[發(fā)明專利]一種回收有機(jī)廢水厭氧膜生物處理中生物氣能源的系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011235427.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112194250A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張新波;張程陽(yáng);曹曉暢;王曉;張建清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津城建大學(xué);高頻美特利環(huán)境科技（北京）有限公司
• 主分類號(hào): C02F3/28
• 分類號(hào): C02F3/28;B01D53/22;C02F9/14;C02F101/30
• 代理公司: 天津睿勤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 12225
• 代理人: 孟福成

本發(fā)明提供了一種回收有機(jī)廢水厭氧膜生物處理中生物氣能源的系統(tǒng)及方法，用以解決有機(jī)廢水厭氧膜生物處理中產(chǎn)生的CH₄純度不高，回收難度大，易造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)的問(wèn)題。所述系統(tǒng)中厭氧膜生物反應(yīng)器中的中空纖維膜組件可實(shí)現(xiàn)固液分離，無(wú)需再設(shè)沉淀池，出水可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；厭氧膜生物反應(yīng)器流出物泵入氣液分離裝置進(jìn)行高效氣液分離；采用CH₄/CO₂氣體分離膜將泵入的混合氣體中CH₄和CO₂進(jìn)行有效分離。本發(fā)明可以高效處理高濃度有機(jī)廢水，保證出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并且能高效回收厭氧廢水處理中所產(chǎn)生的CH₄，CH₄的回收率高，最終回收的CH₄的純度可達(dá)到90％，達(dá)到保護(hù)環(huán)境，能源回收再利用的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)和能源回收領(lǐng)域，特別涉及一種回收有機(jī)廢水厭氧膜生物處理中生物氣能源的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)生活污水和工業(yè)廢水排放總量不斷增加，單位污染負(fù)荷越來(lái)越大。此外，隨著能源消耗總量的迅速增加，煤炭和石油類的化石能源日趨枯竭，與石油、煤炭相比，CH₄具有熱值高和清潔的優(yōu)點(diǎn)，被人們認(rèn)為是煤炭和石油的理想替代資源。嚴(yán)重水質(zhì)污染和能源緊缺問(wèn)題，迫切需要新型有效的廢水處理技術(shù)。有機(jī)廢水處理中，厭氧膜生物反應(yīng)器結(jié)合了膜生物反應(yīng)器和厭氧膜生物處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，具有能耗低、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、產(chǎn)泥率低、占地面積小、污泥停留時(shí)間(SRT)和水力停留時(shí)間(HRT)可完全分離等特點(diǎn)，在處理高濃度廢水方面具有廣闊應(yīng)用前景。然而，厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的CH₄純度不高(一般為28％-33％左右)，且大多溶解在水中，回收難度大。

現(xiàn)有廢水處理過(guò)程中很少對(duì)這部分甲烷進(jìn)行回收利用，甲烷隨出水排放，造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。因此，研發(fā)一套具有甲烷回收裝置的厭氧膜生物反應(yīng)器廢水處理技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義、環(huán)保意義和能源戰(zhàn)略意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決有機(jī)廢水厭氧膜生物處理中產(chǎn)生的CH₄純度不高，回收難度大，易造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種回收有機(jī)廢水厭氧膜生物處理中生物氣能源的系統(tǒng)及方法，可以高效處理高濃度有機(jī)廢水，高效分離懸浮固體(SS)，無(wú)需設(shè)沉淀池，保證出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并且能高效回收厭氧廢水處理中所產(chǎn)生的CH₄，CH₄的回收率高，并且最終回收的CH₄的純度可達(dá)到90％，達(dá)到保護(hù)環(huán)境，能源回收再利用的效果。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明提供了一種回收有機(jī)廢水厭氧膜生物處理中生物氣能源的系統(tǒng)，包括進(jìn)水槽、厭氧膜生物反應(yīng)器、氣液分離裝置、CH₄/CO₂氣體分離膜、出水槽、儲(chǔ)氣罐；其中，

所述進(jìn)水槽通過(guò)帶有蠕動(dòng)泵的進(jìn)水管路與所述厭氧膜生物反應(yīng)器連接；所述厭氧膜生物反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有中空纖維膜組件、生物氣循環(huán)系統(tǒng)；所述中空纖維膜組件通過(guò)帶有出水蠕動(dòng)泵的出水管路與所述氣液分離裝置連接；所述氣液分離裝置通過(guò)排水管路與所述出水槽連接；

所述厭氧膜生物反應(yīng)器頂部通過(guò)帶有真空泵的第一氣體管路與所述CH₄/CO₂氣體分離膜連接；所述氣液分離裝置通過(guò)帶有氣液分離真空泵的第二氣體管路與所述第一氣體管路連通；所述CH₄/CO₂氣體分離膜通過(guò)帶有氣泵的CH₄回收管路與所述儲(chǔ)氣罐連接。

作為優(yōu)選，所述的生物氣循環(huán)系統(tǒng)由曝氣盤、循環(huán)曝氣氣泵和曝氣管路組成，所述曝氣盤設(shè)置于所述厭氧膜生物反應(yīng)器底部，所述循環(huán)曝氣氣泵設(shè)置于與所述厭氧膜生物反應(yīng)器循環(huán)連通的所述曝氣管路上。

作為優(yōu)選，所述氣液分離裝置為微孔中空纖維膜接觸器。