一種處理有機廢水的aabr—複合式mbr一體化裝置製造方法

2023-10-17 20:31:04 10

一種處理有機廢水的aabr—複合式mbr一體化裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種處理有機廢水的AABR—複合式MBR一體化裝置。為了實現對中高濃度有機廢水的達標處理，所述一體化裝置包括具有填料和MBR膜組件的複合式MBR反應池，該複合式MBR反應池的出水端與一產水池連通；所述複合式MBR反應池的進水側設有與進水管連通的AABR反應池，該AABR反應池包括缺氧段和與多級厭氧池，所述缺氧段和厭氧池內均設有豎向布置的折流板；所述複合式MBR反應池的出泥端分別與所述缺氧段和第一級厭氧池連通；所述進水管分別與所述AABR反應池的缺氧段和多級厭氧池中的第一級厭氧池連通。本實用新型將ABR進行改進組成AABR，再由AABR與複合式MBR反應池組成倒置A/A/O脫氮除磷工藝的形式，在降解中高濃度有機物的同時，實現了脫氮除磷。
【專利說明】—種處理有機廢水的AABR —複合式MBR —體化裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汙水處理【技術領域】，尤其涉及一種處理有機廢水的「AABR—複合式MBR」 一體化裝置。
【背景技術】
[0002]ABR反應器內置豎嚮導流板，將反應器分隔成串聯的幾個反應室，每個反應室都是一個相對獨立的上流式汙泥床(UASB)系統。雖然在構造上ABR可以看作是多個UASB的簡單串聯，但在工藝上與單個UASB有著顯著的不同，ABR更接近於推流式工藝。每個反應室中可以馴化培養出與流至該反應室中的汙水水質、環境條件相適應的微生物群落，從而導致厭氧反應產酸相和產甲烷相沿程得到分離，有利於充分發揮厭氧菌群的活性，提高系統的處理效果和運行的穩定性。
[0003]相對於其他厭氧反應器，ABR具有構造設計簡單，不需要昂貴的進水系統和氣固液三相分離器，且啟動容易，能在不同條件和隔室中形成性能不同的顆粒汙泥等優點。因此，ABR法的投資少，運行費用較低。
[0004]MBR膜生物反應器是將活性汙泥法和膜分離技術相結合，以膜分離技術取代傳統常規活性汙泥法中二沉池的汙水處理新方法。得益於膜的高截留率，使生物反應器內維持較高的汙泥濃度，使出水的有機汙染物含量降到最低，能有效地去除氨氮，對難降解的工業廢水也非常有效。此外，還具有能獲得高質量處理水質、佔地面積小、易於安裝，運行操作方便等許多優點。
[0005]MBR膜生物反應器按照工藝形式分類可以分為分置式、一體式(浸沒式)以及複合式。其中複合式MBR形式上也屬於一體式MBR，所不同的是在膜生物反應池內同時加裝填料和膜組件，從而形成複合式膜生物反應器，填料的增加一方面改變了膜生物反應器部分汙泥的性狀，提高了對有機汙染物的去除效率，另一方面可以對MBR膜組件起到預過濾的作用，減緩膜汙染程度。
[0006]ABR反應器和膜生物反應器(MBR)的共同特點在於汙泥停留時間(SRT)與水力停留時間(HRT)完全分離,使反應器容積大大縮小,處理能力大大提高,是一種有發展前途的節能型生物反應技術。但由於ABR反應器和膜生物反應器(MBR)自身的特點，對於中高濃度的有機廢水處理後的出水水質達不到《城市汙水再生利用城市雜用水水質》(GB/T18920-2002)和《汙水綜合排放標準》(GB 8978 1996) 二級標準。
實用新型內容
[0007]為了實現對中高濃度有機廢水的達標處理，本實用新型旨在提供一種處理有機廢水的AABR —複合式MBR —體化裝置，該裝置將ABR進行改進組成缺氧-厭氧折流反應池(AABR)，再由缺氧-厭氧折流反應池(AABR)與複合式MBR反應池組成倒置Α/Α/0脫氮除磷工藝的形式，在降解中高濃度有機物的同時，實現脫氮除磷。
[0008]為了實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案是:[0009]一種處理有機廢水的AABR —複合式MBR —體化裝置，包括複合式MBR反應池；所述複合式MBR反應池內設有位於進水端的填料和位於填料後側的MBR膜組件；所述複合式MBR反應池的出水端與一產水池連通；其結構特點是；所述複合式MBR反應池的進水側設有與進水管連通的AABR反應池，該AABR反應池包括缺氧段和與缺氧段的出水端連通的由多級厭氧池串聯而成的缺氧段，多級厭氧池中的最後一級厭氧池與所述複合式MBR反應池連通；所述缺氧段和厭氧池內均設有豎向布置的折流板；所述複合式MBR反應池的出泥端通過汙泥/混合液回流泵、管道及閥門分別與所述缺氧段和多級厭氧池中的第一級厭氧池連通；所述進水管分別與所述AABR反應池的缺氧段和多級厭氧池中的第一級厭氧池連通。
[0010]所述倒置Α/Α/0工藝是在常規Α/Α/0工藝基礎上發展起來的分點進水的汙水處理工藝，通過把缺氧池置於厭氧池前面，避免了傳統Α/Α/0處理工藝系統中，回流混合液和回流汙泥中大量硝酸鹽對厭氧池嗜磷菌放磷過程的影響。
[0011]以下為本實用新型的進一步改進的技術方案:
[0012]為了使汙水與缺氧段內混合液、好氧池回流汙泥/混合液充分混合，所述缺氧段內設有攪拌器，優選設置在缺氧段的底部。
[0013]所述填料為彈性填料，該彈性填料的下方設有位於複合式MBR反應池底部的彈性填料區曝氣管；所述MBR膜組件下方設有位於複合式MBR反應池底部的MBR區曝氣管；所述彈性填料區曝氣管和MBR區曝氣管與設置在複合式MBR反應池外的鼓風機相連。由此，所述MBR膜組件底部與彈性填料底部分別配置單獨的曝氣管路，MBR膜組件底部進行曝氣，防止活性汙泥大量黏附在膜表面而使產水量下降過快，MBR膜組件底部曝氣管路除了減緩MBR膜汙染外，並且為前端彈性填料區的好氧反應提供部分溶解氧。前端彈性填料區單獨設置曝氣管路，通過自動溶解氧儀控制曝氣裝置的啟停。
[0014]所述進水管上裝有濾網和閥門，由此，採用多點進水的方式，通過自動調節閥門與流量傳感器自動調節進入缺氧段和厭氧段的水量。在進水管上安裝不大於30目的濾網，防止大顆粒雜質進入裝置中，缺氧段底部安裝潛水攪拌器。複合式MBR反應池前端安裝彈性填料，後端配有MBR膜組件。
[0015]根據本實用新型的實施例，所述AABR反應池包括一個缺氧段和與缺氧段的出水端連通的兩級厭氧池。
[0016]所述MBR膜組件為簾式中空纖維膜組件。
[0017]所述缺氧段和MBR反應池上均設置有放空管；所述多級厭氧池上設置有沼氣收集管。
[0018]利用本實用新型處理有機廢水的AABR —複合式MBR —體化裝置對有機廢水進行處理的方法，包括如下步驟:
[0019]I)有機廢水經過進水管分別進入缺氧段和多級厭氧段中的第一級厭氧段中，在溶解氧< 0.5mg/L的缺氧段內處理4h-8h，在厭氧段內處理12h?24h ；
[0020]2)經過缺氧、厭氧處理後的廢水進入MBR反應池內，在溶解氧為2mg/L-4mg/L的MBR反應池內處理15tT20h後，上清液排至產水池，汙泥/混合液回流至缺氧段和多級厭氧池中的第一級厭氧池內，汙泥齡為8d-20d。
[0021]所述MBR膜組件採用連續曝氣、間歇出水的方式，由MBR反應池向產水池抽水和停止產水池抽水的時間比為(7min-9min):(1.5min_2.5min);所述MBR反應池內填料底部氣水比為3-5:1，MBR膜組件底部氣水比為16-20:1。
[0022]以下以具有兩級厭氧段的AABR反應池為例對本實用新型做進一步的解釋和說明:
[0023]本實用新型通過設置上下折流板將AABR反應池在水流方向形成依次串聯的三個隔室，第一個隔室通過潛水攪拌器形成缺氧環境，第二、三隔室為厭氧段，由此組成缺氧-厭氧折流反應池(AABR)。採用多點進水的方式，通過閥門控制進入缺氧段和厭氧段的水量；然後廢水沿導流板上下折流前進，進入厭氧段，微生物種群沿水流方向的不同隔室實現產酸和產甲烷相的分離，在單個反應器中達到兩相或多相運行。經過厭氧反應的廢水由AABR反應池自流進入複合式MBR反應池，前端懸掛彈性填料，去除COD的同時進行部分硝化反應，並可以攔截大顆粒懸浮物，減輕後續MBR膜汙染；後端為MBR膜反應區，主要進行硝化反應以及進一步去除C0D。由自吸泵抽吸得到產水流入產水池。複合式MBR反應池配有汙泥/混合液回流系統，可以分配進入缺氧區和厭氧區的汙泥/混合液量，從而達到脫氮除磷的目的。
[0024]本實用新型通過上下折流板將反應池在水流方向形成依次串聯的三個隔室，第一個隔室通過潛水攪拌器形成缺氧環境，第二、三隔室為厭氧段，由此組成缺氧-厭氧折流反應池(AABR)。缺氧段頂部設置放空管，厭氧段頂部為沼氣排放和收集管。
[0025]本實用新型由缺氧-厭氧折流反應池(AABR)與複合式MBR反應池組成倒置A/A/O脫氮除磷工藝的形式，在降解中高濃度有機物的同時，實現了脫氮除磷。
[0026]本實用新型根據倒置Α/Α/0工藝的特點將汙泥和混合液回流合併為一根汙泥/混合液回流管，汙泥/混合液回流泵出口的汙泥/混合液可以通過厭氧區回流支管進入厭氧區，也可以通過缺氧區回流支管進入缺氧區，每根支管上裝有流量傳感器和自動調節閥門，可以自動分配進入厭氧區和缺氧區汙泥/混合液的流量。
[0027]本實用新型各步驟的進水、過濾、反洗、曝氣、汙泥回流皆為自動/手動兩種控制方式運行。排空、排泥為手動控制。
[0028]本實用新型除具備常規ABR與複合式MBR組合工藝的全部優點外還具有:
[0029](I)通過改進，由缺氧-厭氧折流反應池(AABR)與複合式MBR反應池組成倒置A/A/0脫氮除磷工藝的形式，在降解中高濃度有機物的同時，達到脫氮除磷的目的；
[0030](2)將汙泥回流管和混合液回流管合併為一根回流管道，膜生物反應區底部與彈性填料底部單獨配置曝氣管路，並且通過變頻調節風機轉速的方式優化曝氣量，從而減少了能耗。
[0031]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型採用多點進水的方式，通過閥門自動控制進入缺氧段和厭氧段的水量。缺氧段配有潛水攪拌器，使汙水與缺氧段內混合液、好氧池回流汙泥/混合液充分混合；然後廢水沿導流板上下折流前進，進入厭氧段，微生物種群沿水流方向的不同隔室實現產酸和產甲烷相的分離，在單個反應器中達到兩相或多相運行。經過厭氧反應的廢水由AABR反應池自流進入複合式MBR反應池，前端懸掛彈性填料，去除COD的同時進行部分硝化反應，並可以攔截大顆粒懸浮物，減輕後續MBR膜汙染；後端為MBR膜反應區，主要進行硝化反應以及進一步去除C0D。由自吸泵抽吸得到產水流入產水池。MBR膜組件底部進行曝氣，防止活性汙泥大量黏附在膜表面而使產水量下降過快，並且為前端彈性填料區的好氧反應提供部分溶解氧。前端彈性填料區單獨設置曝氣管路，通過自動溶解氧儀和閥門控制曝氣裝置的啟停。複合式MBR反應池配有汙泥/混合液回流系統，可以分配進入缺氧區和厭氧區的汙泥/混合液量，從而達到脫氮除磷的目的。
[0032]本實用新型尤其適用於處理中高濃度的有機廢水。
[0033]以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步闡述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本實用新型一個實施例的結構原理圖。
[0035]在圖中
[0036]1-進水管，2-濾網，3-缺氧段進水管，4-厭氧段進水管，5-缺氧段，6_潛水攪拌器，7、8_厭氧，9-複合式MBR反應池，10-彈性填料，11-MBR膜組件，12-產水管，13-產水泵，14-反洗泵，15-反洗管，16-汙泥/混合液回流泵，17-排泥管，18-厭氧區汙泥/混合液回流管，19-缺氧區汙泥/混合液回流管，20-鼓風機，21-彈性填料區曝氣管，22-MBR區曝氣管，23-產水池，24-缺氧區放空管，25-厭氧區沼氣收集管，26-好氧區放空管。
【具體實施方式】
[0037]一種處理中高濃度有機廢水的AABR —複合式MBR—體化裝置，如圖1所示，採用多點進水的方式，通過缺氧段進水管3和厭氧段進水管4上的自動閥門和流量傳感器控制進入缺氧段5和厭氧段7的水量。缺氧段配有潛水攪拌器6，使汙水與缺氧段內混合液、好氧池回流汙泥/混合液充分混合；然後廢水沿導流板上下折流前進，依次自流進入厭氧段7、
8、複合式MBR反應池9，複合式MBR反應池9前端懸掛彈性填料10，去除COD的同時進行部分硝化反應，並可以攔截`大顆粒懸浮物，減輕後續MBR膜汙染；後端為配有MBR膜組件11，主要進行硝化反應以及進一步去除C0D。由自吸泵13抽吸得到產水流入產水池23。MBR膜組件11底部進行曝氣22，防止活性汙泥大量黏附在膜表面而使產水量下降過快，並且為前端彈性填料區的好氧反應提供部分溶解氧。前端彈性填料區單獨設置曝氣管路21，通過自動溶解氧儀控制曝氣裝置的啟停。複合式MBR反應池9配有汙泥/混合液回流系統，可以自動分配進入缺氧區5和厭氧區7的汙泥/混合液量，從而達到脫氮除磷的目的。
[0038]複合式MBR反應池9較高的汙泥濃度不僅從固定的生化反應池容積中爭取到好氧池硝化所需要的反應容積，而且活性汙泥絮體內部的缺氧微環境使得硝化和反硝化過程在曝氣時段內就同步進行，從而為進一步提高系統的脫氮效率創造了條件。
[0039]實例一、處理水量:某生物製藥廢水200m3/d。
[0040]進水水質:C0D:2000"2700mg/L, BOD:500^700mg/L, NH3-N: 130~160mg/L，TP:4~6mg/L, SS 200mg/Lo
[0041]設計參數:AABR反應池分三個隔室，第一隔室為缺氧段，第二、三隔室為厭氧段。每個隔室容積相同，下、上向流室寬度比定為1:4，折流板折角為45°。缺氧段停留時間6h，厭氧段停留時間12h，複合式MBR反應池停留時間16h。
[0042]設備選型:潛水攪拌機功率0.3KW，MBR膜組件採用簾式中空纖維膜組件，型號FP-AIV，彈性填料規格:？?200 X 1500，鼓風機功率:3kw，汙泥/混合液回流泵功率2.2kw,產水泵功率3kw，反洗泵功率1.5kw。
[0043]運行條件:抽停比8min/2min,反洗周期I次/IOmin,反洗時間30~60s。缺氧段溶解氧< 0.5mg/L,彈性填料底部氣水比4:1，溶解氧2~4mg/L，MBR膜組件底部氣水比18:1，汙泥/混合液回流比200-300%，汙泥齡8~20d。
[0044]出水水質:C0D( 40mg/L, BOD ( 20mg/L, NH3-N ( 20mg/L, TP ( lmg/L, SS ( IOmg/L。出水水質達《城市汙水再生利用城市雜用水水質》(GB/T18920-2002)標準。
[0045]電耗:處理一噸水的電耗約為0.97kw.h/m3。
[0046]實例二、處理水量:某甜菜製糖廢水1000mVcL
[0047]進水水質:C0D:5000~6000mg/L，BOD:2000~2800mg/L，NH3-N: ( 50mg/L, SO廣:350~600mg/L，SS:100(T4000mg/L。
[0048]設計參數:AABR反應池分三個隔室，第一隔室為缺氧段，第二、三隔室為厭氧段。每個隔室容積相同，下、上向流室寬度比定為1:4，折流板折角為45°。缺氧段停留時間6h，厭氧段停留時間24h，複合式MBR反應池停留時間20h。
[0049]設備選型:潛水攪拌機功率1.5KW，MBR膜組件採用簾式中空纖維膜組件，型號FP-A IV，彈性填料規格:？?200X 1500，鼓風機功率:15kw，汙泥/混合液回流泵功率4kw，產水泵功率12kw，反洗泵功率5.5kw。
[0050]運行條件:抽停比8min/2min,反洗周期I次/IOmin,反洗時間30~60s。缺氧段溶解氧< 0.5mg/L,彈性填料底部氣水比4:1，溶解氧2~4mg/L，MBR膜組件底部氣水比18:1，汙泥/混合液回流比100-200%，汙泥齡8~20d。
[0051]出水水質:C0D( 200mg/L, BOD ( 100mg/L, NH-N ( 20mg/L, SO廣(50mg/L,SS≤50mg/L。出水水質達《汙水綜合排放標準》(GB 8978 1996) 二級標準。
[0052]電耗:處理一噸水的電耗約為0.75kw.h/m3。
[0053]自動控制說明:設備運行過程包括進水、過濾、過濾停止、反洗、待機。運行過程中，除排空、排泥及MBR膜組件系統外浸潰清洗需要人工幹預外，其他可自動運行，也可手動操作運行。操作界面採用觸控螢幕。
[0054]MBR膜過濾採用連續曝氣，間歇出水的方式，抽停比8min/2min，產水管路安裝流量傳感器和自動控制閥門，實現定流量過濾。停止出水時進行自動清水反洗，反洗時間30~60s。
[0055]保證產水管壓力<50kpa，否則，產水管自動閥門關閉，人工決定是否進行在線藥劑反洗。
[0056]鼓風機為變頻控制，可以根據溶解氧的變化適當減小或增加曝氣量，但曝氣量不能為O。風機停止時會導致產水管自動閥門的關閉。
[0057]上述實施例闡明的內容應當理解為這些實施例僅用於更清楚地說明本實用新型，而不用於限制本實用新型的範圍，在閱讀了本實用新型之後，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落於本申請所附權利要求所限定的範圍。
【權利要求】
1.一種處理有機廢水的AABR —複合式MBR —體化裝置，包括複合式MBR反應池(9);所述複合式MBR反應池(9)內設有位於進水端的填料(10)和位於填料(10)後側的MBR膜組件(11);所述複合式MBR反應池(9)的出水端與一產水池(23)連通；其特徵在於；所述複合式MBR反應池(9)的進水側設有與進水管(I)連通的AABR反應池，該AABR反應池包括缺氧段(5 )和與缺氧段(5 )的出水端連通的由多級厭氧池(7，8 )串聯而成的缺氧段，多級厭氧池(7，8 )中的最後一級厭氧池(8 )與所述複合式MBR反應池(9 )連通；所述缺氧段(5 )和厭氧池(7，8)內均設有豎向布置的折流板；所述複合式MBR反應池(9)的出泥端通過汙泥/混合液回流泵(16)、管道及閥門分別與所述缺氧段(5)和多級厭氧池(7，8)中的第一級厭氧池(7)連通；所述進水管(I)分別與所述AABR反應池的缺氧段(5)和多級厭氧池(7，8)中的第一級厭氧池(7)連通。
2.根據權利要求1所述的處理有機廢水的AABR—複合式MBR —體化裝置，其特徵在於，所述缺氧段(5)內設有攪拌器(6)。
3.根據權利要求1所述的處理有機廢水的AABR—複合式MBR —體化裝置，其特徵在於，所述填料(10)為彈性填料，該彈性填料的下方設有位於複合式MBR反應池(9)底部的彈性填料區曝氣管(21);所述MBR膜組件(11)下方設有位於複合式MBR反應池(9)底部的MBR區曝氣管(22);所述彈性填料區曝氣管(21)和MBR區曝氣管(22)與設置在複合式MBR反應池(9 )外的鼓風機(20 )相連。
4.根據權利要求1所述的處理有機廢水的AABR—複合式MBR —體化裝置，其特徵在於，所述進水管(I)上裝有濾網(2 )和閥門。
5.根據權利要求f4之一所述的處理有機廢水的AABR —複合式MBR —體化裝置，其特徵在於，所述AABR反應池包括一個缺氧段(5)和與缺氧段(5)的出水端連通的兩級厭氧池(7,8)。
6.根據權利要求f4之一所述的處理有機廢水的AABR —複合式MBR —體化裝置，其特徵在於，所述MBR膜組件(11)為簾式中空纖維膜組件。
7.根據權利要求f4之一所述的處理有機廢水的AABR —複合式MBR —體化裝置，其特徵在於，所述缺氧段(5)和MBR反應池(9)上均設置有放空管；所述多級厭氧池(7，8)上設置有沼氣收集管(25)。
【文檔編號】C02F9/14GK203451338SQ201320550216
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年9月5日 優先權日:2013年9月5日
【發明者】徐巍, 禹芝文, 李勇, 陳湘斌, 賀前鋒 申請人:中國水電顧問集團中南勘測設計研究院, 湖南郴州國水水處理有限公司