動態膜厭氧-好氧一體化處理有機廢水的方法
2023-06-03 14:23:51
專利名稱：動態膜厭氧-好氧一體化處理有機廢水的方法
技術領域：
本發明涉及一種廢水處理方法，尤其是涉及一種動態膜厭氧-好氧一體化處理有機廢水的方法。
背景技術：
隨著工業技術的迅猛發展，印染、化工、食品、造紙等行業的高濃度有機廢水成為汙水處理領域亟需解決的難題之一。目前，國內外有機廢水處理技術主要有物理法、化學法和生物法，其中應用最廣泛，技術上佔優勢的方法是生物處理法。近年來，廢水生物處理技術已由傳統單一的厭氧法、好氧法轉向厭氧-好氧聯合處理方法，如厭氧-好氧法(A/0 法)、厭氧-缺氧-好氧法(Α/Α/0法)等。通過採用多級多段的厭氧、好氧組合工藝，完成對有機廢水的生物處理。並且厭氧菌對環境條件要求苛刻，對環境的適應性差，當進水中有機負荷過高時，水解酸化產物產生積累，造成水體鹼度降低，厭氧菌活性也受到抑制。同時，絲狀菌大量繁殖，汙泥流失，出水水質惡化，加重了後續好氧處理的負擔。專利公開號為 CN1422817的中國發明專利申請提出了厭氧_兼氧-好氧一體化汙水處理方法，通過在單一反應設備內設置毒三個反應區域厭氧區、兼氧區、好氧區，形成三種生物體系，利用好氧區的給力動力實現水力循環和汙泥循環，減少厭氧池中酸化。該方法所用設備投資成本高， 操作過程中參數控制難度大。專利公開號為CN14^780的中國發明專利申請提出了一種汙水處理新工藝，將傳統的大型的曝氣池改為多個小型的反應池，改變汙水處理路徑，通過多級多段的處理，達到汙水排放標準，但是該工藝工程投資大，運行成本較高。專利公開號為 CN1271692A的中國發明專利申請提出了一種高濃度汙水處理方法，通過在厭氧反應池後設置汙水回流罐，回流罐中部分汙水進入好氧生物選擇器和曝氣池進行好氧降解，另一部分回流至厭氧池中，但是該方法雖然提高了厭氧池中水的鹼度，但是存在剩餘汙泥最大，能耗高，佔地面積大等問題。膜生物反應器技術(MBR)採用膜分離技術與生物處理技術相結合，因此具有以下特1)汙泥濃度高(通常為傳統工藝的2倍)，生化效率高，汙染物質降解快，出水水質好；2)有利於世代周期長的微生物的生長，有利於氨氮和難降解汙染物質的去處；3)泥齡較長，剩餘汙泥排放量較少；4)佔地面積小，節約土地。膜-生物反應器技術是將膜分離技術與廢水生物處理技術組合而成的新系統，該系統是以膜分離技術替代二級生物處理工藝中的二沉池，具有工藝流程簡單、佔地少、管理方便、處理效率高、出水可直接回用等特點。然而，膜汙染是制約膜-生物反應器在汙水處理中廣泛應用的主要障礙，研究表明，傳統的膜-生物反應器中存在活性汙泥等微生物的附著是造成膜汙染、影響膜通量的重要因素之一。因此， 改進膜-生物反應器中微生物的存在形式，減輕其對膜汙染的影響勢在必行。公開號為 CN01016185A、CN1974439A、CN01100333A的中國發明專利分別採用採取填料表明附著工程菌或酶形式，或採用顆粒汙泥的形式使得膜-生物反應器中的微生物不再以懸浮狀態存在，從而減輕對膜通量的影響。然而，利用填料表面附著微生物的方式改進存在著不利於特種微生物的生長、微生物濃度低、去汙能力差等缺點；利用顆粒汙泥進行改進存在顆粒汙泥容易破碎、導致堵塞膜孔、顆粒汙泥自身形成的群落結構難以人工控制微生物群落穩定等缺點。儘管上述專利對生物處理工藝進行了改進和創新，但是MBR工藝在大型汙水處理中應用的實例不多。造成這種現狀的原因主要是膜組件的成本過高，運行過程動力消耗過高，造成運行費用很高，在膜的運行過程中懸浮汙染物在壓力的作用下被截留或吸附在膜表面，造成膜的汙染，出水通量的衰減問題難以解決。因此，需要針對這些缺點研究開發出新型的膜生物反應器，以使其在保留原有優點的基礎上儘量解決上述問題。通常的膜過濾過程中，溶液中的膠體和懸浮顆粒在過濾壓力的作用下被截留或吸附在膜表面，造成了膜通量的下降，這一現象稱為膜汙染。但從另外一個角度看，膜表面的汙染層增強了膜的截留能力，使微濾膜可以截留病毒甚至小分子有機物，就好像在原有的膜之上又增加了一層膜。 由於這層膜是在過濾過程中形成的，其組成及厚度都可能隨時間及生物反應器運行等條件的變化而變化，故一些研究者稱之為動態膜或次生膜。相應地，將這種稱為動態膜生物反應器。動態膜的出現很好地解決了上述MBR的兩大難題，因為由於多孔底膜和預塗劑的選材廣泛和價廉易得，使得動態膜的造價較之傳統的MBR有很大幅度的下降。另外，由於多孔底膜即膜基質的通量本身就很大，在膜汙染嚴重的情況下還可以將膜基質表面的動態膜去除以後再重新預塗或自生，從而有效地控制膜汙染。而且動態膜還具有設備簡單、操作容易、 處理效果較好等其他優點。因此，動態膜技術已廣泛地引起了人們的研究和關注。
發明內容
本發明的目的是針對現有對有機廢水處理中所存在的效率不高、設備佔地面積大、投資成本高等問題，提供一種對有機廢水更加高效經濟的動態膜厭氧-好氧一體化處理有機廢水的方法。本發明包括以下步驟1)原廢水進入第1級好氧池，在第1級好氧池內部裝有第1級穿孔曝氣管，由外部的空氣壓縮機鼓風曝氣，以轉子流量計控制曝氣量，第1級好氧池底部排泥；2)經過第1級好氧池處理後的廢水經第1級動態膜自流入第1級厭氧池，在第1 級厭氧池內設置第1級攪拌裝置，第1級厭氧池底部排泥；3)經過第1級厭氧池處理後的廢水經過第2級動態膜自流入第2級好氧池，在第 2級好氧池內部裝有第2級穿孔曝氣管，由空氣壓縮機鼓風曝氣，第2級好氧池底部排泥；4)經過第2級好氧池處理後的廢水經過第3級動態膜自流入第2級厭氧池，在第 2級厭氧池內設置第2級攪拌裝置，第2級厭氧池底部排泥，達標後的處理水由第2級厭氧池的出水口排出。在步驟1)中，所述第1級好氧池可在溫度為10 35°C條件下運行；所述曝氣量可控制在0. 5 5L/min，第1級好氧池中的溶解氧可為DO彡2. Omg/L。在步驟幻中，所述第1級厭氧池的溫度可為15 35°C，所述第1級攪拌裝置的攪拌速度可為60 200r/min。
在步驟幻中，所述第2級好氧池可在溫度為10 35°C條件下運行，所述曝氣量可控制在0. 5 5L/min，第2級好氧池中的溶解氧可為DO彡2. Omg/L。在步驟4)中，所述第2級厭氧池的溫度可為15 35°C，所述第2級攪拌裝置的攪拌速度可為60 150r/min。所述第1穿孔曝氣管和第2穿孔曝氣管均可採用砂芯曝氣頭等。所述動態膜可採用工業濾布膜等，所述工業濾布膜的濾布孔徑可為10 100 μ m， 所述工業濾布膜可選自滌綸短纖濾布膜、滌綸長纖濾布膜、維綸濾布膜、丙綸濾布膜等中的至少一種。本發明根據廢水水質類型、處理水量和有機負荷，通過恆流泵控制進水流速，使得廢水在4個反應池中依次進行處理，出水達標後排放。動態膜的作用及功能為1)動態膜解決了 MBR膜的高成本和膜汙染難題傳統的膜組件的成本高，運行過程動力消耗大，造成運行費用高。在膜的運行過程中懸浮汙染物在壓力的作用下被截留或吸附在膜表面，造成膜的汙染。而動態膜由多孔底膜和預塗劑的選材廣泛和價廉易得，使得其成本和造價較之傳統的MBR有很大幅度的下降。多孔底膜即膜基質的通量本身較大，在膜汙染嚴重的情況下還可以將膜基質表面的動態膜去除以後再重新預塗或自生，從而有效地控制膜汙染。2)用動態膜取代傳統的膜組件，它將膜分離技術和生物反應過程有機結合，以膜技術的高效分離作用取代傳統活性汙泥法中的二沉池，實現傳統工藝所無法比擬的泥水分離和汙泥濃縮效果，消除了汙泥膨脹的影響。它還大幅度提高了曝氣池中活性汙泥的濃度， 省卻了汙泥回流系統，大大延長了泥齡，減少了剩餘汙泥量，並通過膜對廢水中SS、有機物、 病原菌和病毒的高效截留作用，大大提高了處理出水水質。與傳統的有機廢水的多級多段汙水生物處理技術相比，本發明具有佔地面積小、 投資成本低、設備簡單、易操作、處理效果好等優點，適用於有機廢水的處理。
圖1為本發明實施例工藝流程示意圖。
具體實施例方式實施例1參見圖1，本發明包括以下步驟1)原廢水經進水口 A進入第1級好氧池1，在第1級好氧池1內部裝有第1級穿孔曝氣管2，由外部的空氣壓縮機3鼓風曝氣，以轉子流量計4控制曝氣量，第1級好氧池1 底部排泥(在圖1中以標記C表示)；所述第1級好氧池1可在溫度為10 35°C條件下運行；所述曝氣量可控制在0. 5 5L/min，第1級好氧池1中的溶解氧可為DO彡2. Omg/L。2)經過第1級好氧池1處理後的廢水經第1級動態膜5自流入第1級厭氧池6， 在第1級厭氧池6內設置第1級攪拌裝置7，第1級厭氧池6底部排泥(在圖1中以標記C 表示)；所述第1級厭氧池6的溫度可為15 35°C，所述第1級攪拌裝置7的攪拌速度可為 60 200r/min。
3)經過第1級厭氧池6處理後的廢水經過第2級動態膜8自流入第2級好氧池 9，在第2級好氧池9內部裝有第2級穿孔曝氣管10，由空氣壓縮機3鼓風曝氣，第2級好氧池9底部排泥(在圖1中以標記C表示)；所述第2級好氧池9可在溫度為10 35°C條件下運行，所述曝氣量可控制在0. 5 5L/min，第2級好氧池9中的溶解氧可為DO彡2. Omg/ L04)經過第2級好氧池9處理後的廢水經過第3級動態膜11自流入第2級厭氧池 12，在第2級厭氧池12內設置第2級攪拌裝置13，第2級厭氧池12底部排泥(在圖1中以標記C表示)，達標後的處理水由第2級厭氧池12的出水口 B排出。所述第2級厭氧池12 的溫度可為15 35°C，所述第2級攪拌裝置13的攪拌速度可為60 150r/min。所述第1穿孔曝氣管2和第2穿孔曝氣管10均可採用砂芯曝氣頭等。所述第1動態膜5、第2動態膜8和第3動態膜11均可採用工業濾布膜等，所述工業濾布膜的濾布孔徑可為10 ΙΟΟμπι，所述工業濾布膜可選自滌綸短纖濾布膜、滌綸長纖濾布膜、維綸濾布膜、丙綸濾布膜等中的至少一種。廢水類型為生活汙水。進水COD濃度為35aiig/L，根據進水有機負荷，使得生活汙水依次在第1級好氧池1、第1級動態膜5、第1級厭氧池6、第2級動態膜8、第2級好氧池 9、第3級動態膜11和第2級厭氧池12進行生物降解，測定不同降解時間內各池中水體的 COD、SS、DO、pH值、溫度等指標，其中出水COD濃度為15mg/L，COD去除率為95. 7%。實施例2與實施例1類似，其區別在於進水COD濃度為408mg/L，根據進水有機負荷，使得生活汙水依次在第1級好氧池1、第1級動態膜5、第1級厭氧池6、第2級動態膜8、第2級好氧池9、第3級動態膜11和第2級厭氧池12進行生物降解，測定不同降解時間內各池中水體的COD、SS、DO、pH值、溫度等指標，其中出水COD濃度為22mg/L, COD去除率為94. 6% 0實施例3與實施例1類似，其區別在於進水COD濃度為456mg/L，根據進水有機負荷，使得生活汙水依次在第1級好氧池1、第1級動態膜5、第1級厭氧池6、第2級動態膜8、第2級好氧池9、第3級動態膜11和第2級厭氧池12進行生物降解，測定不同降解時間內各池中水體的COD、SS、DO、pH值、溫度等指標，其中出水COD濃度為28mg/L, COD去除率為93. 8%。實施例4與實施例1類似，其區別在於廢水類型為印染廢水，進水COD濃度為1520mg/L，根據進水有機負荷，使得印染廢水依次在第1級好氧池1、第1級動態膜5、第1級厭氧池6、第 2級動態膜8、第2級好氧池9、第3級動態膜11和第2級厭氧池12進行生物降解，測定不同降解時間內各池中水體的COD、SS、DO、pH值、溫度等指標，其中出水COD濃度為85mg/L， COD去除率為94. 4% ο實施例5與實施例4類似，其區別在於進水COD濃度為178aiig/L，根據進水有機負荷，使得印染廢水依次在第1級好氧池1、第1級動態膜5、第1級厭氧池6、第2級動態膜8、第2級好氧池9、第3級動態膜11和第2級厭氧池12進行生物降解，測定不同降解時間內各池中水體的C0D、SS、D0、pH值、溫度等指標，其中出水COD濃度為92mg/L，C0D去除率為94. 8%0實施例6
與實施例4類似，其區別在於進水COD濃度為2246mg/L，根據進水有機負荷，使得印染廢水依次在第1級好氧池1、第1級動態膜5、第1級厭氧池6、第2級動態膜8、第2級好氧池9、第3級動態膜11和第2級厭氧池12進行生物降解，測定不同降解時間內各池中水體的C0D、SS、D0、pH值、溫度等指標，其中出水COD濃度為98mg/L，C0D去除率為95. 6%。實施例1 6的生活汙水和印染廢水處理效果見表1。表1生活汙水和印染廢水處理效果
權利要求
1.動態膜厭氧-好氧一體化處理有機廢水的方法，其特徵在於包括以下步驟1)原廢水進入第1級好氧池，在第1級好氧池內部裝有第1級穿孔曝氣管，由外部的空氣壓縮機鼓風曝氣，以轉子流量計控制曝氣量，第1級好氧池底部排泥；2)經過第1級好氧池處理後的廢水經第1級動態膜自流入第1級厭氧池，在第1級厭氧池內設置第1級攪拌裝置，第1級厭氧池底部排泥；3)經過第1級厭氧池處理後的廢水經過第2級動態膜自流入第2級好氧池，在第2級好氧池內部裝有第2級穿孔曝氣管，由空氣壓縮機鼓風曝氣，第2級好氧池底部排泥；4)經過第2級好氧池處理後的廢水經過第3級動態膜自流入第2級厭氧池，在第2級厭氧池內設置第2級攪拌裝置，第2級厭氧池底部排泥，達標後的處理水由第2級厭氧池的出水口排出。
2.如權利要求1所述的動態膜厭氧-好氧一體化處理有機廢水的方法，其特徵在於在步驟1)中，所述第1級好氧池是在溫度為10 35°C條件下運行。
3.如權利要求1所述的動態膜厭氧-好氧一體化處理有機廢水的方法，其特徵在於在步驟1)中，所述曝氣量控制在0. 5 5L/min，第1級好氧池中的溶解氧為DO≥2. Omg/L。
4.如權利要求1所述的動態膜厭氧-好氧一體化處理有機廢水的方法，其特徵在於在步驟2、中，所述第1級厭氧池的溫度為15 35°C ；所述第1級攪拌裝置的攪拌速度可為 60 200r/min。
5.如權利要求1所述的動態膜厭氧-好氧一體化處理有機廢水的方法，其特徵在於在步驟幻中，所述第2級好氧池是在溫度為10 35°C條件下運行。
6.如權利要求1所述的動態膜厭氧-好氧一體化處理有機廢水的方法，其特徵在於在步驟3)中，所述曝氣量控制在0. 5 5L/min，第2級好氧池中的溶解氧為DO≥2. Omg/L。
7.如權利要求1所述的動態膜厭氧-好氧一體化處理有機廢水的方法，其特徵在於在步驟4)中，所述第2級厭氧池的溫度為15 35°C，所述第2級攪拌裝置的攪拌速度可為 60 150r/mino
8.如權利要求1所述的動態膜厭氧-好氧一體化處理有機廢水的方法，其特徵在於在步驟2、和幻中，所述第1穿孔曝氣管和第2穿孔曝氣管均採用砂芯曝氣頭。
9.如權利要求1所述的動態膜厭氧-好氧一體化處理有機廢水的方法，其特徵在於所述動態膜採用工業濾布膜，所述工業濾布膜的濾布孔徑可為10 100 μ m。
10.如權利要求1所述的動態膜厭氧-好氧一體化處理有機廢水的方法，其特徵在於所述工業濾布膜選自滌綸短纖濾布膜、滌綸長纖濾布膜、維綸濾布膜、丙綸濾布膜中的至少一種。
全文摘要
動態膜厭氧-好氧一體化處理有機廢水的方法，涉及一種廢水處理方法。原廢水進入第1級好氧池，在第1級好氧池內部裝有第1級穿孔曝氣管，由外部的空氣壓縮機鼓風曝氣，以轉子流量計控制曝氣量，第1級好氧池底部排泥；經過第1級好氧池的廢水經第1級動態膜流入第1級厭氧池，在第1級厭氧池內設置第1級攪拌裝置，第1級厭氧池底部排泥；經過第1級厭氧池的廢水經過第2級動態膜流入第2級好氧池，在第2級好氧池內部裝有第2級穿孔曝氣管，由空氣壓縮機鼓風曝氣，第2級好氧池底部排泥；經過第2級好氧池的廢水經過第3級動態膜流入第2級厭氧池，在第2級厭氧池內設置第2級攪拌裝置，第2級厭氧池底部排泥，達標後由第2級厭氧池出水口排出。
文檔編號C02F3/30GK102557352SQ201210024700
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月3日 優先權日2012年2月3日
發明者陳瑞堅 申請人:廈門神綠環保科技有限公司