一種用於處理榨菜廢水強化生物除磷脫氮的膜生物反應器的製造方法

2023-12-04 16:07:41

一種用於處理榨菜廢水強化生物除磷脫氮的膜生物反應器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於處理榨菜廢水強化生物除磷脫氮的膜生物反應器，它是由A2/O工藝、生物膜工藝與膜生物反應器組成的一體化反應器，由厭氧池、缺氧池、好氧池、進水系統、曝氣系統、排水系統和自控設備組成。厭氧池、缺氧池、好氧池中都置有半軟性生物膜填料，膜組件置於好氧池內而不單獨設膜分離區。該反應器通過厭氧池中生物填料上的汙泥進行厭氧釋磷和好氧池內的聚磷，提高汙水中的總磷去除率，榨菜廢水經過厭氧池後進行有機物水解酸化，有機氮進行氨化；將好氧池中的硝化液回流到缺氧池，在缺氧池內形成反硝化。本發明具有結構簡單、處理汙染物效能高，膜汙染輕，能夠同時處理高鹽廢水的有機物、總氮、總磷、SS等汙染物。
【專利說明】一種用於處理榨菜廢水強化生物除磷脫氮的膜生物反應器
【技術領域】
[0001]本發明屬於汙水處理、環境保護【技術領域】，具體涉及一種處理高鹽高氮磷榨菜廢水的強化生物除磷脫氮的膜生物反應器。
【背景技術】
[0002]隨著三峽庫區經濟的快速發展，其支柱產業榨菜的生產規模越來越大，在其生產過程中每年要向三峽庫區排放約500萬立方米的未經處理的高鹽高氮磷有機物廢水，即每年排入水庫的汙染物有機物(以COD計)為2225萬噸、氮80萬噸和磷13萬噸，對三峽庫區水環境形成嚴重威脅。榨菜工業產生的廢水鹽度高達2%~15%，有機汙染物濃度高達3~20g/L,懸浮物濃度高達7g/L,並具有很高的氮磷濃度。高鹽榨菜廢水對微生物活性有抑制作用，致使傳統生物處理活性汙泥的沉降性變差、生物反應器內微生物難以聚集，因此，採用傳統生物處理法對榨菜廢水進行處理具有較大的難度。所以，開發一種適用的處理高鹽高氮榨菜廢水的汙水處理技術對解決三峽庫區榨菜汙水排放汙染具有重大意義。
[0003]膜生物反應器(MBR)是一種將生物處理技術和膜高效過濾技術相結合的高效生化汙水處理技術，也稱為膜分離活性汙泥法。膜生物反應器具有高效截留特點，使得系統出水懸浮物濃度極低，而且還具有使汙染物快速、高效去除的優勢。在榨菜廢水處理中推行MBR技術，可以使反應器內大量聚集優勢菌種微生物而不受鹽度影響的限制，加大系統內汙泥濃度，使微生物對有機物的降解更徹底。
[0004]厭氧一缺氧一好氧活性汙泥法(A2/0)是一種高效的同步除磷脫氮工藝，由厭氧池、缺氧池和好氧池三個池體構成。A2/0具有構造簡單、總水力停留時間短，控制運行的簡單。
`[0005]中國專利文獻(CN102285715A)公開了一種用於處理榨菜廢水的複合膜生物反應器，該技術利用單一的好氧生物膜(生物反應區)+膜生物反應器(膜分離區)來處理含鹽榨菜廢水，雖然可以有效地降解有機汙染物，但是它對高氮磷榨菜廢水的總氮(TN)和總磷(TP)去除率偏低，並且該技術將好氧反應區和膜分離區分開設置，佔地面積較大，增加了系統的曝氣量。

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題就是提供一種用於處理高鹽高氮磷榨菜廢水的汙水處理裝置，它既能減小廢水鹽度對微生物的抑制作用，增加反應器內汙泥的濃度，增強微生物對有機物的降解能力，又能提高TN、TP的去除效率，且能減小佔地面積。
[0007]為了解決的上述技術問題，本發明包括順序排列的厭氧池、缺氧池和好氧池，汙水經進水管進入厭氧池，厭氧池與缺氧池通過隔牆上開設的進水孔連通，缺氧池與好氧池通過隔牆上開設的進水孔連通，好氧池內的硝化液通過回流泵經回流管抽送回流到缺氧池，缺氧池內置有攪拌裝置，好氧池內置有的膜組件與集水管連接，處理後的汙水由集水管排出。[0008]由於厭氧池一缺氧池一好氧池與膜生物反應器的組合，一方面可以使反應器內汙泥沉降性能不受鹽度的影響，另一方面可以克服單一好氧生物膜法處理高氮磷榨菜廢水脫氮磷效率低的缺點，提高系統對總氮總磷的去除效率。好氧池內設置膜組件，不單獨設立膜分離區，減小了佔地面積。
[0009]所以本發明的技術效果是:減小了廢水鹽度對微生物的抑制作用，增加了反應器內汙泥的濃度，增強了微生物對有機物的降解能力，提高了 TN、TP的去除效率，減小了佔地面積。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發明平面示意圖；
圖2為圖1的1-1剖面圖；
圖3為圖1的2-2剖面圖。
[0011]圖中:1.厭氧池，2.缺氧池，3.好氧池，4.進水管，5進水孔，7.膜組件，8.集水管，9.回流泵，10.回流管，11.半軟性生物膜填料，12.攪拌器，13.穿孔曝氣管，14.空氣泵，15.抽吸泵，16.PLC控制箱，19.閥門，20隔牆。【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0013]本發明的構思是，由A2/0工藝、生物膜工藝與膜生物反應器組合而成的一體化工藝，用於處理聞鹽聞氣憐的棒菜廢水。
[0014]如圖1、圖2所示，本發明包括順序排列的厭氧池1、缺氧池2和好氧池3，汙水經進水管4進入厭氧池，厭氧池I與缺氧池2通過隔牆20上開設的進水孔5連通，缺氧池2與好氧池3通過隔牆20上開設的進水孔5連通，好氧池3內的硝化液通過回流泵9經回流管10抽送回流到缺氧池2，缺氧池2內置有攪拌裝置12，好氧池3內置有的膜組件7與集水管8連接，處理後的汙水由集水管8排出。
[0015]從好氧池3回流到缺氧池2的硝化液回流比為100%~300%。上述膜組件7為中空纖維膜組件。
[0016]上述厭氧池1、缺氧池2和好氧池3內均設有半軟性生物膜填料11，掛膜密度分別為30%、30%、40%，用於固定各池內的優勢菌種的汙泥，減少了常規A2/0工藝中汙泥回流裝置。
[0017]所述好氧池3池底設有穿孔曝氣管13，孔隙部位連接多孔曝氣頭，穿孔曝氣管13與池外的空氣泵14連接，在池內形成曝氣系統；好氧池3和膜組件7共用一套曝氣系統。
[0018]如圖3所示，每一膜組件7連接的集水管8上分別設有閥門19。通過閥門19的開啟度控制處理水量，膜組件7通過集水管8與池體外的抽吸泵15連接；在抽吸泵15的抽吸形成的膜絲內外壓差作用下，將汙水擠入膜組件7內部，處理後的汙水通過集水管8排出該反應器。抽吸泵15採用間歇式運行方式，抽、停時間通過PLC控制箱16控制。
[0019]本發明的工作過程是:
汙水經進水管4進入厭氧池1，在厭氧條件下，聚磷菌釋放體內儲存的多聚磷酸鹽，同時主動吸收揮發性脂肪酸(VFA)，並以聚羥基脂肪酸酯(PHA)的形式儲存在體內，所以部分有機物在厭氧池得到去除；厭氧池I的出水通過厭氧池I與缺氧池2之間的隔牆20上的進水孔5，進入缺氧池2。反硝化菌利用進水提供的碳源為電子供體和好氧池3回流的硝化液為電子受體進行反硝化，將硝酸鹽和亞硝酸鹽轉化為氣態氮，以達到提高TN去除率的目的。缺氧池2與好氧池3通過隔牆20上開有的進水孔5連通，汙水進入好氧池3中接觸高濃度的好氧汙泥，汙水中大部分有機物得到去除。處理後的汙水在抽吸泵15的抽吸作用下擠入膜組件7，膜組件7與集水管8連接，將汙水排出系統外。
[0020]與現有技術比較，本發明具有以下優點如下:
1、本發明在厭氧池、缺氧池和好氧池內都置有半軟性生物膜填料，使汙泥固定在生物填料上，其優點有，一是各池內可以聚集大量優勢菌種微生物，增加反應器內微生物的數量，提高榨菜廢水的處理效能；二是減緩高鹽條件下的汙泥膨脹；三是微生物固定於生物填料上，可以減輕汙泥對膜組件汙染的影響；四是對現有的A2/0工藝池，可以取消汙泥的回流裝置。
[0021]2、本發明將A2/0工藝與膜生物反應器有機結合，兼有兩種工藝的優點，可以高效處理聞鹽聞氣憐的棒菜廢水。一方面，利用I旲組件的聞效截留作用，提聞反應器內汙泥濃度，使汙染物降解更徹底；同時，將水力停留時間(HRT )和汙泥停留時間(SRT )完全分離，可以提高系統內世代時間長的硝化菌的濃度，提高硝化效率；而且，膜組件代替二沉池進行泥水分離，可以降低鹽度對汙泥沉降性能的影響。另一方面，由於榨菜廢水進水TN很高，單一的好氧膜生物反應器脫氮 率偏低。通過厭氧池釋磷、好氧池過量吸磷，A2/0工藝中不僅可以強化磷的去除，而且通過將好氧池中的硝化液回流到缺氧池，在缺氧池內強化反硝化，可以大幅度提高TN的去除率。
[0022]3、本發明在好氧池內插入膜組件，而不單獨設膜分離區，可以節省反應器的佔地面積；同時，好氧反應池和膜組件共用一套曝氣系統，可以減少曝氣量，在曝氣衝刷的作用下，可以清洗膜孔內和膜表面沉積的汙泥、有機物，緩解膜汙染的程度，使膜通量維持在一個穩定水平。
[0023]4、所述厭氧池、缺氧池和好氧池中的生物填料，不斷碰撞和摩擦，同時好氧區的生物填料還受到曝氣衝刷的作用，衝刷掉填料表面老化的汙泥，使生物膜上微生物的保持較高的活性，提高微生物對汙染物的去除效能。
實施例
[0024]主要技術參數為:
總氮負荷:0.07 ~0.1 kgTN/ CkgMLVSS.d)
運行時間:抽吸泵開9min停2min 掛膜密度:厭氧區、缺氧區、好氧區分別為30%、30%、40%
溶解氧:厭氧區為〈0.5mg/L,缺氧區為0.5~1.0mg/L,好氧區為3~4mg/L 平均水力停留時間:厭氧區為1.5h，缺氧區為1.5~2.5h，好氧區為8~9h 構造參數:
有效水深:4~6m
厭氧區、缺氧區、好氧區的體積比為1:2:5。
[0025]該實施例在最佳水力負荷時，其C0D、氨氮、TN、可溶性磷酸鹽及SS的去除率分別為91.67%,90.61%,68.46%,40.54%和98%，對比單一的好氧生物膜+膜生物反應器來處理含
鹽榨菜廢水，其總氮總磷去除效果更佳。
[0026] 本發明中採用的是組合式半軟性纖維填料，均勻分布在熟料環片的周邊，絲束不會脫落，同時避免了填料中心結團的現象，塑料環片中間雪花狀針刺樣結構又能起良好的布水、布氣作用，使該填料具有傳質效應好，不堵塞、耐衝擊、處理穩定等優點。
【權利要求】
1.一種用於處理榨菜廢水強化生物除磷脫氮的膜生物反應器，其特徵在於:包括順序排列的厭氧池(I)、缺氧池(2 )和好氧池(3 )，汙水經進水管(4)進入厭氧池(I)，厭氧池(I)與缺氧池(2)通過隔牆(20)上開設的進水孔(5)連通，缺氧池(2)與好氧池(3)通過隔牆(20)上開設的進水孔(5)連通，好氧池(3)內的硝化液通過回流泵(9)經回流管(10)抽送回流到缺氧池(2)，缺氧池(2)內置有攪拌裝置(12)，好氧池(3)內置有的膜組件(7)，膜組件(7)與集水管(8)連接，處理後的汙水由集水管(8)排出。
2.根據權利要求1所述的一種用於處理榨菜廢水強化生物除磷脫氮的膜生物反應器，其特徵在於:厭氧池(I)、 缺氧池(2)和好氧池(3)內均設有半軟性生物膜填料(11)，掛膜密度分別為30%、30%、40%。
3.根據權利要求2所述的一種用於處理榨菜廢水強化生物除磷脫氮的膜生物反應器，其特徵在於:所述好氧池(3)池底設有穿孔曝氣管(13)，孔隙部位連接多孔曝氣頭，穿孔曝氣管(13)與池外的空氣泵(14)連接。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種用於處理榨菜廢水強化生物除磷脫氮的膜生物反應器，其特徵在於:膜組件(7 )連接的集水管(8 )上設有閥門(19 )，膜組件(7 )通過集水管(8)與池體外的抽吸泵(15)連接。
5.根據權利要求4所述的一種用於處理榨菜廢水強化生物除磷脫氮的膜生物反應器，其特徵在於:所述厭氧池、缺氧池、好氧池的體積比為1: 2: 5。
【文檔編號】C02F3/30GK103663696SQ201310674390
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】柴宏祥, 何強, 周健, 艾南平, 廖宇 申請人:重慶大學