[实用新型]外置膜分离半完全混合式厌氧污泥床反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种污水处理装置，特别是外置膜分离半完全混合式厌氧污泥床反应器，适用于垃圾渗滤液、市政污水、食品废水、屠宰废水、生物制药废水、焦化废水、造纸废水、石化废水、高盐份榨菜废水等污染治理领域。

背景技术

处理高、低浓度有机物废水或含大分子难降解有机物废水的厌氧反应器形式有升流式厌氧污泥床反应器（UASB）、厌氧颗粒污泥膨胀床反应器（EGSB）和完全混合式厌氧反应器（CMAR）。

UASB反应器为了确保出水水质及污泥的截留，反应器内废水的上升流速宜小于0.8m/h，同时采用较低的有机容积负荷约为3-10kgCOD/（m³.d）；EGSB为了具有较好的出水水质，在高度方向上设两级泥水分离装置，装置的高度很高，有效水深宜为15-24m，高径比3-8，其上升流速宜在3-7m/h之间，其容积负荷比UASB高，约为10-30kgCOD/（m³.d）。这两种反应器都靠三相分离器进行泥水和沼气的分离，污泥层要维持在三相分离器下0.5-1.5m，污泥过多时应进行排泥，因此反应器内的混合强度、升流速度和污泥浓度受到了限制，底部污泥浓度可达30gVSS/L，但上部分离区的污泥浓度较低，造成平均污泥浓度较低。它们对易降解废水的COD的去除率约为70%-90%，对SS的去除率约为30%-50%，对难降解废水的COD的去除率约为50%-70%，对SS的去除率约为20%-40%。

完全混合式厌氧反应器（CMAR）分为无回流和有回流两种形式，设置搅拌措施使反应池内呈完全混合状态，厌氧出水进入脱气器及沉淀池。其整体对COD的去除率为70%-90%，对SS的去除率为80%-90%。

这几种厌氧反应器的高负荷、高反应速度、高升流速度、高湍流程度，其与泥水分离效果之间仍存在矛盾。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题而提供一种既保证反应器的高效率，又确保出水水质的外置膜分离半完全混合式厌氧污泥床反应器。

为了实现上述目的，本实用新型所设计的外置膜分离半完全混合式厌氧污泥床反应器，相当于厌氧污泥床反应器与外置式膜生物反应器的结合形式，流态上介于厌氧颗粒污泥膨胀床反应器（EGSB）和完全混合式厌氧反应器（CMAR）之间，故可称之为QCMA-TMBR（QuasiCompleteMixedAnaerobic–TubeMembraneBio-Reactor），包括位于底部的颗粒污泥区、上部的絮状污泥区、顶部的集气区以及外置膜分离组件，所述颗粒污泥区的底部设有布水器，在布水器上方设有气体分散装置；所述絮状污泥区的侧壁上设有混合液出口，该混合液出口与外置膜分离组件连接；所述集气区的上方通过气体收集管连接有气液分离器，该气液分离器的上端连接有给气体分散装置提供气体的沼气收集单元，下端与布水器之间连接有下降回流管。

所述外置膜分离组件的底部设有混合液进口，顶部设有产水出口，侧部设有浓水出口，该浓水出口与布水器连接，同时在产水管路上设有产水调节阀，在浓水管路上设有浓水调节阀，在进水管路上设有循环分离泵。

在沼气收集单元与气体分散装置之间还设有沼气压缩机和气体稳压罐。经气液分离器初步分离得到的沼气经沼气压缩机和气体稳压罐后被送至气体分散装置对污泥床和进水进行搅动，同时形成沼气流的气提效应，在污泥床内形成气、液、固三相循环流，实现沼气的循环搅拌作用。其流量可通过气体流量计进行计量，并可根据反应器内进水流量和外置膜分离组件的浓水循环流量引起的搅动程度进行调整，形成互为补充的效应。多余的沼气可进行火炬燃烧或净化后进行回收利用。

所述颗粒污泥区的底部设有排泥阀。由于外置膜分离组件浓水的循环回流、沼气的循环搅拌，本反应器实现了较完全的混合和反应。此做法不需在厌氧反应器本体的中上部设置排泥点，只需在颗粒污泥区的底部设置排泥阀，定期排出经无机稳定化的剩余污泥。

所述外置膜分离半完全混合式厌氧污泥床反应器的内部流态兼具推流式和完全混合式的特征，形式介于厌氧颗粒污泥膨胀床反应器（EGSB）和完全混合式厌氧反应器（CMAR）之间，底部的颗粒污泥区和上部的絮状污泥区之间并无明确的分界线。搅拌混合的动力来源于四个方面：一，进水的搅动；二，外置膜分离组件浓水循环液的搅动；三，气液分离器内液体通过下降回流管回流的搅动；四，沼气压缩机通过气体分散装置上升沼气引起的气提作用。其中第二条和第四条的搅动程度可分别通过循环分离泵和沼气压缩机进行调节，两者与厌氧反应器本体的高径比和升流速度协调统一，且可相互补充。