一种处理畜禽养殖废水的pabr-mabr耦合技术方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及高浓度废水处理领域，特别是设及一种处理畜禽养殖废水的 PABR-MABR禪合技术方法和设备。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着我国经济的发展和农业结构的调整，规模化畜禽养殖业得W迅猛发 展，但是，规模化畜禽养殖产生大量畜禽养殖废水，该些废水还有大量有机物及N、P等营养 物质，若直接排放将带来一系列的环境污染问题，所W处理养殖废水的新技术正受到越来 越多的关注。
[0003] ABR反应器具有结构简单、无S相分离器等优点，广泛的应用于工业废水和城 市污水处理厂剩余污泥的生化处理中。其中最新型的厌氧折流板反应器是由Skiadas 和Lyberate于1998年提出的周期性厌氧折流式反应器（periodic anaerobic baffled reacter，PABR)，该反应器为圆柱形结构，可减少反应器内的容积死区，加强基质与微生物 的混合程度，提高反应器内物质的传输速率。相比常用的平推流式ABR反应器，圆柱形结构 的PABR反应器具有容积利用率高和推流化程度强的特点。同时，PABR操作灵活，可W根据 进水浓度和流量的变化来选择不同的操作周期，使其在最佳状态下运行，W达到最佳的处 理效果。再者，由于PABR的构造减少了单位容积的外表面积，且内圆柱体可作为反应器的 热源交换器，故其与ABR相比热损失降低。
[0004] 膜曝气生物膜反应器(MABR)作为是一种新兴有效的生物降解水中污染物的新技 术正逐渐进入人们的视野。MABR将透气性膜作为微生物生长的载体，是一种利用膜的透气 性为附着在表面的微生物供氧的新工艺。膜组件既作为氧传质的通道，又作为微生物附着 的载体。由于氧气和液相中污染物的逆向传质，在生物膜内部形成氧气浓度梯度，从而实现 在单一反应器内部好氧区和厌氧区共存的条件，实现硝化与反硝化反应。
[0005] 厌氧折流板反应器与膜生物禪合反应器处理污染废水具有占地面积小，去污能力 高等优点，近年来成为研究的热点。
[0006][0007][0009] 据此，本发明旨在针对现有技术存在的问题提供一种装置简单、操作方便、效果优 良且经济成本低的畜禽养殖废水处理方法和设备。
【发明内容】
[0010] 1.发明目的 本发明目的在于将新型厌氧反应器（PABR)与膜曝气生物膜反应器相结合，实现处理成 分复杂、氮素含量高的畜禽养殖废水的PABR-MABR禪合技术方法与设备，并取得良好效果。
[0011] 2.技术方案 本发明提供的处理畜禽养殖废水的PABR-MABR禪合技术方法，具体技术方案如下： 1)将一定体积的污泥装入PABR-MABR各单元格室中进行控温培养。
[0012] 2)畜禽养殖废水依次流过PABR-MABR的厌氧格室、膜曝气格室和厌氧格室，其中 的一部分溶解性有机物、营养元素和胶体物质转化为颗粒污泥和生物膜，另外一部分被生 物转化而去除。
[0013] 3)厌氧降解后的污水流入PABR-MABR膜曝气格室，在曝气膜表面好氧-缺氧-厌 氧环境中发生硝化与反硝化反应，去除水中的氮素污染；水中溶解性有机物一部分通过生 物降解反应得到去除，另一部分转化为生物膜。
[0014] 4)后续污水进入PABR-MABR厌氧格室，沉降去除水中悬浮态颗粒，厌氧降解水中 的溶解性有机物。
[0015] 其中，步骤1)中厌氧格室中接种的消化污泥和活性污泥体积为格室体积的1/4到 1/2,污泥浓度控制在6-lOg/l，膜曝气格室接种的活性污泥浓度控制在2-6g/L。
[0016] 其中，步骤2)中所述畜禽养殖废水进行厌氧生物降解反应的时间为5-15小时。
[0017] 特别是，所述将畜禽养殖废水周期性地累入禪合反应器厌氧格室内，其变换进水 格室的周期为1-6天。
[001引其中，变换进水模式有顺时针切换模式和逆时针切换模式，优选为顺时针切换模 式。
[0019] 其中，步骤3)中所述在曝气膜表面好氧-缺氧-厌氧环境中发生硝化与反硝化反 应的时间为2-8小时。
[0020] 特别是，所述曝气膜的曝气量控制在0. 01-lL/min ? L之间，溶解氧量低于 0. 2-0. 7mg/l，成熟生物膜厚度为l-4mm。
[0021] 本发明另一方面提供一种处理畜禽养殖废水的PABR-MABR禪合设备，包括进水装 置、周期性厌氧折流板反应器（PABR)、膜曝气装置。
[0022] 进水装置，包括水箱（1)和进水累（2)，通过进水累调节进水流量大小。
[0023] 周期性厌氧折流板反应器（PABR) (3)，由上流区、下流区、隔板（8)、折流板（9)及 内圆柱（10)组成，畜禽养殖废水由下流区进入反应器，在反应器中进行厌氧降解反应，内圆 柱可W作为热源反应器，减少热损失。
[0024] 膜曝气装置，包括膜组件（4)、空气压缩机（7)、流量计（6)和压力表（5)，膜组件放 置在PABR相邻格室的上流区内，空气通过空气压缩机进入到曝气膜内部，在曝气膜表面好 氧-缺氧-厌氧环境中发生硝化与反硝化反应，去除水中的氮素污染。
[0025] 其中，所述的周期性厌氧折流板反应器至少分为六个区域，其中膜曝气格室不作 为进水格室或出水格室。
[0026] 特别是，所述的周期性厌氧折流板反应器的直径与高度比值在1/2到1之间。
[0027] 其中，所述的膜组件放置在相邻的格室内，膜的放置方式为水平式或垂直式，膜材 料为聚丙締（PP)或聚偏氣己締（PVDF)，截留分子量1-300邸。
[002引 3.本发明的污水处理方法和处理设备具有如下优点： (1)本发明在单一反应器内实现了高浓度含氮有机废水的处理，且处理效果优良，具有 很好的水力和有机负荷适应能力。
[0029] (2)本发明的禪合设备操作灵活，可根据进水C/N调节进水区域，使曝气格室中的 C/N维持在2-6之间；该禪合装置可设至少一个曝气格室，当进水氮素含量过高时，可适当 增加曝气格室，更好地实现氮的形态转化，有利于氮素污染的去除。
[0030] (3)本发明的畜禽废水处理方法可W降低外加碳源的量，当进水C/N较低时，可适 当减少曝气格室之前的厌氧格室数量；当进水C/N较高时，可适当增加曝气格室之前的厌 氧格室数量。
[003U (4)本发明的PABR圆柱形结构，减少了单位容积的体表面积，W其内圆柱体作为 反应器的热源交换器，可W减少热损失。
[0032] (5)本发明的禪合设备结构紧凑、占地面积小、运行成本低、操作简便，提高了畜禽 养殖废水处理效率。
【附图说明】
[0033] 图1为处理畜禽养殖废水的PABR-MABR禪合设备的结构图。
[0034] 附图标记说明： 1.原水箱；2.原水累；3.周期性厌氧折流板反应器（PABR) ;4.膜组件点压力表； 6.流量计；7.空气压缩机巧.隔板；9.折流板；10.内圆柱。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图和具体实施案例对本发明作进一步的说明： 实施实例1; 畜禽养殖废水选用北京顺义某养猪场厌氧发酵罐上清液，其中污水的CODa (化学需氧 量)为 3000-4500 mg/l，氨氮（NH/-N)浓度为 350-500 mg/l，SS 为 300-500 mg/l，总磯（TP) 浓度为9-11 mg/L。养猪废水的C0D&的平均值为4000 mg/L、SS为375 mg/L、总磯浓度的 平均值为10. 5 mg/L、氨氮浓度的平均值为425 mg/L。
[0036] 1)制作PABR-MABR禪合设备，周期性厌氧折流板反应器半径为0. 3m，有效高度 0. 8m，超高0. 05m，PABR反应器总容积约为2化，总有效容积为22. 6L。反应器内部由高为 0.8 m的隔板分成6个扇形区域，每个区域被折流板分成1 : 2的下、上流室，每个上流区 的顶部设有污水取样口，下部设有污泥取样口。反应器由有机玻璃制成。将中空纤维膜置 于反应器两个相邻区域的上流格室内，膜组件的形式为帘式，膜材料为疏水聚丙締（PP)，孔 径0. 1-0. 2微米，截留分子量100邸左右，有效膜比表面积为120m