[发明专利]一种适用高COD废水处理与再生的厌氧自驱动膜反应器

说明书

本发明公开了一种适用高COD废水处理与再生的厌氧自驱动膜反应器，包括厌氧反应器，厌氧反应器上部设有集气罩，通过导气管将储气系统、热交换器、风机以及管式曝气装置相连接；进水管经过热交换器进入厌氧反应器；膜反应器内置正渗透膜组件；膜组件通过汲取液管与膜蒸馏反应器相连接，汲取液管上设有温度和盐度传感器和汲取液循环泵，膜蒸馏反应器通过冷凝管与产水箱相连接，下端冷水管上设有冷凝循环泵；同时配套有加药单元。将正渗透膜组件内嵌于厌氧膜反应器，形成渗透过滤模式缓解膜污染。形成的自驱动厌氧膜生物反应器，保障高品质的出水，同时极大降低了运行的能耗；同时能够有效降级气冲过程中，酸性气体对生化反应器内pH的影响。

技术领域

本发明涉及高浓度COD废水处理与再生领域，具体涉及一种厌氧自驱动多种膜反应器的废水的处理装置及工艺。

背景技术

根据最新调研表明，2019年，我国城镇污水排放量约750亿立方米，但再生水利用量不足100亿立方米，利用潜力巨大。传统的高浓度污水处理工艺和后续的再生工艺，存在处理费用高、耗能大、工艺单元冗长、占地大等问题。厌氧膜生物反应器(AnMBR)因其较高的去除效率，较低的运行能耗等优点，近来受到人们关注。但是，运行过程中，依然存在严重的膜污染，以及氮磷去除率低等因素，限制了再生水适用范围。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有工艺在的技术瓶颈，所提供的一种用于高COD废水处理与再生的一种厌氧生化耦合自驱动膜反应器，以及对应的处理工艺。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用高COD废水处理与再生的厌氧自驱动膜反应器，包括厌氧反应器，厌氧反应器上部设有集气罩，通过导气管将储气系统、热交换器、风机以及管式曝气装置相连接；进水管经过热交换器进入厌氧反应器；膜反应器内置正渗透膜组件；膜组件通过汲取液管与膜蒸馏反应器相连接，汲取液管上设有温度和盐度传感器和汲取液循环泵，膜蒸馏反应器通过冷凝管与产水箱相连接，下端冷水管上设有冷凝循环泵；同时配套有加药单元。

进一步，储气系统内设有甲烷气分离-纯化层，材质为碱性介孔分子筛。

进一步，热交换器为燃气型换热器。

进一步，正渗透膜组件包括正渗透膜片、膜片连接管以及膜组件支架。

进一步，正渗透膜形制采用平板膜，膜片间隔为5～20mm，膜表面由耐温超亲水材料构成。

进一步，正渗透膜汲取液管选用耐温、耐腐蚀材料，以热塑方式连接。

进一步，膜蒸馏反应器内的膜蒸馏膜形制采用疏水性中空纤维膜，膜表面采用耐热疏水材料。

进一步，膜蒸馏冷凝测的操作可采用接触式、气隙式、气扫式以及真空膜蒸馏。

进一步，加药单元包括带搅拌储药箱、加碱泵以及TDS调节泵。

一种适用高COD废水处理与再生的厌氧自驱动膜反应器处理工艺，包括以下步骤：高COD废水经过热交换器后进入厌氧膜反应器，热交换器采用甲烷气进行加热，在高温条件下进行厌氧反应，过程中产生的甲烷气通过集气罩至储气系统；甲烷气通过风机一部分进入反应器内，通过管式曝气装置进行搅拌和气冲膜表面，另一部分气体进入热交换器用于加热进水；待系统内COD去除率达到98％后，开启汲取液循环泵，同时开启冷凝循环泵；处理后的废水在渗透压的作用进入平板膜内汇集后，汲取液通过汲取液管进入膜蒸馏反应器，蒸气压的驱动下，在中空纤维膜内侧产生高品质水，通过冷凝管进入到产水箱。

进一步，厌氧膜反应器内反应温度控制在45～55℃。

进一步，厌氧膜反应器内pH控制在6.5～8.5。

进一步，膜表面气速控制在400～600L/m²/h。