一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜生物反應器的製作方法
2023-04-27 02:12:56 1
專利名稱：一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜生物反應器的製作方法
技術領域：
本發明屬於膜生物技術廢水處理設備，具體為一種用於黃連素製藥廢水處理的連 續流好氧顆粒汙泥膜生物反應器。
背景技術：
化學合成類黃連素生產廢水屬於難降解有機廢水，其具有有機物和懸浮物質量濃 度高、PH值變化大、成份複雜等特點，廢水中因含有化學合成過程中的反應物原料、中間產 物、副產物等多種有機物，微生物降解性差；此外，廢水中殘留的成品黃連素對微生物活性 具有強烈抑制作用，採用常規生物處理工藝，存在處理效率低，出水水質不好，工藝運行穩 定性差等問題。膜生物反應器工藝是近年來得到國內外廣泛關注的新型處理工藝，具有處理效率 高、出水水質穩定、流程簡化、結構緊湊等優點。且膜生物反應器可通過微濾膜截留常規生 物處理工藝中不易停留增殖的特種汙染物專屬降解微生物和硝化細菌等，特別適合於特種 廢水的生物強化處理。但膜生物反應器作為膜分離和生物處理的結合工藝，要求其中的活 性汙泥既要具有高的汙泥濃度和活性，以保障高質量出水，又要具有一定的空間尺度和強 度，以保持良好的分離特性和減少對膜的汙染。好氧顆粒汙泥是活性汙泥在適當環境條件下自發形成的密度較大的微生物細胞 自身固定化聚集體，具有結構穩定、生物轉化效率高、沉降性能好等優點。同時，好氧顆粒汙 泥密實的結構可增強顆粒內部微生物對外界毒性物質的抵抗，在含微生物毒性物質的有毒 有害廢水的處理中具有獨特優勢。但好氧顆粒汙泥的培養和穩定化常需要大高徑比的柱形 反應器和高曝氣量來滿足好氧顆粒汙泥形成與結構維持的剪切需求，因此近年來，對好氧 顆粒汙泥的研究都是在SBR反應器或者其衍生反應器中進行的，反應器運行條件苛刻、操 作複雜、能耗高，很大程度上限制了好氧顆粒汙泥的工業化應用。本發明將好氧顆粒汙泥反應器和膜生物反應器結合，通過在膜生物反應器中構建 大寬高比、強水力湍動力的分區，將控制膜汙染的衝刷曝氣，用於反應器內好氧顆粒汙泥的 形成和維持，節省了能耗，優化了反應器結構，在連續流膜生物反應器內實現了好氧顆粒汙 泥的培養和穩定化運行。同時，通過反應器中汙泥的顆粒化，提高了反應器對微生物毒性物 質的耐受性，並可有效降低膜汙染。將其用於含黃連素製藥廢水的處理，可實現廢水中高濃 度有機物、黃連素和氨氮的高效去除。
發明內容
本發明的目的是提供一種結構緊湊，操作運行簡便，對有毒汙染物耐受性強，可實 現常規汙染物和黃連素同步高效去除的特種廢水生物強化處理的裝置。本發明為一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜生物反應器，其 特徵在於反應器分為主反應區5和汙泥顆粒化與膜分離區6，中間由穿孔隔板17隔開，汙泥顆粒化與膜分離區內放置中空纖維膜組件7。反應器前端設置配水槽3，配水槽底部設置 配水管4，與反應區底部連通，主反應區5底部安裝微孔曝氣盤9，為反應器內生化反應供 氧，汙泥顆粒化與膜分離區底部安裝曝氣管8，為膜表面提供衝刷，微孔曝氣盤9和曝氣管8 共同為好氧顆粒汙泥的形成與維持提供剪切力。反應器採用連續流操作方式，廢水由進水 泵1注入反應器，處理後廢水經膜組件7由抽吸泵16連續抽吸出反應器。上述的一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜生物反應器，其 特徵在於反應器長寬高比例為4 3 5，主反應區和汙泥顆粒化與膜分離區容積比為 3-4 1，汙泥顆粒化與膜分離區寬高比1 3-6。上述的一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜生物反應器，其特 徵在於維持主反應區內表觀氣流上升速度0. 018-0. 098cm/s,汙泥顆粒化與膜分離區表 觀氣流上升速度0. 28-0. 56cm/s。。上述的一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜生物反應器，其特 徵在於在汙泥顆粒化與膜分離區內，利用膜衝刷曝氣提供的水力剪切力實現好氧顆粒汙 泥的不斷形成和維持。上述的一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜生物反應器，其特 徵在於膜分離區安裝的膜組件為中空纖維微濾膜。上述的一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜生物反應器，其特 徵在於反應器內好氧顆粒汙泥平均粒徑0. 5-2. 5mm，好氧顆粒汙泥量維持在反應器內汙 泥總量的60%以上。上述的一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜生物反應器，其特 徵在於在連續流反應器中實現了好氧顆粒汙泥的培養和穩定化運行。上述的一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜生物反應器，其特 徵在於通過反應器內汙泥的顆粒化，提高了反應器對黃連素的耐受性，可實現廢水中高濃 度有機物、黃連素和氨氮的有效去除。
圖1為本發明所述的一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜生 物反應器結構圖。1-進水泵，2-進水口，3-配水槽，4-配水管，5-主反應區，6_汙泥顆粒化與膜分離 區，7-膜組件，8-膜表面衝刷曝氣管，9-微孔充氧曝氣曝氣盤，10-衝刷曝氣調節閥，11-充 氧曝氣調節閥，12-衝刷曝氣流量計，13-充氧曝氣流量計，14-曝氣泵，15-真空壓力表， 16-抽吸泵，17-穿孔隔板。
具體實施例方式廢水由進水泵(1)經進水口(2)、配水槽(3)、配水管(4)，進入主反應區(5)，在 主反應區(5)內好氧顆粒汙泥中高耐受性微生物氧化分解廢水中有機物和黃連素，同時去 除廢水中氨氮，溶解氧由曝氣泵(14)經微孔充氧曝氣盤(9)提供，曝氣強度由充氧曝氣調 節閥(11)和充氧曝氣流量計(13)控制。其間，主反應區內汙泥混合液不斷通過穿孔隔板 (17)進入汙泥顆粒化與膜分離區(6)，在膜表面衝刷曝氣管(8)的大氣泡衝刷曝氣作用下，
4分區內維持強水力剪切力和高紊流狀態，有效控制膜表面濾餅層的形成，同時不斷促成汙 泥的顆粒化和汙泥顆粒狀態的維持，分區內形成的好氧顆粒汙泥可經穿孔隔板17進入主 反應區，汙泥顆粒化與膜分離區曝氣量由衝刷曝氣調節閥(10)和衝刷曝氣流量計(12)控 制。處理後的廢水在抽吸泵(16)的作用下，經膜組件(7)，連續抽吸出反應器，跨膜壓差由 真空壓力表(15)顯示。實施例1 利用上述實施方式處理厭氧預處理後的黃連素廢水。反應器尺寸為D 30cmXL 40cmXH50cm,有效容積60L，主反應區容積45L，汙泥顆粒化與膜分離區容積15L，汙泥顆粒 化與膜分離區寬高比1 5，充氧曝氣量120-160L/h，衝刷曝氣量600L/h，在平均進水COD 1047-2335mg/L，黃連素 7. 25-82. 5mg/L, NH4+-N 118. 8-130. 2mg/L 條件下，反應器水力停留 時間 24h，平均出水 COD 44. 2-55. 6mg/L，黃連素 0. 66-1. 00mg/L，NH4+_N 1. 63-2. 35mg/L，汙 染物平均去除率分別為COD 95. 2-98. 3%，黃連素90. 9-98. 8%, NH4+-N 98. 0-98. 5%，反應 器穩定運行2個月，80%以上顆粒汙泥粒徑達到0. 5-2. 0mm。實施例2 利用上述實施方式直接處理黃連素成品母液廢水。反應器尺寸為D 30cmXL 40cmX H 50cm,有效容積60L，主反應區容積45L，汙泥顆粒化與膜分離區容積15L，汙泥顆 粒化與膜分離區寬高比1 5，充氧曝氣量160L/h，衝刷曝氣量400L/h，在平均進水COD 804mg/L,黃連素132. 6mg/L, ΝΗ4+_Ν 108. 4mg/L條件下，反應器水力停留時間24h，平均 出水COD 238. lmg/L,黃連素19. 4mg/L, NH4+_N 0. 99mg/L,汙染物平均去除率分別為COD 70. 3%，黃連素85. 2%,NH4+-N 99. 1%0反應器內顆粒汙泥粒徑為0. 5士0. 23mm。
權利要求
一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜生物反應器，其特徵在於反應器分為主反應區5和汙泥顆粒化與膜分離區6，中間由穿孔隔板17隔開，汙泥顆粒化與膜分離區內放置中空纖維膜組件7。反應器前端設置配水槽3，配水槽底部設置配水管4，與反應區底部連通，主反應區5底部安裝微孔曝氣盤9，為反應器內生化反應供氧，汙泥顆粒化與膜分離區底部安裝曝氣管8，為膜表面提供衝刷，微孔曝氣盤9和曝氣管8共同為好氧顆粒汙泥的形成與維持提供剪切力。反應器採用連續式操作方式，廢水由進水泵1注入反應器，處理後廢水經膜組件7由抽吸泵16連續抽吸出反應器。
2.根據權利要求1所述的一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜生 物反應器，其特徵在於反應器長寬高比例為4 3 5，主反應區和汙泥顆粒化與膜分離 區容積比為3-4 1，汙泥顆粒化與膜分離區寬高比1 3-6。
3.根據權利要求1、2所述的一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜 生物反應器，其特徵在於維持主反應區內表觀氣流上升速度0. 018-0. 098cm/s，汙泥顆粒 化與膜分離區表觀氣流上升速度0. 28-0. 56cm/s。
4.根據權利要求1、2、3所述的一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥 膜生物反應器，其特徵在於在汙泥顆粒化與膜分離區內，利用膜衝刷曝氣提供的水利剪切 力，實現好氧顆粒汙泥的不斷形成和維持。
5.根據權利要求1、2、3所述的一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥 膜生物反應器，其特徵在於膜分離區安裝的膜組件為中空纖維微濾膜。
6.根據權利要求4所述的一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜生 物反應器，其特徵在於反應器內好氧顆粒汙泥平均粒徑0. 5-2. 5mm，好氧顆粒汙泥量維持 在反應器內汙泥總量的60%以上。
7.根據權利要求1、2、3、4、5、6所述的一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆 粒汙泥膜生物反應器，其特徵在於在連續流反應器中實現了好氧顆粒汙泥的培養和穩定 化運行。
8.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7所述的一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧 顆粒汙泥膜生物反應器，其特徵在於通過反應器內汙泥的顆粒化，提高了反應器對黃連素 的耐受性，可實現廢水中高濃度有機物、黃連素和氨氮的有效去除。
全文摘要
本發明涉及一種用於黃連素製藥廢水處理的連續流好氧顆粒汙泥膜生物反應器。反應器分為主反應區5和汙泥顆粒化與膜分離區6，中間由穿孔隔板17隔開。主反應區5底部安裝微孔曝氣盤9，為反應器內生化反應供氧，汙泥顆粒化膜分離區底部安裝曝氣管8，為膜表面提供衝刷，微孔曝氣盤9和曝氣管8共同為好氧顆粒汙泥的形成與維持提供剪切力。汙泥顆粒化與膜分離區內放置中空纖維膜組件7。反應器採用連續式操作方式，廢水由進水泵1注入反應器，處理後廢水經膜組件7由抽吸泵16連續抽吸出反應器。本發明將膜生物反應器和好氧顆粒汙泥反應器結合，在連續流反應器中實現了好氧顆粒汙泥的培養和穩定化運行；通過汙泥的顆粒化，提高了微生物對廢水中黃連素的耐受性，可實現廢水中高濃度有機物、黃連素和氨氮的同步高效去除。
文檔編號C02F9/14GK101898850SQ201010146239
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月14日 優先權日2010年4月14日
發明者劉風華, 宋永會, 曾萍, 段亮, 邱光磊 申請人:中國環境科學研究院