技术领域
[0001] 本
发明属于污
水处理的设计领域，尤其涉及一种厌氧
膜生物反应器。
背景技术
[0002] 厌氧膜生物反应器(AnMBR)集厌氧生物技术和膜分离技术于一体，具有高负荷、低能耗、可回收沼气和高效截留等优点，在高浓度有机
废水治理领域潜
力巨大。常用的
厌氧反应器有4大类：完全混合厌氧反应器(CSTR)、厌氧
流化床(AFBR)、升流式厌氧
污泥床(UASB)以及厌氧污泥膨胀床反应器(EGSB)。因厌氧反应器和膜分离系统的组合方式不同，可将厌氧膜生物反应器分为外置式(膜组件与厌氧反应器分开设置)和内置式(把膜组件置于厌氧反应器内部，浸没于污泥
混合液中)两种类型。因外置式AnMBR能够在不用曝气冲刷的条件下完成泥水分离，且可以有效改善膜污染而成为最常用的结构类型。
[0003] 完全混合厌氧反应器(CSTR)是带有搅拌桨的槽式反应器，适用于含高浓度固体物质的有机废水的厌氧处理，该反应器的特点是在一个密闭罐体内完成废水的
厌氧消化过程，并且在反应器内的搅拌装置的搅拌作用下，废水和
微生物处于完全混合的状态，使得废水中的污染物和微生物能够充分
接触。CSTR常用搅拌装置是在罐体外侧安置一
电机，联动下部或
侧壁内部一个搅拌桨叶实现搅拌联动。一方面，搅拌器存在较高的
轴封密封及防腐要求，另一方面，
搅拌机固定在侧壁或顶部，罐体需承受较大的搅拌装置的重量和
扭矩，这给罐体的设计加工带来了很多问题。此外，传统的CSTR反应器一般占地较小，但顶入搅拌式的反应器高径比仍会受到搅拌装置结构的限制。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种厌氧膜生物反应器，可不使用搅拌机，也能实现对反应物的充分搅拌，解决了因常规搅拌装置带来的反应器设计加工困难、轴封防腐要求高、反应器高径比受限的问题。
[0005] 为解决上述问题，本发明的技术方案为：
[0006] 一种厌氧膜生物反应器，包括：
[0007] 反应器罐体，内设有反应液；所述反应器罐体设有进水口、出水口、出气口，所述出气口设于所述反应器罐体的顶部，并连接有出气管；
[0008] 射流器，设于所述反应器罐体的上半部，所述射流器的出口置于所述反应器罐体内，且连接有射
流管道通向所述反应器罐体的底部；所述射流器的进口露出所述反应器罐体；所述射流器上设有进气口，所述进气口与所述反应器罐体的出气口上的出气管连通；
[0009] 出水加压
泵，所述出水加压泵的进口与所述反应器罐体的出水口连通；
[0010] 外置式膜组件，用于泥水分离；所述外置式膜组件上设有污水进口、排泥口，所述污水进口与所述出水加压泵的出口连通，所述排泥口连接多分支排泥管，所述多分支排泥管的一个分支与所述射流器的进口连通；
[0011] 工作状态下，污水从所述反应器罐体的进水口流入所述反应器罐体内，在所述射流器的出口射出的气流的搅拌下，与反应液混合，反应去除有机污染物，反应产生的气体从所述反应器罐体的出气口排出，并有部分气体从所述射流器的进气口进入所述射流器；污水溢出时从所述反应器罐体的出水口排出，进入所述出水加压泵，经过加压后的污水进入所述外置式膜组件进行泥水分离，经分离后的污泥通过所述多分支排泥管排出，且有部分污泥进入所述射流器中，并与所述射流器中的气体通过所述射流器一并射至所述反应器罐体的底部，在高速射流的冲击力和所述反应器罐体底部的
反冲击流的作用下，对所述反应器罐体内的反应物进行剧烈搅动，使反应充分。
[0012] 根据本发明一
实施例，所述反应器罐体为封闭的圆柱形容器，所述反应器罐体从下到上分为反应区、溢流区和气流区；所述反应器罐体的进水口设于所述反应区，所述反应器罐体的出水口设于所述溢流区，所述反应器罐体的出气口设于所述气流区。
[0013] 根据本发明一实施例，所述反应器罐体内的反应物反应生成的气体为沼气，主要包括甲烷、二氧化
碳、氢气。
[0014] 本发明由于采用以上技术方案，使其与
现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
[0015] 1)本发明一实施例中的厌氧膜生物反应器，将多分支排泥管中的部分污泥与反应器罐体自身产生的气体吸入射流器中，射流器利用射流
负压原理，将污泥与气体混合物竖直向下迅速喷射至反应器罐体底部，在射流器高速射流的冲击力和罐体底部的反冲击流下，反应器罐体内的反应物发生剧烈搅动，使搅拌均匀、完全。采用射流器的气流搅拌，避免了因搅拌装置导致罐体设计加工困难及搅拌机轴密封防腐要求高的问题，大大简化了设备维护工作。
[0016] 2)本发明一实施例中的厌氧膜生物反应器，采用射流器的射流搅拌，一方面高速射流增加了反应器罐体内的紊流扰动，大大改善了搅拌效果，从而增加了生物污泥与进水有机物的接触。另一方面，气体(沼气)被高速
流体冲击切割成大量细小的气泡，大大增加了厌氧反应的气液接触面积，既增加了产甲烷阶段二氧化碳和氢气与细菌的接触面积，又提高了甲烷传递和逸出的速率，从而有利于加快反应的速率，提高污水的
净化效率，使得在相同的HRT条件下出水水质更好。另外，反应产生的沼气具有一定的
温度，回收用于反应物的搅拌，可起到一定的节能保温作用，有利于反应的稳定进行。
[0017] 3)本发明一实施例中的厌氧膜生物反应器，采用了射流器结合射流管道的工艺，使得该厌氧膜生物反应器能够适用于水较深的场合，可设计更大的高径比的反应器，有效地节省占地面积。
附图说明
[0018] 图1为本发明一实施例中的厌氧膜生物反应器的结构示意图。
[0019] 附图标记说明：
[0020] 1：反应器罐体；101：反应区；102：溢流区；103：气流区；2：外置式膜组件；3：射流器；301：进口；302：
喷嘴；303：进气口；4：射流管道；5：出水加压泵；6：进水管；7：多分支排泥管；8：
排水管；9：出气管。
具体实施方式
[0021] 以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种厌氧膜生物反应器作进一步详细说明。根据下面说明和
权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
[0022] 如图1所示，本发明提供的厌氧膜生物反应器包括：反应器罐体1，内设有反应液；该反应器罐体设有进水口、出水口、出气口，其中，出气口设于反应器罐体1的顶部，并连接有出气管9。
[0023] 射流器3设于反应器罐体1的上半部，优选的，设于反应器罐体1的顶部。该射流器3包括喷嘴302(出口)、
吸入室，射流器3的喷嘴302置于反应器罐体1内，且在喷嘴处连接有射流管道4。该射流管道4通向反应器罐体1的底部；射流器3的进口301露出反应器罐体1；射流器3上设有进气口303，该进气口303与反应器罐体1的出气口上的出气管9连通。射流器3可将吸入室中具有一定压力的泥水气流通
过喷嘴高速喷出，使压力能转化为速度能，强劲的泥水气流混合喷射，使搅拌均匀、完全。
[0024] 出水加压泵5的进口与反应器罐体1的出水口连通；外置式膜组件2，用于进行泥水分离。该外置式膜组件2上设有污水进口、排水口、排泥口，其中，污水进口与出水加压泵5的出口连通，排泥口连接多分支排泥管7，该多分支排泥管7的一个分支与射流器3的进口连通，使外置式膜组件2排出的污泥部分回流进入射流器3中。而排水口连接排水管8，将外置式膜组件2的膜产水排出。该外置式膜组件2内部设有厌氧膜和
循环泵，循环泵持续
抽取污泥，污泥通过厌氧膜进行泥水分离。该外置式膜组件2可以是现有的，本领域技术人员熟知的技术。
[0025] 具体的，该反应器罐体1为封闭的圆柱形容器，反应器罐体1从下到上分为反应区101、溢流区102和气流区103；反应器罐体1的进水口设于反应区101，反应器罐体1的出水口设于溢流区102，反应器罐体1的出气口设于气流区103。
[0026] 下面简要介绍一下本发明厌氧膜生物反应器的工作过程，具体如下：
[0027] 污水从反应器罐体1的进水口流入反应器罐体1的反应区101中，在射流器3的出口射出的泥水气混合流的搅拌下，与反应器罐体1内的反应液混合，反应去除有机污染物，反应产生的气体为沼气，主要包括甲烷、二氧化碳、氢气等，该气体从反应器罐体1的气流区103的出气口排出，并有部分气体从与射流器3的进气口303连通的管道进入射流器3中；污水不断地进入反应器罐体1中，从反应区101进入溢流区102，当污水溢出时会从溢流区102的出水口排出，通过管道进入出水加压泵5进行加压，经过加压后的污水进入外置式膜组件
2中进行泥水分离，其中，分离出来的水通过排水管8排出，而经泥水分离后的污泥通过多分支排泥管7排出，且有部分污泥通过多分支排泥管7的一个分支进入射流器3中，射流器3利用射流负压原理，将污泥与沼气混合物竖直向下迅速喷射至反应器罐体1底部，在射流器3高速射流的冲击力和罐体底部的反冲击流下，反应器罐体1内的反应物发生剧烈搅动，使搅拌均匀、完全，从而使反应充分。
[0028] 本发明厌氧膜生物反应器与现有的CSTR反应器相比具有以下特点：
[0029] A.在搅拌装置结构上：现有的CSTR反应器常用的搅拌装置是在罐体外侧安置一电机，联动下部或侧壁内部一个搅拌桨叶实现搅拌联动，这样的搅拌器存在较高的轴封密封的要求，需要防止
腐蚀，另一方面搅拌机固定在侧壁或顶部，罐体需承受较大的搅拌装置的重量和扭矩，这给罐体的设计、加工成本都带来很多问题。
[0030] 本发明利用射流器3的负压原理，将回流污泥与反应器罐体1自身产生的气体混合后进入射流器3，在射流器3自身流速和压力作用下，污泥与气体混合物竖直向下迅速传送至反应器罐体1底部，借助高速射流的冲击力和底部的反冲击流对反应器罐体内的反应物进行剧烈搅动。采用射流装置搅拌，避免了因搅拌装置导致罐体设计加工困难及搅拌机轴密封防腐要求高的问题，大大简化了设备维护工作。
[0031] B.在处理效果上：现有的CSTR反应器运行所需HRT较长，净化效率低，出水水质差。
[0032] 本发明采用射流器3的射流搅拌，一方面高速射流增加了反应器罐体内的紊流扰动，大大改善了搅拌效果，从而增加了污水与反应液的接触。另一方面，气体(沼气)被高速流体冲击切割成大量细小的气泡，大大增加了厌氧反应的气液接触面积，既增加了产甲烷阶段二氧化碳和氢气与细菌的接触面积，又提高了甲烷传递和逸出的速率，从而有利于加快反应的速率，提高污水的净化效率，使得在相同的HRT条件下出水水质更好。另外，反应产生的沼气具有一定的温度，回收用于反应物的搅拌，可起到一定的节能保温作用，有利于反应的稳定进行。
[0033] C.在占地面积上：传统的CSTR反应器一般占地较小，但顶入搅拌式的反应器高径比仍会受到搅拌装置结构的限制。
[0034] 本发明采用了射流器3结合射流管道4的工艺，使得该厌氧膜生物反应器能够适用于水较深的场合，可设计更大的高径比的反应器，有效地节省占地面积。
[0035] 上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。
