本高新技术属于废水处理领域，具体涉及一种厌氧旋流膜生物反应器。
背景技术：
厌氧膜生物反应器(anmbr)结合了厌氧消化技术和膜过滤技术。该反应器具有传统厌氧生物反应器的特点，可以利用废水产生大量高热值的沼气作为能源而进行利用，并通过膜的过滤截留作用，实现废水的净化。尽管anmbr因具有诸多优势而受到了广泛的关注，但由于anmbr通常用于处理高负荷有机废水，其运行过程中带来的膜污染仍是限制其广泛应用的瓶颈。
技术实现要素：
实用新型目的：本高新技术的目的在于提供一种厌氧旋流膜生物反应器，以解决anmbr运行过程中会产生严重膜污染的问题，并且提高污染物降解效率。
技术方案：本高新技术所述的一种厌氧旋流膜生物反应器，包括反应器，所述反应器包括圆筒形的第一筒体以及沿着所述第一筒体底端向下延伸的第二筒体，所述第二筒体的直径由上至下的方向逐渐减小，所述第一筒体的上方设置有进水口，所述进水口的外沿与第一筒体的壁面相切；所述反应器内设置有沿着轴向延伸的膜过滤机构，所述膜过滤机构的外壁与第一筒体的内壁形成第一流道，所述膜过滤机构的内壁围成第二流道。
所述第二筒体底端设置有底流口，所述第一筒体顶端设置有出水口。
所述底流口与所述进水口之间设置有第一水泵。
所述进水口的入口设置有用于水流送入的第二水泵。
所述第一筒体顶端设置有用于气体送出的集气口。
所述膜过滤机构为环形中空纤维膜束。
所述膜过滤机构的出口通过出水口连接有第三水泵；所述第一筒体上方设置有溢流口。
所述膜过滤机构通过固定机构与第一筒体固定。
所述固定机构为周向分布于膜过滤机构外壁的支撑架。
所述第二筒体为锥形筒，所述第一筒体与第二筒体的高度比为0.4-0.9:1。
有益效果：(1)本高新技术通过在膜过滤机构内外壁分别构建上升内旋流和下降外旋流，对膜过滤机构内外表面产生剪切力，有效清除膜过滤机构表面膜污染，达到延长膜过滤机构使用寿命和减少膜过滤机构清洗频率的目的。(2)本高新技术通过在反应器内构建旋流，提高了水、污染物和微生物的混合效果，从而有利于污染物的降解。(3)本高新技术是一种高效、环保的废水处理装置，可同时实现对废水的厌氧消化产沼气、反硝化脱氮和膜过滤净化作用。
附图说明
图1为本高新技术实施例1的结构示意图；
图2为本高新技术实施例1的水平剖视图。
具体实施方式
实施例1：如图1和图2所示，本实施例中所述的厌氧旋流膜生物反应器，包括反应器10，反应器10包括圆筒形的第一筒体101以及沿着第一筒体10底端向下延伸的第二筒体102，第二筒体102的直径由上至下的方向逐渐减小，在本实施例中，第一筒体101为圆筒形结构，第二筒体102为锥形筒结构，第一筒体101的上方设置有进水口103，进水口103设置于第一筒体101上方的侧壁，进水口103的外沿与第一筒体101的壁面相切。如图2所示，图2为水平剖面图，即厌氧旋流膜生物反应器与x-z轴形成的截面图，本实施例中所述的进水口103的外沿与第一筒体101的壁面相切即形成进水口103的进水管道的外沿与第一筒体101的外壁面相切，切线方向与x轴延伸方向平行。此外，第一筒体101顶端设置有出水口105以及用于气体送出的集气口108，第二筒体102底端设置有底流口104，底流口104与进水口103之间设置有第一水泵106，进水口103的入口设置有用于水流送入的第二水泵107，在第一筒体101侧壁的上方同还设置有溢流口110。
反应器10内设置有沿着轴向(图1中y轴延伸的方向)延伸的膜过滤机构20，膜过滤机构20为环形结构，膜过滤机构20与第一筒体101同轴(轴向延伸的中心轴)设置，膜过滤机构20的外壁与第一筒体101的内壁形成第一流道100，膜过滤机构20的内壁围成第二流道200。在本实施例中，膜过滤机构20为环形中空纤维膜束，环形中空纤维膜束的出口通过出水口105连接有第三水泵109。
作为膜过滤机构20的环形中空纤维膜束通过固定机构201与第一筒体101固定，在本实施例中固定机构201为周向分布于膜过滤机构20外壁的支撑架(如通过支撑杆形式将膜过滤机构20与第一筒体101内壁固定)。
本高新技术的厌氧旋流膜生物反应器，可以设计为如下规格：第一筒体101与第二筒体102的相接处夹角α为165°-175°，第一筒体101与第二筒体102的高度(轴向长度)比为0.4-0.9:1，作为膜过滤机构20的环形中空纤维膜束的圆环平均直径与第一筒体101的直径比为0.2-0.7:1，环形中空纤维膜束高度(轴向长度)与第一筒体101的高度比为0.3-0.8:1，进水口103的直径与第一筒体101的直径比为0.02-0.08:1，底流口104直径与第一筒体101直径比为0.02-0.05:1。
在本实施例结构在具体应用时，可选择如下规格：第一筒体101与第二筒体102的相接处夹角α为167°，第一筒体101与第二筒体102高度比为0.71:1，环形中空纤维膜束的圆环平均直径与第一筒体101直径比为0.49:1，环形中空纤维膜束的高度与第一筒体101的高度比为0.54:1，进水口103的直径与第一筒体101的直径比为0.08:1，底流口104的直径与第一筒体101的直径比为0.04:1。
本高新技术的工作原理为：废水由第二水泵107通过进水口103高速、切向进入第一筒体101，在第一筒体101中形成下降的外旋流，当外旋流继续向下运动至第二筒体102时，因第二筒体102内径逐渐缩小，废水旋转速度加快。由于废水在产生涡流时沿径向的压力分布不均，越接近轴线的地方压力越小，至轴线时趋近于零，成为低压区甚至真空区，导致废水趋向于轴线方向移动。同时，由于底流口104直径远小于第一筒体101直径，废水无法迅速从底流口104排出，使一部分废水向低压区移动，形成上升的内旋流，通过环形中空纤维膜束过滤后经出水口105通过第三水泵109驱动排出即得到净化后的出水。另一部分废水则经底流口104通过第一水泵106排出，送入进水口103重新作为本高新技术进水。当废水中污泥浓度过高时，底流口104还可作为排泥口进行排泥。集气口108用于收集厌氧消化过程中产生的沼气，作为清洁能源进行利用。溢流口110用于当液位过高时进行溢流。
本高新技术的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡是在本高新技术构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够做出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本高新技术的保护范围之内。
技术特征：
1.一种厌氧旋流膜生物反应器，包括反应器(10)，其特征在于，所述反应器(10)包括圆筒形的第一筒体(101)以及沿着所述第一筒体(101)底端向下延伸的第二筒体(102)，所述第二筒体(102)的直径由上至下的方向逐渐减小，所述第一筒体(101)的上方设置有进水口(103)，所述进水口(103)的外沿与第一筒体(101)的壁面相切；所述反应器(10)内设置有沿着轴向延伸的膜过滤机构(20)，所述膜过滤机构(20)的外壁与第一筒体(101)的内壁形成第一流道(100)，所述膜过滤机构(20)的内壁围成第二流道(200)。
2.根据权利要求1所述的厌氧旋流膜生物反应器，其特征在于，所述第二筒体(102)底端设置有底流口(104)，所述第一筒体(101)顶端设置有出水口(105)。
3.根据权利要求2所述的厌氧旋流膜生物反应器，其特征在于，所述底流口(104)与所述进水口(103)之间设置有第一水泵(106)。
4.根据权利要求1所述的厌氧旋流膜生物反应器，其特征在于，所述进水口(103)的入口设置有用于水流送入的第二水泵(107)。
5.根据权利要求1所述的厌氧旋流膜生物反应器，其特征在于，所述第一筒体(101)顶端设置有用于气体送出的集气口(108)。
6.根据权利要求2所述的厌氧旋流膜生物反应器，其特征在于，所述膜过滤机构(20)为环形中空纤维膜束。
7.根据权利要求6所述的厌氧旋流膜生物反应器，其特征在于，所述膜过滤机构(20)的出口通过出水口(105)连接有第三水泵(109)；所述第一筒体(101)上方设置有溢流口(110)。
8.根据权利要求1所述的厌氧旋流膜生物反应器，其特征在于，所述膜过滤机构(20)通过固定机构(201)与第一筒体(101)固定。
9.根据权利要求8所述的厌氧旋流膜生物反应器，其特征在于，所述固定机构(201)为周向分布于膜过滤机构(20)外壁的支撑架。
10.根据权利要求1所述的厌氧旋流膜生物反应器，其特征在于，所述第二筒体(102)为锥形筒，所述第一筒体(101)与第二筒体(102)的高度比为0.4-0.9:1。
技术总结
本高新技术公开了一种厌氧旋流膜生物反应器，包括反应器，所述反应器包括圆筒形的第一筒体以及沿着所述第一筒体底端向下延伸的第二筒体，所述第二筒体的直径由上至下的方向逐渐减小，所述第一筒体的上方设置有进水口，所述进水口的外沿与第一筒体的壁面相切；所述反应器内设置有沿着轴向延伸的膜过滤机构，所述膜过滤机构的外壁与第一筒体的内壁形成第一流道，所述膜过滤机构的内壁围成第二流道。本高新技术通过在其内部构建内旋流和外旋流，可有效清除膜过滤机构表面的膜污染，延长膜过滤机构使用寿命和减少膜过滤机构清洗频率，同时还提高了水、污染物和微生物的混合效果，有利于污染物的降解。
技术开发人、权利持有人：田伟汉;江双双;余雷;钟军
