CN208843804U - 一种高效传质厌氧反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高效传质厌氧反应器，涉及污水处理技术领域。本实用新型结合传统的厌氧反应器与动态膜技术，解决了传统的厌氧反应器普遍存在的污泥菌群严重流失的现象，以及反应器内容易产生死区的问题，截留菌群，防止菌种的流失，提高传质效果，强化厌氧发酵性能，提高反应器的稳定性。根据实施例，该反应器能得到较高的有机物去除率。其结构为：它包括反应器主体，底部设有布水管、排泥管和出水管，出水管与搅拌叶轮、膜组件和电机同轴固定，通过旋转发挥搅拌作用。膜组件下部设有三相分离器，反应器顶部设有沼气分离装置。

Description

一种高效传质厌氧反应器

技术领域

本发明涉及厌氧反应器领域，特别涉及一种高效传质厌氧反应器。

背景技术

随着城市化进程的发展，资源与环境问题逐渐引起人们的广泛关注。可持续发展已经成为社会发展的目标。在污水处理行业中，各种节能减耗、资源回收的新技术也在轰轰烈烈的发展起来。传统的污水处理方法，往往需要大量的能耗，而且，这些常规的污水处理工艺往往单纯的倾向于将有机物去除，并转化成二氧化碳等物质，忽略了水体中的有机物可以作为资源进行回收。厌氧生物技术是一种可持续发展的处理技术，不仅能耗低，还能将污染物以沼气的形式输出，提供能源，有数据显示，若将生活污水中的有机物作为潜在的生物质能源，彻底转化1kg COD可获得14MJ(约3.86kW·h)的热能。生物能源是世界第四大能源，是产生温室气体的化石燃料的替代品。除此之外，厌氧发酵技术产生的剩余污泥量显著低于好氧技术，节省投资成本。所以，厌氧发酵技术具有广阔的发展前景和强大的实用性。但是传统的厌氧发酵反应器普遍存在污泥菌群严重流失的现象，并且反应器内容易产生死区，传质效果差，影响了厌氧发酵性能，反应器的稳定性较差。

发明内容

为了克服纯解决传统的厌氧反应器传质效果差、菌群严重流失等问题，本发明提供一种能耗低、操作简单、运行稳定的将污水有机物进行资源化的高效传质厌氧反应器。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高效传质厌氧反应器，包括：厌氧反应器本体和旋转式动态膜组件，厌氧反应器主体内设有旋转式动态膜组件，厌氧反应器从顶部到底部依次设有电机、膜组件、搅拌叶轮和出水管；所述电机、膜组件、搅拌叶轮和出水管连接在同一个轴上，所述旋转式动态膜组件由密闭圆柱型中空腔体和覆盖其上的大孔径膜材料组成，所述中空腔体的四壁上开设有出水孔。

本申请中旋转式膜组件是指：膜组件可绕搅拌轴12自转。

所述轴可在电机的驱动下沿轴心线自转。

在一些实施例中，所述旋转式动态膜组件下方还设置有三相分离器。

在一些实施例中，所述三相分离器上部设有沼气提升管、汽水分离器和沼气排出管。

在一些实施例中，厌氧反应器本体底部设有布水管、排泥管和出水管。

在一些实施例中，沼气排出管与内回流管相连。

在一些实施例中，所述内回流管底部设置有回流挡板。

本发明的有益效果

(1)在厌氧反应器中采用搅拌式膜组件，增大了菌群与污水的混合力度，能提高传质效果，处理效率高。

(2)出水采用动态膜组件，在廉价的大孔径膜材料上形成污泥层，该污泥层具有较强的截留作用，相比于UF/MF，节省成本，且通量大，不易堵，很好的解决了传统的厌氧反应器菌种流失的问题。

(3)三相分离器设置在动态膜组件的下部，截留了大部分发酵种泥，所以对膜污染具有很好的缓解作用，增加了反应器的稳定性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为膜组件5的剖面图。

其中，1、厌氧反应器主体，2、布水管，3、出水管，4、三相分离器，5、膜组件，6、沼气提升管，7、汽水分离器，8、沼气排出管，9、电机及搅拌控制器，10、搅拌叶轮，11、排泥管，12、搅拌轴，13、内回流管，14、回流挡板，15、膜材料，16、膜支撑体。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

该高效传质厌氧反应器，它包括厌氧发酵主体，其底部设有布水***、排泥***和出水***，所述高效传质厌氧反应器主体内设有三相分离器，三相分离器上部设有旋转式动态膜组件，反应器顶部设有电机，膜组件、出水管、搅拌叶轮和电机连接在同一个轴上，具有搅拌作用。反应器顶部同时设有汽水分离器。

所述厌氧反应器为圆柱体。

所述布水***为布水管，位于反应器底部。

所述排泥***为排泥管，位于反应器底部。

所述排水***为排水管，位于反应器底部。

所述三相分离器设置一层，置于动态膜组件之下。

所述动态膜组件设置在高效传质厌氧反应器的顶部，膜组件由大孔径膜材料和膜支撑体组成，膜孔径的大小为50-300目，膜支撑体为中空圆柱体，固定在搅拌轴上，四周布有进水孔，廉价的大孔径膜材料覆盖于膜支撑体的四周。所述动态膜组件为旋转式，上部连有电机和转速控制***，下部连接出水管和搅拌叶轮，固定在同轴上进行旋转，起搅拌作用。

所述汽水分离装置包括沼气提升管、汽水分离器、沼气排出管和内回流管，内回流管末端设置回流挡板。

在一些具体的实施例中，支撑膜体采用PE材料，通过粘结固定在搅拌轴上，大孔径膜材料采用无纺布，通过螺栓固定在支撑体上，支撑体的尺寸根据处理水量来确定。

所述电机和搅拌控制***位于反应器的顶部，调节转速，转速范围为30-100r/min。

本实用新型的运行过程为：进水通过布水管从底部均匀的进入厌氧反应器主体，在搅拌叶轮的搅拌作用下，污水与种泥完全混合，污水在反应区经厌氧菌群代谢之后，通过三相分离器，沼气和部分液体进入沼气提升管，气体在沼气分离器与液体分离，从顶部的排气管排出，而液体回流至反应器底部，内回流管末端设有挡板，增大扰动和传质效率，同时便于气体分离；大部分菌种经过三相分离器后截留在反应器内；出水和部分菌种进入上部膜分离区，随着反应器的运行，种泥被截留在膜组件上，逐渐形成动态膜，动态膜能够将菌种截留在反应器内，防止菌种的流失，而出水则流过动态膜进入膜支撑体的空腔，流入下部的出水管由底部排出，进入下一级处理。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，实施所用原料均采用市售分析纯试剂。

实施例1

图1中，高效传质厌氧反应器罐体1底部设有布水管2、排泥管11和出水管3，出水管3与搅拌叶轮10、膜组件5和电机9连接在一起，其中，膜组件5的构造如图2所示，圆柱体的中空膜支撑体16固定在搅拌轴12上，四周布有出水孔，廉价的大孔径膜材料15覆盖于支撑体16四周，组成旋转式膜组件，上部与搅拌轴12和电机9连接，下部与出水管3连接，同轴固定。膜组件下部设有三相分离器4，三相分离器4上部设有沼气提升管6、汽水分离器7和沼气排出管8。

污水由底部的布水管2进入反应罐1，在反应区经搅拌叶轮10的搅拌作用与厌氧菌群充分混合，增大了反应器内的传质效率，此时，有机物被菌种代谢产生沼气，随后，沼气和部分液体经三相分离器后进入沼气提升管6、汽水分离器7，沼气经汽水分离器7分离，由沼气排出管8排出，液体经内回流管13回流至反应器底部，回流管末端设有回流挡板14，增大扰动。大部分菌种被三相分离器4截留在反应区，而出水携带部分菌种进入膜分离区，在反应器运行过程中，种泥被截留在膜组件5上逐渐形成动态膜，将菌种拦截在反应器内，防止菌种的流失，提高厌氧发酵效果。而出水则经动态膜流入出水管3，由底部排出。污泥从反应器底部的排泥管11排出。

其中，中空膜支撑体16采用PE材料，通过粘结固定在搅拌轴12上，大孔径膜材料15采用无纺布，通过螺栓固定在中空膜支撑体16上。

性能测试：

某淀粉厂废水，水量为1500m³/d，采用圆柱形碳钢罐体，进水水质COD为8000mg/L，BOD为3500mg/L，经实施例1的装置厌氧处理后，出水水质COD为992mg/L，去除率约为87.6％，BOD为315mg/L，去除率约为91％。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高效传质厌氧反应器，其特征在于，包括：厌氧反应器本体和旋转式动态膜组件，厌氧反应器主体内设有旋转式动态膜组件，反应器从顶部到底部依次设有电机、膜组件、搅拌叶轮和出水管；所述电机、膜组件、搅拌叶轮和出水管连接在同一个轴上，所述旋转式动态膜组件由密闭圆柱型中空腔体和覆盖其上的大孔径膜材料组成，所述中空腔体的四壁上开设有出水孔；

所述轴在所述电机的驱动下沿轴心线自转。

2.如权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于，所述旋转式动态膜组件下方还设置有三相分离器。

3.如权利要求2所述的厌氧反应器，其特征在于，所述三相分离器上部设有沼气提升管(6)、汽水分离器和沼气排出管。

4.如权利要求1所述的厌氧反应器，其特征在于，厌氧反应器本体底部设有布水管、排泥管和出水管。

5.如权利要求3所述的厌氧反应器，其特征在于，沼气排出管与内回流管相连。

6.如权利要求5所述的厌氧反应器，其特征在于，所述内回流管底部设置有回流挡板。