[发明专利]一种厌氧往复式旋转中空纤维膜生物反应器及运行方法

说明书

本发明公开一种厌氧往复式旋转中空纤维膜生物反应器及运行方法，涉及污水处理技术领域，包括进水箱、进水蠕动泵、厌氧反应罐、往复式旋转膜组件和出水蠕动泵，往复式旋转膜组件包括驱动部件和中空纤维膜组件，驱动部件设置于厌氧反应罐上，中空纤维膜组件设置于厌氧反应罐内部，驱动部件用于驱动中空纤维膜组件进行顺时针和逆时针交替往复式旋转，中空纤维膜组件包括顶部的集水端，集水端与出水蠕动泵连接，出水蠕动泵设置于厌氧反应罐外部，进水蠕动泵的两端分别与进水箱和厌氧反应罐连接。通过采用中空纤维膜组件往复旋转的方式，使得本发明中的生物反应器具有较强的抗污染性能和过滤能力。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种厌氧往复式旋转中空纤维膜生物反应器及运行方法。

背景技术

在目前众多的水处理技术中，厌氧生物处理技术运行能耗低，剩余污泥产量少，能在净化污水的同时以CH₄、H₂、沼液和沼渣等形式回收资源，是污水处理及资源化利用的常用手段之一。由于该技术成败的关键是厌氧微生物的截留，因此研究者们致力于开发各种以截留厌氧微生物为目的的高效厌氧工艺。其中，厌氧膜生物反应器可依靠膜分离来实现厌氧微生物的完全截留，近十年来得到国内外研究者们极大的关注。但是，与好氧膜生物反应器相比，厌氧膜生物反应器至今仍无法得到实际的广泛应用，其主要原因在于厌氧膜生物反应器的膜污染问题一直无法得到有效解决。

厌氧膜生物反应器膜污染的控制措施主要包括改进膜材料提高其抗污染性，调节操作条件，改善混合液性质、引入外力等方式。对于常见的外置式厌氧膜生物反应器，通过循环泵进行料液循环以提供较高的水力剪切力是目前最普遍采用的方式，但能耗较高，且泵的高速剪切和料液的多次循环可能导致微生物的活性降低。对于近年来备受推崇的浸没式厌氧膜生物反应器，不少研究者则采用沼气循环的方式在膜表面进行扰动来减轻膜污染。但是，沼气循环的运行相对复杂，且沼气的强烈扰动有可能降低污泥颗粒粒径，从而造成负面影响。因此，针对厌氧膜生物反应器膜污染，目前仍然亟需一种高效简易的控制方法。

近年来，一些研究开始关注一种动态膜过滤方法，即通过采用可运动的膜组件如旋转膜以达到强化剪切力的目的，通常采用的旋转膜组件包括管式膜和盘式膜。将旋转膜组件应用于厌氧膜生物反应器中可以在一定程度上控制膜污染发展。但是，目前厌氧旋转膜生物反应器采用的膜组件旋转方式基本为单向旋转。单向旋转的膜组件将逐渐带动流体同步流动，削弱了膜表面剪切作用，弱化了膜污染控制效果。此外，旋转膜组件大多为装填密度较低的管式或盘式组件，单位体积膜出水量受限。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种厌氧往复式旋转中空纤维膜生物反应器及运行方法，具有较强的抗污染性能和过滤能力。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种厌氧往复式旋转中空纤维膜生物反应器，包括进水箱、进水蠕动泵、厌氧反应罐、往复式旋转膜组件和出水蠕动泵，所述往复式旋转膜组件包括驱动部件和中空纤维膜组件，所述驱动部件设置于所述厌氧反应罐上，所述中空纤维膜组件设置于所述厌氧反应罐内部，所述驱动部件用于驱动所述中空纤维膜组件进行顺时针和逆时针交替往复式旋转，所述中空纤维膜组件包括顶部的集水端，所述集水端与所述出水蠕动泵连接，所述出水蠕动泵设置于所述厌氧反应罐外部，所述进水蠕动泵的两端分别与所述进水箱和所述厌氧反应罐连接。

优选地，所述驱动部件包括旋转电机和中心传动轴，所述中心传动轴内部设置有滤液集水通道，所述旋转电机通过电机支架固定于所述厌氧反应罐顶部，所述旋转电机与所述中心传动轴的上端连接，所述中心传动轴的下端与所述集水端连接，且所述滤液集水通道的底端与所述集水端连通，所述滤液集水通道的上部与所述出水蠕动泵连接。

优选地，还包括连接管，所述连接管设置于所述中心传动轴上部的一侧，所述连接管一端与所述滤液集水通道连接，所述连接管另一端与所述出水蠕动泵连接。

优选地，所述连接管设置于所述厌氧反应罐外部。