[发明专利]厌氧无纺布薄膜生物反应器及废水处理方法

说明书

技术领域

本发明是涉及一种薄膜生物反应器，特别是涉及一种厌氧无纺布薄膜生物反应器及废水处理方法。

背景技术

厌氧薄膜生物反应器主要是利用厌氧微生物在厌氧条件下将有机物分解为二氧化碳、甲烷及合成新微生物，再利用薄膜进行固、液分离的一种生物处理方式。而一般厌氧生物处理程序按照微生物处理方式可分为悬浮生长如厌氧混合床、固定生长如厌氧滤床(anaerobic filter)及混合生长如上流式厌氧污泥床(upflow anaerobic sludge blanket，UASB)等。

以目前应用最广泛的UASB为例，其通过气、固、液三相分离器，以分离气体、水及微生物。若系统微生物颗粒化情况良好，可顺利将微生物留置于系统内，但若微生物颗粒化程度不佳或水力停留时间过短，则易造成污泥流失，影响处理效果，甚至系统失败，而须重新植种，因而大幅限制了此技术的应用范围。另由于厌氧微生物的生长速率缓慢，极易受外界因素影响而造成污泥流失，导致影响处理系统的性能及稳定性。因此，在厌氧系统中置入薄膜以分离固、液，被视为解决固、液分离及简化三相分离器的方式之一。

目前，厌氧薄膜生物反应器按照薄膜放置的位置分为旁流式、内挂浸入式(微生物与薄膜同槽)及外挂浸入式(微生物与薄膜分槽)等三种方式。旁流式厌氧薄膜生物反应器主要是将薄膜放置于厌氧生物反应槽外，通过水流提供扫流速度，以控制滤饼(cake layer)厚度，进而控制薄膜积垢，以维持稳定通量。但须较大动力，以提供所需扫流速度。除较耗动力外，由于厌氧污泥是经泵输送，致污泥颗粒变细，反而容易造成薄膜阻塞。

内挂浸入式厌氧薄膜生物反应器即为改善旁流式厌氧薄膜生物反应器的缺点而设置，是直接将薄膜放置于厌氧生物反应槽内，通过收集沼气进行气体扫流，以控制滤层厚度。但由于厌氧系统中微生物浓度高，仅通过本身所产生气体量来控制所需滤饼厚度的方式并不易，极易产生积垢。此外，由于薄膜放置于厌氧生物槽内，定期化学清洗或维护也相对困难。

外挂浸入式厌氧薄膜生物反应器即为改善内挂浸入式厌氧薄膜生物反应器的缺点而设置，虽可降低薄膜分离槽内的微生物浓度，但仍有部分微生物会随水流进入薄膜分离槽，必须定期将污泥回送至厌氧生物反应槽，且多数薄膜分离槽采用开放式，从厌氧生物反应槽收集的气体仅能单回(one-through)经过薄膜表面，其气体量是否足够将是重要关键。此外，由于为开放式气体扫流，因而会使二氧化碳从液相以气提方式离开，造成pH值上升，致碳酸钙或碳酸镁沉积于薄膜上而形成所谓无机结垢，此也是厌氧薄膜生物反应器在应用上必须面对的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种厌氧无纺布薄膜生物反应器，其可基本上克服现有技术的种种缺陷。

本发明的一实施例，提供一种厌氧无纺布薄膜生物反应器，包括：一厌氧生物反应槽，包括一厌氧生物反应区与一无纺布担体区，其中该无纺布担体区设置于该厌氧生物反应区上方；以及一无纺布薄膜分离槽，包括一无纺布薄膜。

本发明的一实施例，提供一种废水处理方法，包括：导入一废水至一厌氧生物反应槽，该厌氧生物反应槽包括一厌氧生物反应区与一无纺布担体区，其中该无纺布担体区设置于该厌氧生物反应区上方；以及导入该厌氧生物反应槽的出流水至一无纺布薄膜分离槽，以分离获得一滤液，该无纺布薄膜分离槽包括一无纺布薄膜。

本发明厌氧无纺布薄膜生物反应器为一厌氧生物反应槽与一无纺布薄膜分离槽的组合，并于厌氧生物反应槽上部置入一无纺布担体，以取代传统厌气系统的三相分离器，可有效将厌氧微生物留置于厌氧生物反应槽内，使无纺布薄膜的积垢现象减缓。本发明厌氧无纺布薄膜生物反应器因不需使用扫流方式控制滤饼厚度，可大幅简化系统操作。同时，由于无纺布薄膜孔径大，部分积垢物质可顺利通过薄膜，不会造成薄膜阻塞，有效维持稳定通量及较低过膜压力(transmembrane pressure，TMP)。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的一种厌氧无纺布薄膜生物反应器的示意图。

图2是根据本发明的一实施例的薄膜通量随时间的变化图。

图3是根据本发明的一实施例的薄膜过膜压力随时间的变化图。

图4是根据本发明的一实施例的薄膜比通量随时间的变化图。

图5是根据本发明的一实施例的废水COD浓度随时间的变化图。

图6是根据本发明的一实施例的废水残留浊度随时间的变化图。