含聚污水膜生物反应器深度处理装置的制作方法

本发明涉及环保技术领域，尤其涉及一种基于生物膜-活性污泥-膜生物反应器深度处理油田含聚丙烯酰胺污水的装置。

背景技术：

随着油田开发技术的深入，三次采油技术被大范围的应用，使得原油的含水率逐渐上升。聚丙烯酰胺在为油田生产提高采收率的同时，对其采出液的处理遇到很大问题。注入地层的聚丙烯酰胺随原油/水混合液进入地面油水分离与水处理终端，大幅提高了混合液的粘度和乳化性，使油水分离难度加大，造成采出水含油量严重超标。聚丙烯酰胺对环境的直接影响是油田生产过程中部分污水外排。由于油田配制聚丙烯酰胺需要新鲜水和以及部分低渗透地层，使部分含有较高浓度的聚丙烯酰胺采出水外排。绝大多数的聚丙烯酰胺进入地下油层，由于地层结构原因，很难避免其渗透到地下水层。聚丙烯酰胺在地面水体和地下水中的长期滞留，必将对当地水环境造成潜在的危害。本身并没有毒性的聚丙烯酰胺，其单体丙烯酰胺却是有害的。它对人体皮肤和神经系统有损伤作用。由于丙烯酰胺是一种对机体危害较大的致癌物质，其危害涉及皮肤、生殖、神经等多个系统。因此，如何有效彻底的处理含聚污水成为急需解决的难题。

由于采油的方法、特性以及地质条件等因素的不同，含聚污水的水质也不同，但却都具有油水分离及含油处理难度大、黏度高、可生化性差、原油乳化严重等特点。针对含聚污水生物降解困难的特点，近些年应运而生了许多物理、生物、化学以及彼此相互联合处理的新技术，大大提高了含聚污水的降解程度。然而，由于生物处理存在不可控因素大，化学处理容易对环境产生污染，而物理法则存在可操作性差等缺点，因此，需要进行改进与创新。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种含聚污水膜生物反应器深度处理装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明包括调节池、好氧池、活性污泥颗粒、生物挂膜、膜组件、生化处理后出水池和清水池组成，所述调节池内设置搅拌棒和进水管，调节池与所述好氧池之间设置蠕动泵，所述好氧池中设置加热棒，含聚污水通过进水管经由蠕动泵进入好氧池中，好氧池底部铺设曝气管，外界空气通过空气压缩机通入曝气管中，所述生物挂膜悬挂于规则的长方体不锈钢支架上，均匀排布于好氧池内，且好氧池底部有活性污泥颗粒，所述控温装置与加热棒连接，用于控制好氧池中的温度，含聚污水经生物挂膜和活性污泥颗粒生物降解后经排出管路进入出水池，所述膜组件置于好氧池的中上方，由抽吸泵提供负压，生化处理后的含聚污水经过膜组件过滤后进入出水管路中，所述时间控制器和压力表置于抽吸泵与出水管路之间，时间控制器控制抽吸泵的开停，所述调节池、好氧池和生化处理后出水池分别由第一阀门和第二阀门依次相连。

进一步，所述活性污泥颗粒选用驯化成熟的油田活性污泥颗粒，所述生物挂膜选用比表面积较大，易形成挂膜的生物填料，所述膜组件选用pvdf超滤膜，置于好氧池中。

本发明的有益效果在于：

本发明涉及一种含聚污水膜生物反应器深度处理装置，与现有装置相比，本发明通过设置活性污泥与生物挂膜置于好氧池中，膜组件置于好氧池中上方，污水经过活性污泥与生物膜的降解后，通过抽吸泵的负压进入膜组件，后又流入清水池内。聚丙烯酰胺(hpam)，cod进水浓度分别为300mg·l^-1，701mg·l^-1，经过生物降解后分别达到131mg·l^-1，205mg·l^-1，生物降解去除率分别为56％，70.7％。经过膜组件过滤后分别达到21mg·l^-1，25mg·l^-1，生物降解去除率分别为93％，94.6％。进水粘度为5.10mpa·s，经过生物降解和膜组件过滤后分别达到3.14和1.36mpa·s，去除率分别为38.43％，73.33％。经过膜过滤后的出水即为该装置出水，该出水可以达到回用标准。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的水样聚丙烯酰胺浓度曲线图；

图3是本发明的cod浓度曲线图；

图4是本发明的剪切粘度随时间变化曲线图。

图中：1-调节池，2-好氧池，3-加热棒，4-蠕动泵，5-活性污泥颗粒，6-污水进水管，7-生物挂膜，8-膜组件，9-空气压缩机，10-曝气管，11-不锈钢支架，12-控温装置，13-压力表，14-抽吸泵，15-时间控制器，16-第一阀门，17-过膜后出水管路，18-第三阀门。19-第二阀门，20-生化出水管路，21-生化出水池，22-清水池，23-搅拌棒。

图2、3、4中：influent：进水，supernatant：上清液，effluent：过膜出水，第60天时于反应器内加入膜组件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示：本发明包括调节池1、好氧池2、活性污泥颗粒5、生物挂膜7、膜组件8、生化处理后出水池21和清水池22组成，所述调节池1内设置搅拌棒23和进水管6，调节池1与所述好氧池2之间设置蠕动泵4，所述好氧池2中设置加热棒3，含聚污水通过进水管6经由蠕动泵4进入好氧池2中，好氧池2底部铺设曝气管10，外界空气通过空气压缩机9通入曝气管中，所述生物挂膜7悬挂于规则的长方体不锈钢支架11上，均匀排布于好氧池2内，且好氧池2底部有活性污泥颗粒5，所述控温装置12与加热棒3连接，用于控制好氧池2中的温度，含聚污水经生物挂膜7和活性污泥颗粒5生物降解后经排出管路20进入出水池21，所述膜组件8置于好氧池2的中上方，由抽吸泵14提供负压，生化处理后的含聚污水经过膜组件8过滤后进入出水管路17中，所述时间控制器15和压力表13置于抽吸泵14与出水管路17之间，时间控制器15控制抽吸泵的开停，所述调节池1、好氧池2和生化处理后出水池21分别由第一阀门16和第二阀门19依次相连。

进一步，所述活性污泥颗粒5选用驯化成熟的油田活性污泥颗粒，所述生物挂膜7选用比表面积较大，易形成挂膜的生物填料，所述膜组件8选用pvdf超滤膜，置于好氧池2中。

本发明的运行过程如下：

运行时，调节池1内的含聚污水由搅拌棒23搅拌均匀后由污水进水管6经蠕动泵4进入好氧池内，同时蠕动泵4调整含聚污水流量流速，好氧池2中的加热棒3以及底部铺设的曝气管10分别是为了使好氧池内温度保持在恒温状况下且含有一定量的溶解氧以保证好氧微生物更好地生存。含聚污水进入好氧池2的底部经过成熟的活性污泥颗粒，被微生物降解，之后又被均匀排布于好氧池2内的生物挂膜7上被微生物降解。生物降解后的上清液一部分经由出水管路20进入生化出水池21内，另一部分上清液由于抽吸泵14提供负压，因此经过膜组件8过滤后进入出水管路17中，继而进入清水池22内。时间控制器15和压力表13置于抽吸泵14与出水管路17之间，时间控制器15控制抽吸泵的开停，本发明设置的开停模式为开7分钟，停3分钟，以减缓膜污染的程度，从而提高膜的使用寿命。如图2、图3和图4所示：聚丙烯酰胺，cod进水浓度分别为300mg·l^-1，701mg·l^-1，经过生物降解后分别达到131mg·l^-1，205mg·l^-1，生物降解去除率分别为56％，70.7％。经过膜组件过滤后分别达到21mg·l^-1，25mg·l^-1，生物降解去除率分别为93％，94.6％。进水粘度为5.10mpa·s，经过生物降解和膜组件过滤后分别达到3.14和1.36mpa·s，去除率分别为38.43％，73.33％。经过膜过滤后的出水即为该装置出水，该出水可以达到回用标准。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。