一种用于处理榨菜废水强化生物除磷脱氮的膜生物反应器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于处理榨菜废水强化生物除磷脱氮的膜生物反应器，它是由A2/O工艺、生物膜工艺与膜生物反应器组成的一体化反应器，由厌氧池、缺氧池、好氧池、进水系统、曝气系统、排水系统和自控设备组成。厌氧池、缺氧池、好氧池中都置有半软性生物膜填料，膜组件置于好氧池内而不单独设膜分离区。该反应器通过厌氧池中生物填料上的污泥进行厌氧释磷和好氧池内的聚磷，提高污水中的总磷去除率，榨菜废水经过厌氧池后进行有机物水解酸化，有机氮进行氨化；将好氧池中的硝化液回流到缺氧池，在缺氧池内形成反硝化。本发明具有结构简单、处理污染物效能高，膜污染轻，能够同时处理高盐废水的有机物、总氮、总磷、SS等污染物。
【专利说明】一种用于处理榨菜废水强化生物除磷脱氮的膜生物反应器
【技术领域】
[0001]本发明属于污水处理、环境保护【技术领域】，具体涉及一种处理高盐高氮磷榨菜废水的强化生物除磷脱氮的膜生物反应器。
【背景技术】
[0002]随着三峡库区经济的快速发展，其支柱产业榨菜的生产规模越来越大，在其生产过程中每年要向三峡库区排放约500万立方米的未经处理的高盐高氮磷有机物废水，即每年排入水库的污染物有机物(以COD计)为2225万吨、氮80万吨和磷13万吨，对三峡库区水环境形成严重威胁。榨菜工业产生的废水盐度高达2%~15%，有机污染物浓度高达3~20g/L,悬浮物浓度高达7g/L,并具有很高的氮磷浓度。高盐榨菜废水对微生物活性有抑制作用，致使传统生物处理活性污泥的沉降性变差、生物反应器内微生物难以聚集，因此，采用传统生物处理法对榨菜废水进行处理具有较大的难度。所以，开发一种适用的处理高盐高氮榨菜废水的污水处理技术对解决三峡库区榨菜污水排放污染具有重大意义。
[0003]膜生物反应器(MBR)是一种将生物处理技术和膜高效过滤技术相结合的高效生化污水处理技术，也称为膜分离活性污泥法。膜生物反应器具有高效截留特点，使得系统出水悬浮物浓度极低，而且还具有使污染物快速、高效去除的优势。在榨菜废水处理中推行MBR技术，可以使反应器内大量聚集优势菌种微生物而不受盐度影响的限制，加大系统内污泥浓度，使微生物对有机物的降解更彻底。
[0004]厌氧一缺氧一好氧活性污泥法(A2/0)是一种高效的同步除磷脱氮工艺，由厌氧池、缺氧池和好氧池三个池体构成。A2/0具有构造简单、总水力停留时间短，控制运行的简单。
`[0005]中国专利文献(CN102285715A)公开了一种用于处理榨菜废水的复合膜生物反应器，该技术利用单一的好氧生物膜(生物反应区)+膜生物反应器(膜分离区)来处理含盐榨菜废水，虽然可以有效地降解有机污染物，但是它对高氮磷榨菜废水的总氮(TN)和总磷(TP)去除率偏低，并且该技术将好氧反应区和膜分离区分开设置，占地面积较大，增加了系统的曝气量。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题就是提供一种用于处理高盐高氮磷榨菜废水的污水处理装置，它既能减小废水盐度对微生物的抑制作用，增加反应器内污泥的浓度，增强微生物对有机物的降解能力，又能提高TN、TP的去除效率，且能减小占地面积。
[0007]为了解决的上述技术问题，本发明包括顺序排列的厌氧池、缺氧池和好氧池，污水经进水管进入厌氧池，厌氧池与缺氧池通过隔墙上开设的进水孔连通，缺氧池与好氧池通过隔墙上开设的进水孔连通，好氧池内的硝化液通过回流泵经回流管抽送回流到缺氧池，缺氧池内置有搅拌装置，好氧池内置有的膜组件与集水管连接，处理后的污水由集水管排出。[0008]由于厌氧池一缺氧池一好氧池与膜生物反应器的组合，一方面可以使反应器内污泥沉降性能不受盐度的影响，另一方面可以克服单一好氧生物膜法处理高氮磷榨菜废水脱氮磷效率低的缺点，提高系统对总氮总磷的去除效率。好氧池内设置膜组件，不单独设立膜分离区，减小了占地面积。
[0009]所以本发明的技术效果是:减小了废水盐度对微生物的抑制作用，增加了反应器内污泥的浓度，增强了微生物对有机物的降解能力，提高了 TN、TP的去除效率，减小了占地面积。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明平面示意图；
图2为图1的1-1剖面图；
图3为图1的2-2剖面图。
[0011]图中:1.厌氧池，2.缺氧池，3.好氧池，4.进水管，5进水孔，7.膜组件，8.集水管，9.回流泵，10.回流管，11.半软性生物膜填料，12.搅拌器，13.穿孔曝气管，14.空气泵，15.抽吸泵，16.PLC控制箱，19.阀门，20隔墙。【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0013]本发明的构思是，由A2/0工艺、生物膜工艺与膜生物反应器组合而成的一体化工艺，用于处理闻盐闻氣憐的棒菜废水。
[0014]如图1、图2所示，本发明包括顺序排列的厌氧池1、缺氧池2和好氧池3，污水经进水管4进入厌氧池，厌氧池I与缺氧池2通过隔墙20上开设的进水孔5连通，缺氧池2与好氧池3通过隔墙20上开设的进水孔5连通，好氧池3内的硝化液通过回流泵9经回流管10抽送回流到缺氧池2，缺氧池2内置有搅拌装置12，好氧池3内置有的膜组件7与集水管8连接，处理后的污水由集水管8排出。
[0015]从好氧池3回流到缺氧池2的硝化液回流比为100%~300%。上述膜组件7为中空纤维膜组件。
[0016]上述厌氧池1、缺氧池2和好氧池3内均设有半软性生物膜填料11，挂膜密度分别为30%、30%、40%，用于固定各池内的优势菌种的污泥，减少了常规A2/0工艺中污泥回流装置。
[0017]所述好氧池3池底设有穿孔曝气管13，孔隙部位连接多孔曝气头，穿孔曝气管13与池外的空气泵14连接，在池内形成曝气系统；好氧池3和膜组件7共用一套曝气系统。
[0018]如图3所示，每一膜组件7连接的集水管8上分别设有阀门19。通过阀门19的开启度控制处理水量，膜组件7通过集水管8与池体外的抽吸泵15连接；在抽吸泵15的抽吸形成的膜丝内外压差作用下，将污水挤入膜组件7内部，处理后的污水通过集水管8排出该反应器。抽吸泵15采用间歇式运行方式，抽、停时间通过PLC控制箱16控制。
[0019]本发明的工作过程是:
污水经进水管4进入厌氧池1，在厌氧条件下，聚磷菌释放体内储存的多聚磷酸盐，同时主动吸收挥发性脂肪酸(VFA)，并以聚羟基脂肪酸酯(PHA)的形式储存在体内，所以部分有机物在厌氧池得到去除；厌氧池I的出水通过厌氧池I与缺氧池2之间的隔墙20上的进水孔5，进入缺氧池2。反硝化菌利用进水提供的碳源为电子供体和好氧池3回流的硝化液为电子受体进行反硝化，将硝酸盐和亚硝酸盐转化为气态氮，以达到提高TN去除率的目的。缺氧池2与好氧池3通过隔墙20上开有的进水孔5连通，污水进入好氧池3中接触高浓度的好氧污泥，污水中大部分有机物得到去除。处理后的污水在抽吸泵15的抽吸作用下挤入膜组件7，膜组件7与集水管8连接，将污水排出系统外。
[0020]与现有技术比较，本发明具有以下优点如下:
1、本发明在厌氧池、缺氧池和好氧池内都置有半软性生物膜填料，使污泥固定在生物填料上，其优点有，一是各池内可以聚集大量优势菌种微生物，增加反应器内微生物的数量，提高榨菜废水的处理效能；二是减缓高盐条件下的污泥膨胀；三是微生物固定于生物填料上，可以减轻污泥对膜组件污染的影响；四是对现有的A2/0工艺池，可以取消污泥的回流装置。
[0021]2、本发明将A2/0工艺与膜生物反应器有机结合，兼有两种工艺的优点，可以高效处理闻盐闻氣憐的棒菜废水。一方面，利用I旲组件的闻效截留作用，提闻反应器内污泥浓度，使污染物降解更彻底；同时，将水力停留时间(HRT )和污泥停留时间(SRT )完全分离，可以提高系统内世代时间长的硝化菌的浓度，提高硝化效率；而且，膜组件代替二沉池进行泥水分离，可以降低盐度对污泥沉降性能的影响。另一方面，由于榨菜废水进水TN很高，单一的好氧膜生物反应器脱氮 率偏低。通过厌氧池释磷、好氧池过量吸磷，A2/0工艺中不仅可以强化磷的去除，而且通过将好氧池中的硝化液回流到缺氧池，在缺氧池内强化反硝化，可以大幅度提高TN的去除率。
[0022]3、本发明在好氧池内插入膜组件，而不单独设膜分离区，可以节省反应器的占地面积；同时，好氧反应池和膜组件共用一套曝气系统，可以减少曝气量，在曝气冲刷的作用下，可以清洗膜孔内和膜表面沉积的污泥、有机物，缓解膜污染的程度，使膜通量维持在一个稳定水平。
[0023]4、所述厌氧池、缺氧池和好氧池中的生物填料，不断碰撞和摩擦，同时好氧区的生物填料还受到曝气冲刷的作用，冲刷掉填料表面老化的污泥，使生物膜上微生物的保持较高的活性，提高微生物对污染物的去除效能。
实施例
[0024]主要技术参数为:
总氮负荷:0.07 ~0.1 kgTN/ CkgMLVSS.d)
运行时间:抽吸泵开9min停2min 挂膜密度:厌氧区、缺氧区、好氧区分别为30%、30%、40%
溶解氧:厌氧区为〈0.5mg/L,缺氧区为0.5~1.0mg/L,好氧区为3~4mg/L 平均水力停留时间:厌氧区为1.5h，缺氧区为1.5~2.5h，好氧区为8~9h 构造参数:
有效水深:4~6m
厌氧区、缺氧区、好氧区的体积比为1:2:5。
[0025]该实施例在最佳水力负荷时，其C0D、氨氮、TN、可溶性磷酸盐及SS的去除率分别为91.67%,90.61%,68.46%,40.54%和98%，对比单一的好氧生物膜+膜生物反应器来处理含
盐榨菜废水，其总氮总磷去除效果更佳。
[0026] 本发明中采用的是组合式半软性纤维填料，均匀分布在熟料环片的周边，丝束不会脱落，同时避免了填料中心结团的现象，塑料环片中间雪花状针刺样结构又能起良好的布水、布气作用，使该填料具有传质效应好，不堵塞、耐冲击、处理稳定等优点。
【权利要求】
1.一种用于处理榨菜废水强化生物除磷脱氮的膜生物反应器，其特征在于:包括顺序排列的厌氧池(I)、缺氧池(2 )和好氧池(3 )，污水经进水管(4)进入厌氧池(I)，厌氧池(I)与缺氧池(2)通过隔墙(20)上开设的进水孔(5)连通，缺氧池(2)与好氧池(3)通过隔墙(20)上开设的进水孔(5)连通，好氧池(3)内的硝化液通过回流泵(9)经回流管(10)抽送回流到缺氧池(2)，缺氧池(2)内置有搅拌装置(12)，好氧池(3)内置有的膜组件(7)，膜组件(7)与集水管(8)连接，处理后的污水由集水管(8)排出。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理榨菜废水强化生物除磷脱氮的膜生物反应器，其特征在于:厌氧池(I)、 缺氧池(2)和好氧池(3)内均设有半软性生物膜填料(11)，挂膜密度分别为30%、30%、40%。
3.根据权利要求2所述的一种用于处理榨菜废水强化生物除磷脱氮的膜生物反应器，其特征在于:所述好氧池(3)池底设有穿孔曝气管(13)，孔隙部位连接多孔曝气头，穿孔曝气管(13)与池外的空气泵(14)连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种用于处理榨菜废水强化生物除磷脱氮的膜生物反应器，其特征在于:膜组件(7 )连接的集水管(8 )上设有阀门(19 )，膜组件(7 )通过集水管(8)与池体外的抽吸泵(15)连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于处理榨菜废水强化生物除磷脱氮的膜生物反应器，其特征在于:所述厌氧池、缺氧池、好氧池的体积比为1: 2: 5。
【文档编号】C02F3/30GK103663696SQ201310674390
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】柴宏祥, 何强, 周健, 艾南平, 廖宇 申请人:重庆大学