一种煤矿生活污水回用处理装置及方法与流程

本发明涉及一种污水处理装置及方法，特别涉及一种用于煤矿生活污水回用处理的装置及方法，属于环保与清洁生产
技术领域：
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背景技术：
：很长一段时间以来，煤炭行业是我国经济的支柱产业，煤矿矿区多，范围广，产量大。随着今年国家的飞速发展、能源行业的转型升级，煤矿污水的处理和利用要求越来越严格，甚至在有的地区，环保部门对煤矿要求实现废水零排放。煤矿企业为解决矿区生活污水造成的环境污染和满足环境标准等问题，需在原矿区内增加处理设施进行升级改造，若采用传统的生化方法进行设计，处理构筑物的体积往往较大，施工难度大，投资相对较高。煤矿生活污水水量大，而有行业特点的是洗浴废水，废水浓度通常较低，这些特点决定了其水质中有机物浓度bod5值偏低。煤矿工厂污水中含有很多煤屑飞灰等工业污水特性的污水进入生活污水后使该污水略呈灰黑颜色，其主要污染物呈悬浮或胶体状的煤粉、飞灰等。传统生化工艺对于低浓度污水中的n、p去除效果有限，加之煤矿生活污水污染物浓度偏低，微生物生长中容易产生营养不足，导致处理效果较差，处理后的矿区生活污水难以达到新的排放标准或工业回用水要求。因此，如何有效解决矿区生活污水常规处理中的不足之处，找到适用于矿区低浓度生活污水的处理方法，使最终出水满足生产及杂用水要求，以能较好地实现污水的资源化利用，是本领域技术人员亟需解决的问题。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种复合了生物膜与膜生物处理系统的煤矿生活污水回用处理装置，采用多相泥膜生物处理技术，通过高密度生态载体填料的生物富集与膜生物反应器的生物截留作用，大幅提升生化系统适应性与脱氮除磷能力，使得煤矿生化污水经该装置处理后，出水满足工业回用水标准，解决以上
背景技术：
中提出的问题。本发明的另一目的在于提供一种煤矿生活污水回用处理的方法，集合了生物法、物理法等多种处理方法，适用于处理低负荷煤矿生活污水。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种煤矿生活污水回用处理装置，包括依次设置的兼氧池、好氧池和膜生物反应器；所述的兼氧池内设有水力射流组件、兼氧填料和用于悬挂兼氧填料的第一支架，水力射流组件包括多个射流器；所述的好氧池内设有曝气组件、好氧组合填料和用于悬挂好氧组合填料的第二支架；所述的膜生物反应器内设有交错布置的缓冲板，缓冲板邻近好氧池，多个缓冲板形成缓冲区，不设置缓冲板的膜生物反应器内部形成反应区，反应区设有超滤膜组件，超滤膜组件包括中空纤维超滤膜、用于曝气冲洗中空纤维超滤膜的曝气冲洗泵、用于冲洗中空纤维超滤膜并除去表面附着生物膜的反冲洗泵和用于中空纤维超滤膜出水的真空抽水泵，中空纤维超滤膜设于反应区内部，曝气冲洗泵、反冲洗泵和真空抽水泵设于膜生物反应器外部，所述的膜生物反应器还设有用于将污泥回流到兼氧池和好氧池的污泥回流组件。作为优选，所述的射流器包括用于连接外部进水管的进水喷嘴、与进水喷嘴连接的进水导管和罩设于进水导管端部的进水缓冲罩。该射流器能使进水产生较大流速，在兼氧池中形成水力搅动，有利于兼氧污泥与生活污水的均匀混合。作为优选，所述的兼氧填料为反硝化生态填料，兼氧填料在第一支架的悬挂高度为兼氧池高度的0.5～0.6倍，兼氧填料的填充比为0.1～0.3。通过微生物培养和反硝化菌的定植，反硝化生态填料能有效富集兼氧微生物，形成致密的生物膜，和悬浮态的兼氧微生物同步作用，完成生活污水中污染物的降解和总氮的脱除。作为优选，所述的曝气组件包括多个垂直设置的可拆卸曝气管，每个可拆卸曝气管端部设有曝气头，多个可拆卸曝气管通过水平气管连接。作为优选，所述的好氧组合填料为聚酯类悬浮填料，好氧组合填料的填充比为0.2～0.4。聚酯类悬浮填料可进行脱碳菌和硝化菌的培养富集，并进一步分解兼氧池未彻底分解的污染物和氨氮，将氨氮转化为硝态氮。作为优选，所述的中空纤维超滤膜为由聚砜与聚偏氟乙烯材料制成的超滤膜，中空纤维超滤膜的膜孔径为5～30nm。作为优选，所述的污泥回流组件包括设置在膜生物反应器底部的污泥回流管和设置在膜生物反应器外部的污泥回流泵，污泥回流泵与污泥回流管连接。污泥回流管和污泥回流泵将膜生物反应器的缓冲区和反应区处理污水后剩余的污泥分别回流至兼氧池和好氧池，用以补充污泥的消耗，维持池内的污泥总量。一种采用所述煤矿生活污水回用处理装置进行煤矿生活污水回用处理的方法，该方法包括以下步骤：(1)预处理：将常温下混合的煤矿生活污水经格栅及气浮预处理去除悬浮物，达到cod<300mg/l，ss<100mg/l，氨氮<70mg/l，总磷<10mg/l，存储备用；(2)兼氧池处理：将步骤(1)的煤矿生活污水通过提升泵提升由兼氧池底部进入兼氧池，煤矿生活污水回用处理装置开始运行时，向兼氧池内投加活性污泥使池内污泥浓度保持在3～5g/l；运行初期，向兼氧池内投加反硝化细菌进行定植，投加比例为0.02～0.05kg/m3；运行初期，向兼氧池内投加葡萄糖碳源，进行菌种活化并提升微生物活性，投加浓度为100～200mg/l；通过污泥回流组件利用回流液中的溶解氧将兼氧池内溶解氧浓度调节在0.3～1.0mg/l，使煤矿生活污水在兼氧池内的hrt(水力停留时间)为4～8h；(3)好氧池处理：步骤(2)的煤矿生活污水进入好氧池，通过曝气组件将好氧池内溶解氧浓度维持在3.0mg/l以上，向好氧池内投加硝化细菌，增强氨氮去除能力，投加比例为0.01～0.03kg/m3；使好氧池内污泥浓度从初始的2～4g/l达到7g/l以上；使煤矿生活污水在兼氧池内的hrt为3～6h；(4)膜生物反应器处理：步骤(3)的煤矿生活污水进入缓冲区，其中的污泥被截留和暂沉；含少量污泥的煤矿生活污水进入反应区，利用中空纤维超滤膜作用，泥水被分离；曝气冲洗泵常开将池内溶解氧浓度维持在2.0～4.0mg/l并冲洗掉老化的生物膜；反冲洗泵每隔30～50天开启一次对中空纤维超滤膜进行反冲洗，清除膜上的堵塞物并恢复膜的通量；污泥回流组件常开将缓冲区和反应区处理污水后剩余的污泥分别回流至兼氧池和好氧池，使兼氧池的污泥回流比为1.0～3.0，使好氧池的污泥回流比为0.5～2.0；煤矿生活污水在膜生物反应器内的hrt为4～6h，使最终出水达到cod<60mg/l，bod5<10mg/l，色度<30，氨氮<10mg/l，总磷<1mg/l。本发明的有益效果是：本发明的一种煤矿生活污水回用处理装置，复合了生物膜与膜生物处理系统，装置占地小，运行成本低，膜生物反应器池内超滤膜组件清洗频率低，寿命长；该装置特别适于处理低浓度的煤矿生活污水，使其达到回用水标准，且处理过程中不产生剩余污泥，回流的老化污泥在缺氧阶段可作为脱氮过程微生物所需的碳源，达到污泥自身消耗的效果；本发明的一种煤矿生活污水回用处理方法，集合了生物法、物理法等多种处理方法，大幅提升生化系统适应性与脱氮除磷能力，能够很好的处理低浓度的煤矿生活污水。附图说明图1是本发明的主视结构示意图。图中：1、提升泵，2、电磁流量计，3、出水堰，4、兼氧填料，5、进水喷嘴，6、进水导管，7、进水缓冲罩，8、好氧组合填料，9、可拆卸曝气管，10、风机，11、缓冲板，12、中空纤维超滤膜，13、曝气冲洗泵，14、反冲洗泵，15、污泥回流泵，16、真空抽水泵，17、第一支架，18、第二支架，19、曝气头，20、缓冲区，21、反应区，22、污泥回流管，100、兼氧池，200、好氧池，300、膜生物反应器。具体实施方式下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。实施例：如图1所示的一种煤矿生活污水回用处理装置，包括依次设置的兼氧池100、好氧池200和膜生物反应器300。煤矿生活污水回用处理装置前设有用于将煤矿生活污水泵入兼氧池的提升泵1，提升泵与兼氧池之间的管道上设有电磁流量计2。兼氧池内设有水力射流组件、兼氧填料4和用于悬挂兼氧填料的第一支架17。兼氧池内无曝气系统。兼氧池内上部设有出水堰3，用于将煤矿生活污水随管道流入好氧池底部。水力射流组件包括多个射流器，每个射流器包括用于连接外部进水管的进水喷嘴5、与进水喷嘴连接的进水导管6和罩设于进水导管端部的进水缓冲罩7。该射流器能使进水产生较大流速，在兼氧池中形成水力搅动，有利于兼氧污泥与生活污水的均匀混合。兼氧填料为反硝化生态填料，填料型号为mkmf-a01，兼氧填料在第一支架的悬挂高度为兼氧池高度的0.5～0.6倍，兼氧填料的填充比为0.1～0.3。通过微生物培养和反硝化菌的定植，反硝化生态填料能有效富集兼氧微生物，形成致密的生物膜，和悬浮态的兼氧微生物同步作用，完成生活污水中污染物的降解和总氮的脱除。好氧池内设有曝气组件、好氧组合填料8和用于悬挂好氧组合填料的第二支架18。好氧池顶部设有风机10，风机连接曝气组件。曝气组件包括多个垂直设置的可拆卸曝气管9，每个可拆卸曝气管端部设有曝气头19，多个可拆卸曝气管通过水平气管连接。好氧组合填料为聚酯类悬浮填料，好氧组合填料的填充比为0.2～0.4。聚酯类悬浮填料可进行脱碳菌和硝化菌的培养富集，并进一步分解兼氧池未彻底分解的污染物和氨氮，将氨氮转化为硝态氮，再后续通过污泥回流使混合液回流至兼氧池完成硝氮的反硝化脱除。膜生物反应器内设有交错布置的缓冲板11，缓冲板邻近好氧池，多个缓冲板形成缓冲区20，不设置缓冲板的膜生物反应器内部形成反应区21。缓冲板用于截留煤矿生活污水中的污泥，减轻膜生物系统中膜面积泥，延长膜的清洗周期，提高产水率。反应区设有超滤膜组件，超滤膜组件包括中空纤维超滤膜12、用于曝气冲洗中空纤维超滤膜的曝气冲洗泵13、用于冲洗中空纤维超滤膜并除去表面附着生物膜的反冲洗泵14和用于中空纤维超滤膜出水的真空抽水泵16，中空纤维超滤膜的体积占反应区的40％～60％，曝气冲洗泵、反冲洗泵和真空抽水泵设于膜生物反应器外部。在曝气冲洗的作用下，微生物会在中空纤维超滤膜表面形成一层较薄的生物膜，生物膜中的微生物能进一步降解煤矿生活污水中的污染物，同时通过真空抽水泵的抽吸作用和中空纤维超滤膜的过滤作用，能去除煤矿生活污水中的微量有机物及微生物大分子胞外物质，深层次净化污水。中空纤维超滤膜设于反应区内部，中空纤维超滤膜为由聚砜与聚偏氟乙烯材料制成的超滤膜，中空纤维超滤膜的膜孔径为5～30nm。中空纤维超滤膜带负电荷，由于污泥本身带负电，该膜表面能与污泥之间形成电荷排斥力，有效避免污泥附着在膜表面带来的膜孔堵塞问题，减少膜的清洗频率。膜生物反应器还设有用于将污泥回流到兼氧池和好氧池的污泥回流组件，污泥回流组件包括设置在膜生物反应器底部的污泥回流管22和设置在膜生物反应器外部的污泥回流泵15，污泥回流泵与污泥回流管连接。污泥回流管和污泥回流泵将膜生物反应器的缓冲区和反应区处理污水后剩余的污泥分别回流至兼氧池和好氧池，用以补充污泥的消耗，维持池内的污泥总量。一种采用该煤矿生活污水回用处理装置进行煤矿生活污水回用处理的方法，该方法具体步骤是：(1)预处理：将常温下混合的煤矿生活污水经格栅及气浮预处理去除悬浮物，达到cod<300mg/l，ss<100mg/l，氨氮<70mg/l，总磷<10mg/l，存储备用；(2)兼氧池处理：将步骤(1)的煤矿生活污水通过提升泵提升由兼氧池底部进入兼氧池，煤矿生活污水回用处理装置开始运行时，向兼氧池内投加活性污泥使池内污泥浓度保持在3～5g/l；运行初期，向兼氧池内投加反硝化细菌进行定植，投加比例为0.02～0.05kg/m3；运行初期，向兼氧池内投加葡萄糖碳源，进行菌种活化并提升微生物活性，投加浓度为100～200mg/l；通过污泥回流组件利用回流液中的溶解氧将兼氧池内溶解氧浓度调节在0.3～1.0mg/l，使煤矿生活污水在兼氧池内的hrt(水力停留时间)为4～8h；(3)好氧池处理：步骤(2)的煤矿生活污水进入好氧池，通过曝气组件将好氧池内溶解氧浓度维持在3.0mg/l以上，向好氧池内投加硝化细菌，增强氨氮去除能力，投加比例为0.01～0.03kg/m3；使好氧池内污泥浓度从初始的2～4g/l达到7g/l以上；使煤矿生活污水在兼氧池内的hrt为3～6h；(4)膜生物反应器处理：步骤(3)的煤矿生活污水进入缓冲区，其中的污泥被截留和暂沉；含少量污泥的煤矿生活污水进入反应区，利用中空纤维超滤膜作用，泥水被分离；曝气冲洗泵常开将池内溶解氧浓度维持在2.0～4.0mg/l并冲洗掉老化的生物膜；反冲洗泵每隔30～50天开启一次对中空纤维超滤膜进行反冲洗，清除膜上的堵塞物并恢复膜的通量；污泥回流组件常开将缓冲区和反应区处理污水后剩余的污泥分别回流至兼氧池和好氧池，使兼氧池的污泥回流比为1.0～3.0，使好氧池的污泥回流比为0.5～2.0；煤矿生活污水在膜生物反应器内的hrt为4～6h，使最终出水达到cod<60mg/l，bod5<10mg/l，色度<30，氨氮<10mg/l，总磷<1mg/l。采用该处理装置及方法对某煤矿生活污水连续5周处理后，检测水质，结果见表1。该处理试验的进水ph控制在7.5～8.5。表1某煤矿生活污水处理数据一览表水质指标phcodbod5nh3-n总p0周6.8277825341周7.142.35.91.20.42周7.333.74.10.50.33周6.615.57.10.80.64周6.924.25.42.10.3以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。当前第1页12