[實用新型]一種具有抗污染性能的厭氧膜生物反應器

有效

• 申請號: 201720087019.3
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN206635108U
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 陳亦力;張佩瑤;李天玉;李鎖定;馮昆鵬;李紹偉;劉春靜
• 申請（專利權）人: 天津碧水源膜材料有限公司
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本實用新型涉及一種具有抗污染性能的厭氧膜生物反應器，其主要應用于在污水處理，水資源再利用領域。

背景技術

傳統厭氧生物處理單元是在厭氧條件下，多種不同種群厭氧微生物將污水中復雜物質轉化為沼氣，從而實現能源回收。厭氧生物反應器可處理有機負荷高的廢水，具有能耗低、產泥少、可回收能源等諸多優點。目前已開發出第三代厭氧反應器。厭氧膜生物反應器(Anaerobic Membrane Bioreactor，AnMBR)是將膜分離技術與厭氧生物處理單元相結合的一種新型水處理技術，具有生化效果好、產水水質穩定，產氣效率高等優勢。目前，厭氧膜生物反應器形式主要集中在外置式，其具有改造現有系統容易，通量相對穩定等優勢，通過液體循環得以改善膜污染狀況，已有一些工業應用案例。然而，外置式厭氧膜生物反應器存在一定的弊端，如：1)能耗高，采用錯流過濾模式，無法把壓力循環進行分解渦合；2)循環管路流量大，循環泵的高剪切力容易使得生物失活，同時破壞生物聚集體，導致反應器效率下降。而浸沒式厭氧膜生物反應器能夠較好地解決上述兩個問題，但是由于膜污染控制始終無法真正有效地得以解決，因此鮮有應用。

目前，好氧MBR技術已十分成熟，曝氣形式的多樣化為好氧MBR節能降耗，減緩膜污染提供有力保障。但是，厭氧MBR中最大的障礙便是膜污染十分嚴重，且無法采用空氣曝氣手段減緩膜污染。若采用惰性氣體曝氣或厭氧自身產生生物氣曝氣，又不利于工程化推廣。而厭氧MBR以其有機負荷高，生化效果好、產水水質穩定，回收能源，碳足跡少等優勢，已成為全世界研究的熱點。因此，解決厭氧MBR膜污染問題迫在眉睫。

目前，控制厭氧MBR系統膜污染的方式有：1)使用厭氧系統產生的生物氣進行循環曝氣；2)采用惰性氣體曝氣；3)膜組件旋轉運動。使用厭氧系統產生的生物氣進行循環曝氣存在的問題是：生物產氣量不足，生物氣無法高效、充分地在反應器內循環，從而減緩膜污染。采用惰性氣體曝氣時，系統復雜，且不利于工程應用。而旋轉膜組器存在的問題是：組器軸心與組器邊緣的線速度不一，導致組器軸心處易夾泥，無法長期穩定地減緩膜污染?？偟膩碚f，現有技術運行的結果是：膜通量低、運行穩定性差、膜污染較快，需要頻繁清洗、系統復雜且能耗高。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術存在的上述缺陷提供了一種具有抗污染性能的浸沒式厭氧膜生物反應器，通過組器在水中的往復及上下運動實現膜絲表面與水的相對運動，從而起到減緩膜污染的作用。此外，膜組件的機械運動，也能夠提升厭氧系統傳質效果，有助于提高厭氧消化速率和溶解性甲烷的回收。

本實用新型的技術方案為：

一種具有抗污染性能的厭氧膜生物反應器，包括：厭氧反應器、復合式機械運動裝置和膜組件，所述的復合式機械運動裝置載有所述膜組件，所述膜組件浸沒在所述厭氧反應器中，該具有抗污染性能的厭氧膜生物反應器整體密封。

有利地，所述復合式機械運動裝置包括電機、曲柄和連桿，所述電機驅動所述曲柄轉動，所述連桿與所述曲柄連接，所述曲柄的轉動帶動所述連桿往復運動，所述連桿與浸沒在所述厭氧反應器內的所述膜組件連接，所述連桿的往復運動帶動所述膜組件往復運動，所述電機為變頻電機，通過變頻器控制該變頻電機，實現所述膜組件運動頻率的可調節性。

有利地，所述電機頻率調節范圍為0.3～0.6Hz，所述距離的調節范圍為3～6cm。

有利地，所述連桿與所述曲柄的連接位置與所述曲柄中心軸距離可調。

有利地，所述厭氧反應器頂部有密封蓋密封，密封蓋上留有集氣孔。

有利地，所述厭氧反應器為厭氧折流板反應器、厭氧流化床反應器、上流式污泥床反應器、內循環厭氧反應器或膨脹顆粒污泥床厭氧反應器；所述膜組件采用中空纖維膜、平板膜或動態膜。

有利地，該具有抗污染性能的厭氧膜生物反應器的進水和產水均采用泵抽吸，產水采取開7停1模式，即產水7分鐘，停1分鐘，在此運行模式下，可保證該厭氧MBR膜組器實現較好的過濾性能。

本實用新型采用復合式機械運動，實現水和膜片間相對運動，保證膜片表面剪切力適中，既可減緩膜面濃差極化，有效提升厭氧MBR的運行通量，又增強反應器內傳質效果，提高厭氧生物系統產氣效率。此外，選擇合適的頻率和振幅也可節省能耗，節省運行成本。

附圖說明

為了更容易理解本實用新型的技術方案和有益的技術效果，通過參照在附圖中示出的本實用新型的具體實施方式來對本申請進行詳細的描述。該附圖僅繪出了本申請的典型實施方式，并不構成對本申請的保護范圍的限制，其中：