一种高毒性废水的MCHS预处理系统的制作方法

一种高毒性废水的mchs预处理系统
技术领域
1.本实用新型涉及污水处理领域，特别地，涉及一种高毒性废水的mchs预处理系统。


背景技术：

2.生物污水处理可应用于石油、石化、化工、冶金、机械、皮革、煤气化、食品、酿造、日化、印染、制药、造纸及城市污水等诸多类型的污水处理以及江河湖泊等大面积水域的污水处理。
3.其中化工行业中的精细化工废水尤其复杂，处理难度极大，特别是高浓度生产废水，其包含大量有毒性的有机污染物，可生化性较差。大部分精细化工废水是经过分质收集、分质处理，废水主要包括了高浓度生产废水、地面冲洗水和生活污水，其中高浓度的生产废水需要经过适当的预处理才能与厂区的冲洗水、生活污水混合后再进入到生化系统处理。
4.目前精细化工行业的高浓度生产废水主要通过高级氧化工艺及生物法进行预处理，其中高级氧化工艺有fenton氧化工艺、铁碳微电解工艺、臭氧氧化工艺、电催化氧化工艺等，生物法预处理主要有传统厌氧工艺和好氧预处理工艺等。
5.高级氧化工艺通过活性自由基将废水中的复杂有机物进行分解，可以降低废水的毒性，但因自由基反应不具备选择性，导致需要耗费大量的药剂或电能造成运行成本极高，并且污染物的去除效率也不高，不能达到高效的降解效果；
6.传统的厌氧工艺包含了水解酸化工艺及厌氧生物反应器等，主要通过厌氧微生物对复杂有机物进行分解从而提高废水的可生化性，但由于高浓度废水的生物毒性强，导致厌氧工艺一般不能达到很高的去除效率，且系统运行极其不稳定；
7.好氧预处理工艺主要是通过好氧微生物对高浓度废水中的复杂有机物进行降解的一种技术，例如hcr生物反应器用于处理有机磷农药废水cod降解率可以达到50%，但由于生产废水的高毒性，好氧预处理工艺不能承受较高浓度的生产废水。因此如何设计一种高毒性废水的生物预处理系统，可提升微生物的耐毒性以应对高浓度的废水处理。


技术实现要素：

8.高浓度废水的生物处理技术运行不稳定主要是微生物的耐毒性较差，本实用新型的一种高毒性废水的mchs预处理系统（是指一种高毒性废水的高阶菌群多向催化反应系统），有效克服了传统生物预处理技术不耐受废水毒性冲击、运行不稳定的缺点。
9.为了解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是：
10.一种高毒性废水的mchs预处理系统，包括生物反应器、曝气系统以及加药系统,还包括污水池、菌种筛选池以及plc控制系统，所述plc控制系统与所述生物反应器、所述加药系统以及所述菌种筛选池中的控制电路电连接；
11.所述污水池的出水口与所述菌种筛选池进水口之间设有调节泵，所述菌种筛选池的内部设置有用于加速菌种生长的电化学反应器以及投加有诱导菌种选择性表达的ai-2
信号分子，所述菌种筛选池的出水口与所述生物反应器的进水口间设有第一驱动泵，所述污水池的出水口与所述生物反应器的进水口间设有第二驱动泵,所述加药系统的出药口通过管道分别通入所述菌种筛选池以及所述生物反应器，所述曝气系统的出气口通入所述生物反应器的内部。
12.优选地，所述生物反应器的内部设有第二曝气头，所述第二曝气头的进气口与所述曝气系统的出气口连接。
13.优选地，所述生物反应器的内部设有用于盛放消泡剂的滤网袋，所述滤网袋吊置于所述生物反应器的内部。
14.优选地，所述生物反应器的内部设有用于喷水消泡的旋转布水器。
15.优选地，所述生物反应器上设有用于检测其内腔温度的温度计、用于检测其内腔液面的液位计、用于检测其内腔液体的ph值的ph计以及用于检测其内腔液体的溶解氧的溶解氧测量仪。
16.优选地，所述生物反应器的底部还设有排水口。
17.优选地，所述生物反应器的顶部设有用于观察反应情况的观察窗。
18.优选地，所述生物反应器的顶部设有用于供工人进入其内部检修的人孔。
19.优选地，所述生物反应器上设有出水管，所述出水管为倒u形，所述出水管的一端与所述生物反应器的底部连通另一端用于排水，所述出水管的倒u形顶端为连通段，当所述生物反应器内部的液位高于所述连通段时，所述出水管将所述生物反应器内部的水排出。
20.优选地，所述菌种筛选池的内部设有第一曝气头，所述第一曝气头的进气口与所述曝气系统的出气口连接。
21.优选地，所述菌种筛选池的内部设有用于筛选菌种的电化学反应器，所述电化学反应器由石墨阴极和不锈钢阳极组成。
22.优选地，所述菌种筛选池内投加有可以促进菌种筛选的ai-2信号分子，所述ai-2信号分子为4,5-二羟基-2,3-戊二酮，是一种调控群体感应的信号分子。
23.本实用新型在使用时：通过第二驱动泵将污水池内部的污水提升进入生物反应器的内部，通过调节泵将污水池中的污水补充至菌种筛选池的内部，菌种筛选池内部的电化学反应器可以通过电信号和电氧化作用筛选出电化学活性微生物，通过第一驱动泵将菌种筛选池中的菌种及污水泵入生物反应器的内部。通过加药系统向生物反应器中投加消泡剂、液碱、磷源、氮源和碳源，一方面为生物反应器中的好氧菌提供营养，另一方面消除污水处理过程中产生的气泡；
24.反应过程中观察菌种筛选池中的污水处理情况，当菌种筛选池中的污水处理效果较差时，说明菌种无法耐受高毒性而死亡，通过调节泵减少从污水池中泵入的污水量，同时通过向菌种筛选池中加入清水稀释，待菌种筛选池内部的菌种自行繁殖变异，直至污水处理效果提升，通过调节泵逐步提升菌种筛选池内部的污水浓度，待菌种筛选池内部的菌种变异至在高浓度污水中依旧可以保持良好的污水处理效果时，通过第二驱动泵将污水池内部的污水提升进入生物反应器进行污水处理。
25.较现有的技术，本实用新型的优点在于：
26.本实用新型增设了一个菌种筛选池，在筛选池内采用生化池的微生物作为启动菌种，进一部分生产废水，投加红糖、尿素、磷酸二氢钠等营养物质，并且通过增设电化学反应
器通过电信号和电氧化作用筛选出电化学活性微生物，并在筛选池内投加可以促进菌种筛选的ai-2信号分子，从而筛选生产废水的耐受菌种。菌种筛选池在运行过程中持续不断筛选菌种并定期补充到生物反应器中，大大提升提高生物反应器的菌种活性、丰度以及耐毒性，进而有效提升了生物反应器中的污水处理效率。
附图说明
27.图1为本实用新型的整体结构示意图。
28.附图标记：1、菌种筛选池、11、第一曝气头；12、调节泵；13、第一驱动泵；15、第二驱动泵；16、电化学反应器；2、生物反应器；21、第二曝气头；22、排水口；27、滤网袋；28、排气口；210、人孔；211、观察口；251、旋转布水器；291、温度计；292、液位计；293、ph计；294、溶解氧测量仪；3、曝气系统；4、加药系统；5、plc控制系统。
具体实施方式
29.以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详述，以使本实用新型技术方案更易于理解和掌握。
30.实施例一：
31.一种高毒性废水的mchs预处理系统，包括生物反应器2、曝气系统3以及加药系统4,优选地，所述生物反应器2的底部还设有用于将生物反应器内部的废水排出的排水口22，所述生物反应器2的顶部还设有用于排出反应气体的排气口28；
32.还包括污水池6、菌种筛选池1以及plc控制系统5，所述plc控制系统5与所述生物反应器2、所述加药系统4以及所述菌种筛选池1中的控制电路电连接；所述污水池6连接有将其内部的污水输送至所述菌种筛选池1的内部的调节泵12，所述菌种筛选池1的内部设置有用于加速菌种生长的电化学反应器16以及用于诱导菌种选择性表达的ai-2信号分子，所述菌种筛选池1的出水口与所述生物反应器2的进水口间设有第一驱动泵13，所述污水池6的出水口与所述生物反应器2的进水口间设有第二驱动泵15，所述加药系统4的出药口通过管道分别通入所述菌种筛选池1以及所述生物反应器2，所述曝气系统3的出气口通入所述生物反应器2的内部。
33.具体的，电化学反应器16包括设置于所述菌种筛选池1内部的石墨阴极和不锈钢阳极，通过阳极氧化的方式使电化学活性微生物聚集于阳极生物膜上，从而快速筛选出电化学活性微生物,进而提高整体菌种生长速度，且提高菌种的降解功能；(值得说明的是，电活性微生物可在污水中自发选择合作伙伴联手进行高效的生物脱氮，去除污水中的污染物硝酸盐；如在厌氧产甲烷过程中，某些种类的产甲烷菌合成甲烷的电子来源于电活性微生物。)
34.进一步的，在菌种筛选池1的内部利用群体感应调控技术引导菌种筛选过程，具体的，通过在菌种筛选池定期投加ai-2信号分子4,5-二羟基-2,3-戊二酮以增强菌种群体之间的信号交流，诱导菌种群体进行选择性表达；
35.当有耐受高毒性废水的菌种产生时，ai-2信号分子启动菌种中相关基因的表达，调控菌种的生物行为。如产生毒素、形成生物膜、产生抗生素、生成孢子、产生荧光等，以适应环境的变化，进而使菌种适应菌种筛选池1内部的高毒性废水，筛选出抗逆性强的菌种。
36.进一步的，如图1所示，为了快速提高菌种的耐毒性，所述菌种筛选池1的内部设有第一曝气头11，所述第一曝气头11的进气口与所述曝气系统3的出气口连接，通过曝气的方式提升菌种与污水的反应速率，从而提升菌种的繁殖及变异速率，进而快速提升菌种的耐毒性。
37.进一步的，如图1所示，为了提高反应速率，所述生物反应器2的内部设有第二曝气头21，所述第二曝气头21的进气口与所述曝气系统3的出气口连接，通过曝气的方式提升菌种与污水的反应速率，从而提升污水的处理效率。
38.进一步的，如图1所示，为了消除反应过程中产生的气泡，所述生物反应器2的内部设有用于盛放消泡剂的滤网袋27，所述滤网袋27吊置于所述生物反应器2的内部，具体的滤网袋27位于所述生物反应器2的内腔中部，便于滤网袋内部的消泡剂溶解扩散于生物反应器的各个位置，可以有效的长时间消除生物反应器内部的泡沫。
39.更进一步的，如图1所示，为了进一步消除反应过程中产生的气泡，所述生物反应器2的内部设有用于喷水消泡的旋转布水器251。使用时：旋转布水器是将底部的水回流到顶部，并通过喷淋管道出口的螺旋喷嘴雾化后喷到生物反应器的顶部液面处，一方面起到内部废水循环稀释，另一方面可以起到消除表面泡沫的作用。
40.进一步的，如图1所示，为了检测生物反应器内部的反应情况，所述生物反应器2上设有用于检测其内腔温度的温度计291、用于检测其内腔液面的液位计292、用于检测其内腔液体的ph值的ph计293以及用于检测其内腔液体的溶解氧的溶解氧测量仪294。由于生物反应过程中会放热，通过温度计291监测生物反应器内部的反应温度，以便调节适宜菌种的温度进行污水处理，进而提升污水处理效率；通过液位计292监测生物反应器内部的液位，以便控制污水进入速率，避免污水溢出、通过ph计293检测ph值从而边旅游工作人员向生物反应器的内部加入酸或碱调节适宜菌种的ph环境，通过溶解氧测量仪294测量污水中的溶解氧含量，进而便于将污水调节为适宜进行污水处理的环境。
41.进一步的，所述生物反应器2的顶部设有用于观察反应情况的观察窗211，所述观察窗211处设有玻璃视镜以便工作人员观察。生物反应器反应过程中需要定期进行菌种补加，是将菌种筛选池的菌种打入到生物反应器中。通过观察窗211观察生物反应器内部的反应情况，长期现场筛选并定期补加菌种，可以有效提高生物反应器对生产废水波动的抗冲击能力。
42.为了便于工作人员对生物反应器2的内部进行检修维护，所述生物反应器2的顶部设有用于供工人进入其内部检修的人孔210。
43.本实用新型的plc控制系统，将所有设备和仪表的信号收集到一个plc控制系统，可以实现设备的自动运行和设备的运程监控，可以减少后期运行人员的操作强度。
44.实施例二：
45.本实施例与实施例一的区别在于增加了一根出水管214用于排水；
46.如图1所示，为了便于控制生物反应器中的液位，所述生物反应器2上设有出水管214，所述出水管214为倒u形，所述出水管214的一端与所述生物反应器2的底部连通另一端用于排水，具体的，所述出水管214与所述生物反应器2之间设有用于截断水流的启闭阀，所述出水管214的倒u形顶端为连通段213，当所述生物反应器2内部的液位高于所述连通段213时，所述出水管214将所述生物反应器2内部的水排出。
47.使用时：当无人监管时，为避免污水反应器过量处理污水导致，启闭阀开启，生物反应器中的液位高于连通段213时，生物反应器中的污水全部排出，从而避免污水从生物反应器的上部溢出损坏罐体；当人员返回或正常使用时，关闭启闭阀，可以提升反应器的运行液位，可以应对生产企业的废水量的波动。
48.以上只是本实用新型的典型实例，除此之外，本实用新型还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围。