专利名称：双级流化床-膜生物反应器及采用双级流化床-膜生物反应器处理焦化废水的方法
技术领域：
本发明涉及一种膜生物反应器及处理焦化废水的方法。
背景技术：
焦化废水主要来自焦炉煤气初冷和焦化生产过程中的生产用水以及蒸汽冷凝废水。焦化废水其COD、NH4+-N浓度高，有机物成分复杂，组分种类繁多，且污染物浓度高。其中无机污染物主要有:nh4+-n、s2_、scn_、cn_ ;有机污染物有:酹类、卩比唆、苯胺、喹啉、咔唑等碱性物质，还含有大量的单环芳烃化合物以及PAH (稠环芳烃)和杂环芳烃等生物难降解物质。《污水综合排放标准》(GB8978-96)要求焦化废水出水水质NH4+_N< 15mg/L, COD< 100mg/L。工程上去除焦化废水中的NH4+-N和COD主要采用生化法，其中以普通曝气活性污泥法为主，该方法可有效去除焦化废水中酚类、氰类化合物，但由于难降解有机物和高浓度的NH4+-N对生化处理的干扰作用，使处理效果较差，难以达标排放标准。我国技术相对落后,有80%的焦化企业存在着焦化废水处理后氨氮和COD排放不达标的情况。
发明内容
本发明的目的是为了解决采用现有的方法处理后氨氮和COD排放不达标的技术问题，提供了一种双级流化床-膜生物反应器及采用双级流化床-膜生物反应器处理焦化废水的方法。双级流化床-膜生物反应器包括膜组件和曝气装置，所述膜组件形状为中空纤维式或平板式，所述膜组件的材质为聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚砜、聚丙烯腈或聚丙烯超滤膜，所述膜组件的膜孔直径为0.01 0.1 μ m，所述膜组件的抽吸压力为10 60kPa，膜通量为 10 30L/m2h。采用双级流化床-膜生物反应器处理焦化废水的方法按照以下步骤进行:一、焦化废水进入一级流化床，在溶解氧为Ο-lmg/l、水力停留时间为2-10h的条件下处理，处理焦化废水过程中产生的气体通过三相分离器由气体收集装置收集，剩余颗粒污泥通过一级流化床底部的排泥阀排出系统外，一级流化床设有回流泵和流量计，回流泵提供一级流化床所需的流化动力；二、步骤一的出水进入二级流化床，在溶解氧为Ο-lmg/l、水力停留时间为2-10h的条件下处理，处理焦化废水过程中产生的气体通过三相分离器由气体收集装置收集，剩余颗粒污泥通过二级流化床底部的排泥阀排出系统外，二级流化床设有回流泵和流量计，回流泵提供二级流化床所 需的流化动力；三、步骤二的出水进入双级流化床-膜生物反应器，在溶解氧为2-6mg/l、水力停留时间为2-20h的条件下通过膜组件，在抽吸泵和流量计的抽吸作用下出水，出水进入清水池中，即完成焦化废水的处理。步骤一中一级流化床内部由粒径为0.5 2mm的颗粒活性碳填充,步骤二中二级流化床内部由粒径为0.5 1mm斜发沸石填充。本发明具有以下特点:1、本发明的焦化废水处理工艺采用双级流化床和好氧膜生物反应器串联组合而成，水力停留时间缩短而且出水水质提高，出水水质可达到《城市污水再生利用-城市杂用水水质》标准，实现企业废水的零排放目标。2、本发明采用双级流化床，一级流化床作用采用颗粒活性碳载体将焦化废水中的难降解有机物如酚类、氰化物等吸附降解去除；二级流化床作用采用斜发沸石载体将焦化废水中的氨氮离子交换吸附去除，大大提高了后续废水的可生化性，减轻了后续好氧污泥的处理负荷。3、本发明系统采用双级厌氧流化床，可将废水中的有机物转化成可利用的能源性气体甲烧和氢!气等。4、本发明引入了膜生物反应器，取代了二沉池，使得整个处理工艺系统结构紧凑，占地面积小。
图1是本发明采用双级流化床-膜生物反应器处理焦化废水的流程图。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一:本实施方式双级流化床-膜生物反应器包括膜组件14和曝气装置15，所述膜组件14形状为中空纤维式或平板式，所述膜组件14的材质为聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚砜、聚丙烯腈或聚丙烯超滤膜，所述膜组件14的膜孔直径为0.01 0.1 μ m，所述膜组件14的抽吸压力为10 60kPa，膜通量为10 30L/m2h。
具体实施方式
二:本实施方式与具体实施方式
一不同的是所述膜组件14的抽吸压力为10-6020 50kPa，膜通量为15 2510_30L/m2h。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三:本实施方式与具体实施方式
一不同的是所述膜组件14的膜孔直径为0.05 μ m。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四:本实施方式采用双级流化床-膜生物反应器处理焦化废水的方法按照以下步骤进行:一、焦化废水进入一级流化床1，在溶解氧为Ο-lmg/l、水力停留时间为2_10h的条件下处理，处理焦化废水过程中产生的气体通过三相分离器3由气体收集装置4收集，剩余颗粒污泥通过一级流化床I底部的排泥阀5排出系统外，一级流化床I设有回流泵6和流量计6-1，回流泵6提供一级流化床I所需的流化动力；二、步骤一的出水进入二级流化床7，在溶解氧为Ο-lmg/l、水力停留时间为2_10h的条件下处理，处理焦化废水过程中产生的气体通过三相分离器9由气体收集装置10收集，剩余颗粒污泥通过二级流化床7底部的排泥阀11排出系统外，二级流化床7设有回流泵12和流量计12-1，回流泵12提供二级流化床7所需的流化动力；三、步骤二的出水进入双级流化床-膜生物反应器13，在溶解氧为2_6mg/l、水力停留时间为2-20h的条件下通过膜组件14，在抽吸泵16和流量计16-1的抽吸作用下出水，出水进入清水池17中，即完成焦化废水的处理。本实施方式步骤一中通过一级流化床I的吸附降解等作用将废水中的酚类、氰化物等吸附去除，同时厌氧作用降解部分大分子有机物等，厌氧发酵过程中产生的气体通过气体收集装置收集并利用。本实施方式步骤二中步骤一的出水与二级流化床7内的斜发沸石吸附和离子交换作用将焦化废水中的氨氮吸附去除，同时厌氧作用降解部分大分子有机物，厌氧发酵过程中产生的气体通过气体收集装置10收集并利用。本实施方式步骤三中双级流化床-膜生物反应器13底部的曝气装置15为双级流化床-膜生物反应器13提供溶解氧和水力剪切力。
具体实施方式
五:本实施方式与具体实施方式
五不同的是步骤一中一级流化床I内部由粒径为0.5 2mm的颗粒活性碳填充，形成生物膜后的颗粒粒径为2 4mm。其它与具体实施方式
四相同。
具体实施方式
六:本实施方式与具体实施方式
四或五不同的是步骤二中二级流化床7内部由粒径为0.5 Imm斜发沸石填充,形成生物膜后的颗粒粒径为2 3mm。其它与具体实施方式
四或五相同。采用下述试验验证本发明效果:试验一:采用双级流化床-膜生物`反应器处理焦化废水的方法按照以下步骤进行:一、焦化废水进入一级流化床1，在溶解氧为lmg/1、水力停留时间为IOh的条件下处理，处理焦化废水过程中产生的气体通过三相分离器3由气体收集装置4收集，剩余颗粒污泥通过一级流化床I底部的排泥阀5排出系统外，一级流化床I设有回流泵6和流量计6-1，回流泵6提供一级流化床I所需的流化动力；二、步骤一的出水进入二级流化床7，在溶解氧为lmg/1、水力停留时间为2h的条件下处理，处理焦化废水过程中产生的气体通过三相分离器9由气体收集装置10收集，剩余颗粒污泥通过二级流化床7底部的排泥阀11排出系统外，二级流化床7设有回流泵12和流量计12-1，回流泵12提供二级流化床7所需的流化动力；三、步骤二的出水进入双级流化床-膜生物反应器13，在溶解氧为6mg/l、水力停留时间为20h的条件下通过膜组件14，在抽吸泵16和流量计16-1的抽吸作用下出水，出水进入清水池17中，即完成焦化废水的处理。本试验步骤一中通过一级流化床I的吸附降解等作用将废水中的酚类、氰化物等吸附去除，同时厌氧作用降解部分大分子有机物等，厌氧发酵过程中产生的气体通过气体收集装置收集并利用。本试验步骤二中步骤一的出水与二级流化床7内的斜发沸石吸附和离子交换作用将焦化废水中的氨氮吸附去除，同时厌氧作用降解部分大分子有机物，厌氧发酵过程中产生的气体通过气体收集装置10收集并利用。本试验步骤三中双级流化床-膜生物反应器13底部的曝气装置15为双级流化床-膜生物反应器13提供溶解氧和水力剪切力。本试验中双级流化床-膜生物反应器13包括膜组件14和曝气装置15，所述膜组件14形状为中空纤维式，所述膜组件14的材质为聚偏氟乙烯，所述膜组件14的膜孔直径为0.1 μ m，所述膜组件14的抽吸压力为IOkPa,膜通量为10L/m2h。采用本试验的方法处理焦化废水出水水质可达到《城市污水再生利用-城市杂用水水质》标准。采用本试验方法处理的焦化废水处理前后的结果如表1:表I
权利要求
1.双级流化床-膜生物反应器，双级流化床-膜生物反应器包括膜组件(14)和曝气装置15，其特征在于所述膜组件(14)形状为中空纤维式或平板式，所述膜组件(14)的材质为聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚砜、聚丙烯腈或聚丙烯超滤膜，所述膜组件(14)的膜孔直径为0.0l 0.1 μ m，所述膜组件(14)的抽吸压力为10 60kPa，膜通量为10 30L/m2h。
2.根据权利要求1所述双级流化床-膜生物反应器，其特征在于所述膜组件(14)的抽吸压力为10-60kPa，膜通量为10-30L/m2h。
3.根据权利要求1所述双级流化床-膜生物反应器，其特征在于所述膜组件(14)的膜孔直径为0.05 μ m。
4.采用权利要求1所述双级流化床-膜生物反应器处理焦化废水的方法，其特征在于采用双级流化床-膜生物反应器处理焦化废水的方法按照以下步骤进行: 一、焦化废水进入一级流化床(I)，在溶解氧为Ο-lmg/l、水力停留时间为2-10h的条件下处理，处理焦化废水过程中产生的气体通过三相分离器(3)由气体收集装置(4)收集，剩余颗粒污泥通过一级流化床(I)底部的排泥阀(5)排出系统外； 二、步骤一的出水进入二级流化床(7)，在溶解氧为Ο-lmg/l、水力停留时间为2-10h的条件下处理，处理焦化废水过程中产生的气体通过三相分离器(9)由气体收集装置(10)收集，剩余颗粒污泥通过二级流化床(7)底部的排泥阀(11)排出系统外； 三、步骤二的出水进入双级流化床-膜生物反应器(13)，在溶解氧为2-6mg/l、水力停留时间为2-20h的条件下通过膜组件(14)，在抽吸泵(16)和流量计(16-1)的抽吸作用下出水，出水进入清水池17中，即完成焦化废水的处理。
5.根据权利要求4所述采用双级流化床-膜生物反应器处理焦化废水的方法，其特征在于步骤一中一级流化床(1)内部由粒径为0.5 2mm的颗粒活性碳填充，形成生物膜后的颗粒粒径为2 4mm。
6.根据权利要求4所述采用双级流化床-膜生物反应器处理焦化废水的方法，其特征在于步骤二中二级流化床(7)内部由粒径为0.5 Imm斜发沸石填充，形成生物膜后的颗粒粒径为2 3mm。
全文摘要
双级流化床-膜生物反应器及采用双级流化床-膜生物反应器处理焦化废水的方法，它涉及一种膜生物反应器及处理焦化废水的方法。本发明解决了采用现有的方法处理后氨氮和COD排放不达标的技术问题。双级流化床-膜生物反应器包括一级颗粒活性炭流化床、二级斜发沸石流化床、回流装置、膜组件和曝气装置，处理焦化废水的方法焦化废水先通过一级流化床除酚类等；然后进入二级流化床除氨氮；然后进入好氧膜生物反应器进行有机物的截留、降解和去除；最后在抽吸泵的抽吸作用下出水并进入清水池中。本发明的水处理方法水力停留时间缩短，占地面积小，而且出水水质提高，出水水质可达到《城市污水再生利用-城市杂用水水质》标准。
文档编号C02F1/28GK103193313SQ20131011292
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月2日 优先权日2013年4月2日
发明者韩洪军, 唐安琪, 赵茜, 王冰 申请人:哈尔滨工业大学