[发明专利]一种浸没式厌氧膜蒸馏生物反应器

说明书

本发明涉及污水生物处理技术领域，具体涉及一种浸没式厌氧膜蒸馏生物反应器，包括EGSB反应器、反应器进水管、热泵、配水管、加热循环管、循环水泵、三相分离器、沼气收集管、沼气收集装置、防爆风机、沼气循环管、曝气管、膜蒸馏组件、膜蒸馏组件出水管、贮水箱、冷凝器、变频真空泵、真空泵连接管、排泥管和放空管。本发明在EGSB反应器内设置浸没式膜蒸馏组件，能够防止污泥流失，提高出水水质，同时利用厌氧菌在中温、高温条件下的高活性，可以降解大量有机物，降低膜蒸馏组件的污染物负荷，缓解膜蒸馏膜的有机污染，还能产生甲烷，实现能量的部分自给；同步实现了污染物降解、水质提升和能量回收的功能，具有显著的研究意义与工程价值。

技术领域

本发明涉及污水生物处理技术领域，具体涉及一种浸没式厌氧膜蒸馏生物反应器。

背景技术

在某些生产性场所中会产生大量的成分复杂、有机物浓度高的废水，如养殖场废水、屠宰场废水、制药厂废水等，这些废水若直接排入水体环境中，会消耗水中溶解氧，对水生态环境造成不良影响，因此需要对其进行处理。对于高浓度有机废水，一般采用厌氧生物处理法处理，厌氧膨胀颗粒污泥床反应器(Expended Granular Sludge Bed，EGSB)作为第三代厌氧生物反应器，因反应器内颗粒污泥处于膨胀状态，废水与颗粒污泥接触更充分、传质效率高、水力停留时间短、抗冲击负荷能力高等优点受到广泛关注并得到应用。但传统的EGSB反应器存在以下问题：(1)反应器内没有形成颗粒状的絮状污泥容易在高上升流速下，通过出水堰被出水带出反应器，造成污泥流失；(2)对悬浮固体和胶体物质的去除效果差；(3)由厌氧发酵的机理可知，厌氧处理无法将有机物完全矿化。因此，EGSB反应器作为厌氧反应器，其出水仍需做进一步的处理。

膜蒸馏技术以疏水微孔膜为分离介质，利用膜的疏水性将溶液中的非挥发性组分截留，在膜两侧温度差形成的蒸汽压差的驱动下，挥发性物质蒸发并通过膜进入到渗透侧，通过冷凝将渗透的蒸汽液化得到产水，在处理非挥发性组分只有水的废水时，理论上通过膜蒸馏技术得到的产水为纯水，因此利用膜蒸馏能得到高品质回用水。但膜蒸馏在应用时存在以下问题：(1)膜蒸馏运行时需要让膜蒸馏膜两侧存在一定的温度差，因此需要给膜蒸馏料液侧的溶液进行加热并设置循环，以保持一定的高温，在膜的渗透侧需要设置冷凝装置来冷凝透过膜的水蒸气得到产水，而膜蒸馏本身能效低，在应用中若没有经济的热源供给，难以实现工程应用；(2)利用膜蒸馏技术处理高浓度有机废水时，由于大量的有机物在膜表面沉积，形成了严重的膜污染，缩短了膜过滤的周期，增加了膜的清洗频率，使得运行费用增加。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种浸没式厌氧膜蒸馏生物反应器，在EGSB反应器内设置浸没式膜蒸馏组件，解决EGSB反应器出水水质不高、污泥易流失的问题，同时克服膜蒸馏能效低、处理高浓度有机废水时膜污染严重的缺点。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种浸没式厌氧膜蒸馏生物反应器，包括EGSB反应器、沼气收集装置、防爆风机、贮水箱和变频真空泵；EGSB反应器侧壁底部设有反应器进水管，反应器进水管上设有热泵，EGSB反应器内部底部设有配水管，反应器进水管与配水管连接，EGSB反应器侧壁顶部设有加热循环管，加热循环管连接在热泵与EGSB反应器之间的反应器进水管上，加热循环管上设有循环水泵；EGSB反应器内部中部设有三相分离器，三相分离器顶部设有沼气收集管，沼气收集管与沼气收集装置连接，沼气收集装置通过沼气循环管与防爆风机连接，防爆风机上连接有曝气管，曝气管伸入到EGSB反应器内部；EGSB反应器内部顶部设有膜蒸馏组件，膜蒸馏组件位于曝气管上方，膜蒸馏组件顶部设有膜蒸馏组件出水管，膜蒸馏组件出水管与贮水箱连接，膜蒸馏组件出水管上设有冷凝器，变频真空泵通过真空泵连接管与贮水箱连接；EGSB反应器侧壁中部设有排泥管，EGSB反应器底部设有放空管。

进一步的，厌氧膜蒸馏生物反应器还包括工业电脑，贮水箱内设有压力传感器和电导率传感器，压力传感器和电导率传感器均通过电路与工业电脑连接，工业电脑通过电路与变频真空泵连接。