【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及膜生物反应器和造纸废水处理，特别涉及一体式铁碳填料厌氧膜生物反应器及其处理造纸高钙废水的方法。
技术介绍
1、我国造纸产量占比已超过世界纸和纸板产量的四分之一，是最大的造纸生产国。造纸工艺在进行制浆、漂白和纸浆与纸张的制造等步骤会产生有机物和固体废物，使用废纸造纸因循环利用次数多，从而会造成ca2+、mg2+等无机盐离子以及可溶性有机物的累积，因此，造纸废水有机污染物含量高，成分复杂并且难以处理。厌氧消化工艺对于从高浓度废水中回收能量显示出了巨大的优势，其具有低生物生长量，低能量消耗和高甲烷产量等优点，近几十年被广泛的研究和应用。但厌氧消化工艺在处理造纸高钙废水过程中仍然存在着诸多缺陷，高浓度钙离子使得厌氧反应器中的厌氧颗粒污泥钙化，形成结垢阻碍传质，降低反应器的稳定性。因此，造纸废水中钙离子浓度过高是阻碍厌氧反应器长期稳定运行的重要因素之一。而厌氧膜生物反应器(anaerobicmembranebioreactor，anmbr)将厌氧技术和膜分离技术有效的结合，带来了一种新兴水处理技术，anmbr因其具有完全的污泥截留，在处理造纸高钙废水方面具有一定的应用前景。然而，膜污染问题很大程度上限制了anmbr的发展，增加了anmbr的运行成本。
2、为了解决上述技术问题，本专利将铁碳填料引入厌氧膜生物反应器中，得到一种铁碳填料厌氧膜生物反应器，其能在废水生物处理的同时减轻高浓度钙离子对厌氧污泥的影响并缓解膜污染，胞外聚合物(extracellular polymers，eps)是导致膜污染的主要因素，造纸废
3、因此，如何在高效处理造纸高钙废水的同时有效避免膜堵塞问题，探究处理高浓度含钙废水中膜污染的变化和胞外聚合物的变化，并得到较优出水水质的铁碳填料厌氧膜生物反应器，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种一体式铁碳填料厌氧膜生物反应器及其处理造纸高钙废水的方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种一体式铁碳填料厌氧生物膜反应器，包括主体、填料、膜组件、曝气装置。主体为密封装置，其顶部设置有排气口并连接集气袋，壁上不同高度设置有出水管及进气口，底部设置有进水口；填料位于主体底部1-5cm空间处；膜组件为长方体，位于填料上方，膜组件上部设有与反应器出水口连接的出水管,出水管与蠕动泵及压力传感器相连；曝气装置安装在反应器的底部，循环气路与真空泵相连。
4、优选地，主体的材质为聚氯乙烯。
5、优选地，填料为铁碳微电解填料。
6、优选地，膜组件中的膜为聚偏氟乙烯膜。
7、优选地，主体内包含厌氧颗粒消化污泥。
8、优选地，排气口接有真空隔膜泵。
9、优选地，曝气管路铺在在填料下方均匀曝气。
10、本专利技术提供的一体式铁碳填料厌氧生物膜反应器，废水依次通过铁碳填料、泥水混合液以及膜处理后得到高水质的出水，利用自身厌氧发酵产气进行气体内循环，填料的加入有效减缓了污泥钙化情况和膜污染速率，处理废水的同时降低了运行成本。
11、上是反应器处理高浓度钙离子造纸废水方法为，预处理的高浓度钙离子造纸废水进入主体中，经过填料进入厌氧污泥区，最后通过膜组件排出主体，得到处理后的废水；设置填料强化厌氧消化，缓解污泥钙化从而提高反应器的稳定性，设置膜组件用于过滤、截留，将污泥截留在主体中；设置曝气装置通过高流速的曝气降低厌氧颗粒污泥受到钙离子及其沉淀物的影响。
12、更进一步地，以比表面积大，导电性能好的铁碳材料作为实施填料，不但易于微生物的富集，还可有效增加种间电子传递，促进污染物的去除。
13、进一步地，聚氯乙烯的主体支撑效果好，并且容易生产或购买。
14、进一步地，聚偏氟乙烯的长方体膜组件能有良好的阻截和过滤性能，且容易购买。
15、进一步地，将曝气管道均匀铺在反应器底部，曝气使反应器内部泥水混合液更均匀，并且高流速的曝气使得钙离子及其沉淀物不易形成沉淀包裹在厌氧污泥表面，缓解污泥钙化。
16、进一步地，主体内包含厌氧消化污泥，能够有效的将污染物降解利用并产生清洁能源气体甲烷和二氧化碳。
17、进一步地，排气口接有真空隔膜泵能有效地实现气体的内循环。
18、进一步地，厌氧颗粒污泥具有良好的产甲烷活性，且方便购买
19、进一步地，圆形的曝气管布气均匀，且方便购买。
20、进一步地，曝气装置流速为5l/min。
21、进一步地，反应器水力停留时间选择为24h，容积负荷选择为0.805～1.17kgcod/(m3.d)使得废水处理更加完全，出水水质更好。
22、本专利技术相对于现有技术相比具有显著优点：
23、1、通过铁碳填料层有效富集了微生物，并促进了微生物种间电子传递，强化厌氧消化，有效提高了有机物的去除；
24、2、拥有高曝气流速的曝气装置，不仅有曝气循环搅拌作用，还能够缓解污泥钙化，使钙离子沉淀物不易包裹在厌氧颗粒污泥上，提升厌氧消化系统稳定性；
25、3、一体式铁碳填料厌氧膜生物反应器结合膜技术和厌氧消化的优势，在高浓度钙离子的影响下，可以有效去除有机物污染物。
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1.一种一体式铁碳填料厌氧生物膜反应器，该反应器包括主体、填料、膜组件、曝气装置；主体为密封装置，其顶部设置有排气口并连接集气袋，壁上不同高度设置有出水管及进气口，底部设置有进水口；所述填料位于主体底部1-5cm空间处；膜组件为长方体，位于填料上方，膜组件上部设有与反应器出水口连接的出水管,出水管与蠕动泵及压力传感器相连；所述曝气装置安装在反应器的底部，循环气路与真空泵相连。
2.根据权利要求1所述的一体式铁碳填料厌氧生物膜反应器，其特征在于，所述主体的材质为聚氯乙烯。
3.根据权利要求1所述的一体式铁碳填料厌氧生物膜反应器，其特征在于，所述膜组件中的膜为聚偏氟乙烯膜。
4.根据权利要求1所述的一体式铁碳填料厌氧生物膜反应器，其特征在于，曝气管路铺在在填料下方均匀曝气。
5.根据权利要求1所述的一体式铁碳填料厌氧生物膜反应器，其特征在于，主体内设置厌氧颗粒消化污泥。
6.根据权利要求1所述的一体式铁碳填料厌氧生物膜反应器，其特征在于，循环气路连接的真空泵为真空隔膜泵。
7.一种基于权利要求1-6任一项所述的一
8.根据权利要求7所述的一体式铁碳填料厌氧生物膜反应器，其特征在于，所述曝气装置流速为5L/min。
9.根据权利要求7所述的处理造纸高钙废水的方法，其特征在于，填料为铁碳填料。
10.根据权利要求7所述的处理造纸高钙废水的方法，其特征在于，反应器的水力停留时间可选择为24h，容积负荷可选择为0.805～1.17kg COD/m3.d。
...【技术特征摘要】
1.一种一体式铁碳填料厌氧生物膜反应器，该反应器包括主体、填料、膜组件、曝气装置；主体为密封装置，其顶部设置有排气口并连接集气袋，壁上不同高度设置有出水管及进气口，底部设置有进水口；所述填料位于主体底部1-5cm空间处；膜组件为长方体，位于填料上方，膜组件上部设有与反应器出水口连接的出水管,出水管与蠕动泵及压力传感器相连；所述曝气装置安装在反应器的底部，循环气路与真空泵相连。
2.根据权利要求1所述的一体式铁碳填料厌氧生物膜反应器，其特征在于，所述主体的材质为聚氯乙烯。
3.根据权利要求1所述的一体式铁碳填料厌氧生物膜反应器，其特征在于，所述膜组件中的膜为聚偏氟乙烯膜。
4.根据权利要求1所述的一体式铁碳填料厌氧生物膜反应器，其特征在于，曝气管路铺在在填料下方均匀曝气。
5.根据权利要求1所述的一体式铁碳填料厌氧生物膜反应器，其特征在于，主体内设置厌氧颗粒消化污泥。
6.根据权利要求1所述的一体...
【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，王经纬，朱明超，胡朝霞，陈守文，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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