在反应器壳体上的排气口，所述曝气装置的进气端与所述排气口的出气端相连。
[0010]优选的，所述填料组件包括支撑骨架和填料;所述支撑骨架位于所述反应器进水口上方。
[0011]优选的，所述支撑骨架包括若干个垂直设置的刚性柱;每个所述刚性柱均位于所述反应器进水口上方;每个所述刚性柱上均固定有填料。
[0012]优选的，所述填料包括纤维束和/或纤维球。
[0013]优选的，所述填料的材料为活性炭纤维、纤维状金属填料或竹炭导电纤维。
[0014]优选的，还包括厌氧消化污泥;所述厌氧消化污泥附着在所述填料上。
[0015]优选的，所述膜组件壳体上沿水平方向设置有两个膜组件进水口，每个所述膜组件进水口均覆盖有过滤层。
[0016]优选的，所述曝气装置设置在反应器进水口与填料组件之间；所述排气口设置在反应器壳体顶部。
[0017]本发明提供了一种污水处理方法，包括以下步骤:
[0018]污水在上述技术方案所述反应器中进行处理，得到处理后污水。
[0019]优选的，处理过程中，所述反应器的水力停留时间为12?36h;所述反应器的容积负荷为0.805?5.56kgC0D/(m3.d)。
[0020]与现有技术相比，本发明提供了一种厌氧生物膜一膜生物反应器和污水处理方法。本发明提供的厌氧生物膜一膜生物反应器包括:反应器壳体;所述反应器壳体上设置有反应器进水口和反应器出水口；所述反应器进水口设置在反应器壳体底部；设置在反应器壳体内腔的填料组件，所述填料组件位于反应器进水口上方;设置在反应器壳体内腔的膜组件，所述膜组件位于所述填料组件上方;所述膜组件包括膜组件壳体，所述膜组件壳体上设置有膜组件进水口和膜组件出水口；所述膜组件进水口覆盖有过滤层，所述膜组件出水口通过管道与所述反应器出水口相连;设置在反应器壳体内腔的曝气装置;设置在反应器壳体上的排气口，所述曝气装置的进气端与所述排气口的出气端相连。在本发明中，污水通过反应器进水口进入反应器壳体的内腔中，依次经过填料组件和膜组件后，从反应器出水口排除；厌氧生物膜一膜生物反应器在处理污水的过程中，反应器内产生的气体通过排气口排出后进入曝气装置的进气端，实现了自身厌氧发酵产气进行气体内循环，维持了反应器中的厌氧环境并强化了污水中污染物在水相与生物相间的传质速度，使污染物在生物相分布更均匀;厌氧生物膜一膜生物反应器在处理污水的过程中，厌氧消化污泥在填料组件上附着生长，形成微生物膜，另一部分微生物被膜组件的过滤层截留后，在过滤层上形成污泥层，填料组件形成的微生物膜和过滤层形成污泥层均可以对污水中的有机物进行分解，从而实现污水中COD含量的降低。本发明通过在反应器中设置填料组件，使厌氧污泥在其表面成膜，降低了污水中微生物含量，从而显著降低膜组件上的微生物截留量，减缓膜组件的污染。同时，由于填料组件的设置还可以促进微生物种间电子传递，有效提高反应器对污水中有机物的去除效果。实验结果表明，本发明提供的厌氧生物膜一膜生物反应器处理COD浓度为805?5560mg/L的污水110天后，膜组件的跨膜压TMP值依然保持在I?7kPa，污水的COD去除率尚达83.8%?99.9%。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0022]图1是本发明实施例提供的厌氧生物膜一膜生物反应器结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]本发明提供了一种厌氧生物膜一膜生物反应器，包括:
[0025]反应器壳体;所述反应器壳体上设置有反应器进水口和反应器出水口；所述反应器进水口设置在反应器壳体底部，用于污水进入反应器壳体内腔；
[0026]设置在反应器壳体内腔的填料组件，所述填料组件位于反应器进水口上方，用于厌氧污泥在其表面挂膜；
[0027]设置在反应器壳体内腔的膜组件，所述膜组件位于所述填料组件上方，用于过滤泥水混合物;所述膜组件包括膜组件壳体，所述膜组件壳体上设置有膜组件进水口和膜组件出水口；所述膜组件进水口覆盖有过滤层，所述膜组件出水口通过管道与所述反应器出水口相连，水可经由过滤层过滤后进入膜组件壳体内腔，并通过膜组件出水口排出厌氧生物膜一膜生物反应器；
[0028]设置在反应器壳体内腔的曝气装置，用于对反应器壳体内腔的泥水混合物曝气；
[0029]设置在反应器壳体上的排气口，用于排出反应器壳体内腔中的气体;所述曝气装置的进气端与所述排气口的出气端相连。
[0030]参见图1，图1是本发明实施例提供的厌氧生物膜一膜生物反应器结构示意图，图1中，I是反应器壳体，2是反应器进水口，3是反应器出水口，4是填料组件，5是膜组件，6是曝气装置，7是排气口，8是进水栗，9是出水栗，1是压力传感器，11是输气栗，12是微生物。
[0031]本发明提供的厌氧生物膜一膜生物反应器包括反应器壳体1、反应器进水口2、反应器出水口 3、填料组件4、膜组件5、曝气装置6和排气口 7 ο在本发明中，所述反应器进水口 2设置在反应器壳体底部，用于污水进入反应器壳体I的内腔。在本发明中，反应器出水口 3用于将处理后的污水排出厌氧生物膜一膜生物反应器，其设置位置没有特别限定。在本发明提供的一个实施例中，反应器出水口 3设置在反应器