處理豬場廢水新型膜生物反應器的製作方法
2023-08-08 12:14:11 1
專利名稱：處理豬場廢水新型膜生物反應器的製作方法
技術領域：
本發明為涉及豬場廢水厭氧消化液的處理設備。
背景技術：
畜禽養殖廢水，特別是規模化養豬廢水已成為我國許多地區的主要汙染源。目前 大多數的養豬場採用固液分離-厭氧-好氧處理糞便廢水。膜生物反應器(MBR)作為一種 新型且高效的水處理技術，它具有出水水質穩定、剩餘汙泥量少、抗衝擊負荷能力強、易於 自動操作和佔地少等優點。MBR作為豬場廢水厭氧消化液的好氧處理反應器在實驗室得到 了一定的應用，但存在的問題是MBR對總氮的去除率並不是很高。
發明內容
本發明的目的是針對膜生物反應器直接處理豬場厭氧消化液時存在汙泥濃度低、 總氮去除效果較差的缺點，提供一種處理豬場廢水的複合膜反應器。養殖廢水在經過處理 後，其排放廢水能達到GB18596-2001《畜禽養殖業汙染物排放標準》。本發明是通過以下技術方案實現的
本發明是在MBR反應器內加入炭素纖維作為載體填料，採用炭素纖維載體填料將微生 物固定化培養，達到脫氮、除磷及降解有機物等特殊工藝要求。生物膜填料的介入可以激 發微生物的活性，從而促進水中有機汙染物、氮磷物質等的降解及轉化。在「生物膜」的一 個斷面上，由外及裡形成了好氧、兼性厭氧和厭氧三種反應區。在好氧區，好氧菌將氨氮轉 化為硝基氮，並把小分子有機物轉化為二氧化碳和水(把可溶的無機磷轉化為細胞體內的 ATP)，在厭氧區，厭氧菌將硝基氮轉化為氮氣和氧氣(把難分解的大分子有機物分解為可降 解的小分子有機物)。最終汙染基團就被分解轉化成逸出水體的N2、C02*H20。因此炭素纖 維填料的加入更有利於總氮的去除。本反應器主要由以下元部件組成配水箱、進水泵、流量計、曝氣頭、炭素纖維填 料、中空纖維膜組件、出水泵、空氣泵、自動閥、PLC控制櫃。所述炭素纖維填料可以是由聚丙烯酸長纖維製造的PAN系纖維，且經過漿紗過程 特殊處理的由直徑7微米的12000根長絲集合而成，一旦放入水中便能迅速散開，再加上其 各自表面上都有細微的凹凸結構，能形成巨大的表面積。本反應器各元器件這樣連接
配水箱(1)、進水泵(2)、流量計(4)依次連接，通過布水管道與反應器(5)相連，與炭素 纖維填料(7)相接觸，空中纖維膜組件(8)和出水泵(10)連接，曝氣頭(6)設置在反應器的 底部，空氣泵(14)與空氣流量計(9)連接，液位計(3)置於反應器右頂部，排泥管(13)設置 在反應器的底部。本發明有益效果是
(1)本發明是MBR的改進，其處理廢水時的操作過程為連續進、出水。生物膜固定在填 料表面，形成了穩定的生態系統。能夠棲息生長速度慢、世代時間長的細菌和較高級的微生物，如硝化菌，故複合膜生物反應器法具有較高的脫氮能力。(2)生物量多，無剩餘汙泥。炭素纖維一旦放入水中便能迅速散開，再加上其各 自表面上都有細微的凹凸結構，能形成巨大的表面積，能夠吸附大量的微生物，即微生物量 多。同時，由於微生物的附著生長，生物膜含水率較低，反應器單位體積的生物量可高達 活性汙泥法的5 20倍，因此該設備處理效果較好。生物膜上棲息著較多較高營養水平 的生物，其食物鏈較MBR中的長，汙泥被截留在反應器內部，減少了汙泥處置費用。(3)炭素纖維填料具有對環境無負荷，無二次汙染，無物種侵害，安全、質量輕、經 濟耐久且效果顯著等優點。(4)能對複合膜生物反應器實現全自動控制，便於對最佳流程進行選擇和調試。
圖1是本發明的結構剖面圖； 圖2為炭素纖維填料。圖1中1.配水箱2.進水泵3.液位計4.流量計5.反應器6.微孔曝氣頭 7.炭素纖維填料8.中空纖維膜組件9.空氣流量計10.出水泵11. PLC控制系統12.自 動閥13.排泥管14.空氣泵。
具體實施例方式將某豬場厭氧消化液經本複合膜生物反應器處理後，出水水質達到GB 18596-2001《畜禽養殖業汙染物排放標準》要求，膜出水後的COD 100 400 mg/L, NH3-N 40 80mg/L TP 5 8mg/L。具體實施過程如下
(1)豬場廢水經汙水收集管網收集後，經過機械格柵的截留，去除汙水中的大顆粒汙 染物質和漂浮物，廢水進入沼氣池。(2)廢水流入沼氣池，經過高效厭氧消化，在去除大部分COD獲得沼氣後，經沉澱 池調節水質水量。(3)定期取厭氧消化液作為複合膜生物反應器的進水，系統的運行為連續進出水， 經過複合膜生物反應器好氧/兼氧硝化反硝化後，能夠大量的去除廢水的COD、氨氮和磷等 汙染物。
權利要求
1.處理豬場廢水膜生物反應器，包括配水箱、進出水泵、液位計、流量計、炭素纖維填 料、中空纖維膜組件、空氣流量計、PLC控制系統、曝氣頭、空氣泵，其特徵是(1)在膜生物反應器中加入並固定炭素纖維填料；(2)所述反應器各元器件這樣連接配水箱(1)、進水泵(2)、流量計(4)依次連接，通 過布水管道與反應器(5)相連，與炭素纖維填料(7)相接觸，中空纖維膜組件(8)和出水泵 (10)連接，曝氣頭(6)設置在反應器的底部，空氣泵(14)與空氣流量計(9)連接，液位計(3) 置於反應器右頂部，排泥管(13)設置在反應器的底部。
2.根據權利要求1所述的處理豬場廢水新型膜生物反應器，其特徵是所述炭素纖維 填料是由聚丙烯酸長纖維製造的由直徑7微米的12000根長絲集合而成。
全文摘要
一種處理豬場廢水新型膜生物反應器，包括配水箱、進出水泵、液位計、流量計、炭素纖維填料、中空纖維膜組件、空氣流量計、PLC控制系統、曝氣頭。炭素纖維填料固定於反應器中，整個反應器運行通過PLC系統自動控制。該反應器用於處理豬場廢水去汙除氮效果好，且無二次汙染。
文檔編號C02F3/30GK102101722SQ20111005278
公開日2011年6月22日 申請日期2011年3月7日 優先權日2011年3月7日
發明者萬金保, 餘敏 申請人:南昌大學`