一种mle?mbr法高效处理海水养殖废水装置及方法
【专利摘要】本发明所述一种MLE?MBR法高效处理海水养殖废水装置及方法，原水首先进入装置的缺氧区，在缺氧状态下反硝化菌将水中NO3??N还原成N2、NO等气体，达到去除TN的目的；然后流入好氧区，在好氧状态下硝化菌水中的氨氮氧化成NO2??N和NO3??N，达到去除氨氮的目的。最后在出水经过孔径为0.01μm的膜组件，将污泥截留在反应器内，处理后的清水排出，其中，好氧区的污泥一部分回流至缺氧区，以补充反硝化作用所需有机碳源，解决现有的海水养殖废水处理方法造价较高、易造成二次污染、占地面积大、剩余污泥多等问题。
【专利说明】
-种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水装置及方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水装置及方法，属于污水处理装 置技术领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着W高密度为特征的工厂化海水养殖的快速发展和养殖环境污染的日 益加剧，使得海水养殖水体的污染程度远远超过了水体自身的净化能力。人工海水养殖过 程中的残剩饲料和鱼类排泄物排入近海后，在适宜的条件下会被迅速分解转化，产生大量 的氮憐化合物。运些大量存在的含氮憐废物会导致水中氮憐污染物的过度积累，从而造成 海水自身污染乃至水质恶化，特别是在海水养殖密集区，其排放的废水中的污染物会对海 洋环境的影响产生叠加作用，进而容易造成近海富营养化和赤潮的发生。
[0003] 传统的海水养殖废水处理方法主要有=种，即物理法、化学法和生物法。物理法和 化学法是通过向废水中投加一些水处理药剂，通过其沉淀、上浮、氧化还原反应等原理将水 中的污染物去除;运两种方法都容易造成水体的二次污染，且造价较高，不易大规模应用。 生物法是通过利用微生物的代谢作用对水中的污染物进行分解转化，从而达到净化水质的 目的；运种方法虽然具有方法简单，处理效果好，不易产生二次污染等优点，但是占地面积 大，剩余污泥多等问题，限制了该方法的大规模应用。1962年，Ludzack和化tinger首次提出 利用进水中可生物降解的物质作为脱氮能源的前置反硝化工艺，解决了碳源不足的问题。 1973年，Barnard在开发Barde叩ho工艺时提出改良型Ludzack-Ettinger脱氮工艺简称 MLE，即广泛应用的A/0工艺;M服污水处理，是现代污水处理的一种常用方式，其采用膜生物 反应器(Membrane Bioreactor,简称MBR)技术是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种 新技术。
[0004] 因此，发明一种高效海水养殖废水处理装置显得非常重要。
【发明内容】
[0005] 本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水 装置及方法，解决现有的海水养殖废水处理方法造价较高、易造成二次污染、占地面积大、 剩余污泥多等问题。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明是通过W下技术方案实现的： 一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水装置，包括进水水累，进水管、缺氧池、好氧池、 回流管、出水管和出水水累，所述进水水累安装于所述进水管，所述进水管安装在所述缺氧 池的中上部，所述缺氧池设有揽拌器，所述好氧池设有曝气管，所述曝气管的底端设有曝气 头，所述缺氧池溢流入所述好氧池，所述缺氧池和好氧池之间底部通过回流管连通，所述回 流管设有回流累，所述回流管在所述好氧池的底部设有排泥阀，所述出水管的一端插入所 述好氧池，并在其进入口位置设有膜组件，所述出水水累设置于所述出水管。
[0007] 进一步，还包括降水量测定装置，所述降水量测定装置连接控制装置，所述控制装 置连接抑调节剂添加管和絮凝剂添加管，所述抑调节剂添加管和絮凝剂添加管连接所述缺 氧池和好氧池。
[0008] 进一步，还包括浮球感应器，所述浮球感应器连接控制装置，所述控制装置连接抑 调节剂添加管、絮凝剂添加管和所述进水水累。
[0009] 进一步，所述膜组件为PVDF材质，采用悬挂式，其孔径为0.01皿。
[0010] 进一步，所述好氧池设有安装架，所述曝气管、出水管和膜组件均安装于所述安装 架。
[0011] 进一步，所述安装架设有膜冲洗装置，所述膜冲洗装置包括从所述好氧池抽水的 抽水管，所述抽水管设有水累，所述抽水管的出水一端设有喷头，所述喷头冲洗方向平行所 述膜组件所在平面。
[0012] 进一步，所述安装架设有可上下移动的绳索，所述绳索的下端设有取样室，所述取 样室设有阀口，所述阀口连接竖直连接杆，所述安装架设有驱动所述竖直连接杆上下移动 的电机。
[0013] 进一步，所述取样室设有冲洗喷头，所述冲洗喷头连接吸水管，所述吸水管设有水 下水累。
[0014] 进一步，所述取样室的下端设有声响测距装置，所述回流管在所述缺氧池的出口 位置设有伸缩管。
[001引一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水的方法， 原水中额外添加一定量的碳源，W补充硝化作用所需碳源，通过进水水累首先进入装 置的缺氧池，在缺氧状态下反硝化菌将水中N03^-N还原成化、NO等气体，达到去除TN的目的； 然后流入好氧池，在好氧状态下硝化菌将水中的氨氮氧化成N02^N和N03^N ; 好氧池的污泥一部分回流至缺氧池，W补充反硝化作用所需有机碳源，在运行期间，投 加筛选培养的±著硝化细菌液Nitrobacteria-A; 出水管的出水经过孔径为0.0 l皿的膜组件，采用悬挂式，PVDF材质，将污泥截留在反应 器内，处理后的清水排出； 根据降水量测定装置测定的降水量适当添加 P的周节剂和絮凝剂； 根据浮球感应器的数据，好氧池中的pH值及其他浓度变化时，需要加大进水量和加入 抑调节剂； 喷头的对平行膜组件方向进行冲洗； 取样时，通过下降绳索的长度，到达取样深度，通过电机驱动连接杆上下移动，打开阀 n，首先吸水管吸取该深度的水，通过冲洗喷头对取样室进行冲洗，冲洗后进行取样。
[0016]与现有技术相比，本发明的有益效果是： 本发明所述一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水装置及方法，原水首先进入装置的 缺氧区，在缺氧状态下反硝化菌将水中NCV-N还原成化、NO等气体，达到去除TN的目的;然后 流入好氧区，在好氧状态下硝化菌水中的氨氮氧化成N02^N和MV-N，达到去除氨氮的目 的。最后在出水经过孔径为0.01皿的膜组件，将污泥截留在反应器内。处理后的清水排出， 其中，好氧区的污泥一部分回流至缺氧区，W补充反硝化作用所需有机碳源，解决现有的海 水养殖废水处理方法造价较高、易造成二次污染、占地面积大、剩余污泥多等问题。
【附图说明】
[0017]附图用来提供对本发明的进一步理解，与本发明的实施例一起用于解释本发明， 并不构成对本发明的限制，在附图中： 图1是本发明所述一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水装置的结构示意图； 图2是取样室的结构示意图。
[001引图中，1 --缺氧池； 2--好氧池； 3--回流管； 4--出水管； 5--进水口； 6--揽拌器； 7-安装架； 8-曝气管； 9-膜组件； 10-曝气累； 11--止逆阀； 12--曝气头； 13--回流累； 14--排泥阀； 15--压力表； 16--浮球感应器； 17--反冲洗接口； 18--绳索； 19--取样室； 20--冲洗喷头； 21-阀口； 22-吸水管； 23--水下水累；24--竖直连接杆； 25--声响测距装置。
【具体实施方式】
[0019] W下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020] 如图1所示，本发明所述一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水装置及方法，包括 进水水累，进水管、缺氧池1、好氧池2、回流管3、出水管4和出水水累，进水水累安装于进水 管，进水管安装在缺氧池1的中上部，进水管通过进水口 5进入缺氧池1，缺氧池1设有揽拌器 6，好氧池2设有安装架7，曝气管8、出水管4和膜组件9均安装于安装架7，曝气管8安装有曝 气累10,并设有止逆阀11，曝气管8的底端设有曝气头12,曝气头12用于为好氧池2充氧，缺 氧池1溢流入好氧池2,原水中额外添加一定量的碳源，W补充硝化作用所需碳源，通过进水 水累首先进入装置的缺氧池1，在缺氧状态下反硝化菌将水中N03^-N还原成化、NO等气体，达 到去除TN的目的；然后流入好氧池2,在好氧状态下硝化菌将水中的氨氮氧化成N02^N和 NCV-N，达到去除氨氮的目的。
[0021] 缺氧池1和好氧池2之间底部通过回流管3连通，回流管3设有回流累13,回流管3在 好氧池2的底部设有排泥阀14,好氧池2的污泥一部分回流至缺氧池1，W补充反硝化作用所 需有机碳源，在运行挂膜期间，投加筛选培养的±著硝化细菌液Ni化obacteria-A，使去除 氨氮的效果更佳。
[0022] 出水管4的一端插入好氧池2，并在其进入口位置设有膜组件9，出水水累设置于出 水管4，最后出水管4的进水位置经过孔径为0.0 l皿的膜组件9，采用悬挂式，PVDF材质，将污 泥截留在反应器内，出水管4设有压力表15，处理后的清水排出。
[0023] 安装架7设有膜冲洗装置，膜冲洗装置包括从好氧池2抽水的抽水管，抽水管设有 水累，抽水管的出水一端设有喷头，喷头冲洗方向平行膜组件9所在平面，长时间处理时，污 泥会留在膜组件9表面，喷头将污泥去除。
[0024] 还包括降水量测定装置，降水量测定装置连接控制装置，控制装置连接抑调节剂 添加管和絮凝剂添加管，pH调节剂添加管和絮凝剂添加管连接缺氧池1和好氧池2,降水会 使缺氧池1和好氧池2的pH值和絮凝剂浓度变化，需要根据降水量适当添加抑调节剂和絮凝 剂。
[0025] 好氧池2还设置浮球感应器16,浮球感应器16连接控制装置，控制装置连接抑调节 剂添加管、絮凝剂添加管和进水水累，当好氧池2的蒸发过大，好氧池2中P的十和其他浓度仪 器显示的pH值及其他浓度变化时，需要加大进水量和加入抑调节剂。
[00%]好氧池2的底部设有反冲洗接口 17,可W对好氧池2进行清洗。
[0027]参阅图2,安装架7设有可上下移动的绳索18,绳索18的下端设有取样室19,取样室 19设有冲洗喷头20和阀口21，冲洗喷头20连接吸水管22,吸水管22设有水下水累23，阀口21 连接竖直连接杆24,安装架7设有驱动竖直连接杆24上下移动的电机，通过下降绳索18的长 度，到达取样深度后，通过电机驱动连接杆上下移动，打开阀口 21，首先吸水管22吸取该深 度的水，通过冲洗喷头20对取样室19进行冲洗，因为取样室19内会有上次取样的残留物，会 影响微量成分的测定准确度，冲洗后再进行取样。
[002引取样室19的下端设有声响测距装置25,通过该声响测距装置25可W得出污泥的厚 度，考虑是否进行清理，回流管3在缺氧池1的出口位置设有伸缩管，当缺氧池1内的污泥过 厚时，伸缩管伸出，使污泥更好的排出。
[0029] 该装置的特点有:第一，采用合建式MLE-MBR系统，减少了二沉池的建设，大大减小 了装置的占地面积;第二，传统的A/0活性污泥法具有很好的脱氮效果，结合MBR工艺，弥补 了传统A/0活性污泥法在实际运行中的缺点，比如污泥产率高、活性污泥流失严重，二沉池 易发生污泥上浮等问题;第S，膜组件9选择卷式PVDF材质，布设方式采用悬挂式，更易在膜 表面形成缺氧好氧区，有助于进一步提高脱氮除憐效果;第四，膜孔径为0.0 lwn，可截留大 量抗生素等高分子有机物，有利于进一步提高水质净化效果;第五，合建式MLE-MBR系统对 海水养殖废水的处理据很强的针对性，并较其他工艺更易对工厂化海水养殖废水处理进行 技术推广。
[0030] 本试验浸没式膜生物反应器采用中空PVD刊莫组件9，膜孔径0.0 Iwn，有效过膜面积 0.047m2。反应器的有效尺寸LXBXH为25cmX25cmX32cm，超高8cm，容积20L，其中，缺氧区 容积化，好氧区容积16L，混合液回流比为100%。运行条件为水力停留时间1她，污泥龄60d， 溶解氧(D0)4mg/L。
[0031] 海水养殖废水水质见表1。
[0032] 表1原水水质(单位:mg/L)
海水养殖废水=个特点：一是C/^比很低，碳源严重不足，无法满足生物处理的硝化和 反硝化过程;二是属于高盐度废水，且主要W氯离子(Cr)为主;=是原水水体中蛋白质、月旨 肪含量较多，水体可生化性较好，宜采用生物处理。针对第一点中碳源不足问题，采用进水 投加葡萄糖作为补充碳源的措施，每升水投加约337.51mg，贡献CODMn约360mg/L，C/N比约为 8:1。针对第二点中高盐问题，先采用实验室配水，驯化一段时间，出水稳定后，再按一定的 比例（30%、60%、90%、100%)逐渐增加原水，待每个阶段出水稳定后，在进入下一个阶段，直到 全部为原水。进水两天配一次，并放入I(K)L的塑料桶内。
[0033] 经过约60天左右的污泥驯化和调试运行，CODMn的去除率较稳定，保持在96%~97%左 右，出水在lOmg/L左右；氨氮的去除效果也较好且稳定，保持在97%~98%左右，出水在0.1~ 0.15mg/X;出水亚硝酸盐保持在0 . Img/LW下；硝酸盐含量持续降低，在运行后期出水在 2mg/L左右，并仍有下降的趋势;总氮去除率近50%，出水约28mg/L，并仍有下降的趋势。
[0034] 最后应说明的是：W上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管 参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可W对前述 各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在 本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。
【主权项】
1. 一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水装置，其特征在于:包括进水水栗，进水管、缺 氧池、好氧池、回流管、出水管和出水水栗，所述进水水栗安装于所述进水管，所述进水管安 装在所述缺氧池的中上部，所述缺氧池设有搅拌器，所述好氧池设有曝气管，所述曝气管的 底端设有曝气头，所述缺氧池溢流入所述好氧池，所述缺氧池和好氧池之间底部通过回流 管连通，所述回流管设有回流栗，所述回流管在所述好氧池的底部设有排泥阀，所述出水管 的一端插入所述好氧池，并在其进入口位置设有膜组件，所述出水水栗设置于所述出水管。2. 根据权利要求1所述一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水装置，其特征在于：还包 括降水量测定装置，所述降水量测定装置连接控制装置，所述控制装置连接pH调节剂添加 管和絮凝剂添加管，所述pH调节剂添加管和絮凝剂添加管连接所述缺氧池和好氧池。3. 根据权利要求1所述一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水装置，其特征在于：还包 括浮球感应器，所述浮球感应器连接控制装置，所述控制装置连接pH调节剂添加管、絮凝剂 添加管和所述进水水栗。4. 根据权利要求1所述一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水装置，其特征在于:所述 膜组件为PVDF材质，采用悬挂式，其孔径为0. Ο?μπι。5. 根据权利要求1所述一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水装置，其特征在于:所述 好氧池设有安装架，所述曝气管、出水管和膜组件均安装于所述安装架。6. 根据权利要求5所述一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水装置，其特征在于:所述 安装架设有膜冲洗装置，所述膜冲洗装置包括从所述好氧池抽水的抽水管，所述抽水管设 有水栗，所述抽水管的出水一端设有喷头，所述喷头冲洗方向平行所述膜组件所在平面。7. 根据权利要求5所述一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水装置，其特征在于:所述 安装架设有可上下移动的绳索，所述绳索的下端设有取样室，所述取样室设有阀门，所述阀 门连接竖直连接杆，所述安装架设有驱动所述竖直连接杆上下移动的电机。8. 根据权利要求7所述一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水装置，其特征在于:所述 取样室设有冲洗喷头，所述冲洗喷头连接吸水管，所述吸水管设有水下水栗。9. 根据权利要求7所述一种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水装置，其特征在于:所述 取样室的下端设有声呐测距装置，所述回流管在所述缺氧池的出口位置设有伸缩管。10. -种MLE-MBR法高效处理海水养殖废水的方法，其特征在于： 原水中额外添加一定量的碳源，以补充硝化作用所需碳源，通过进水水栗首先进入装 置的缺氧池，在缺氧状态下反硝化菌将水中NO厂-N还原成N2、N0等气体，达到去除TN的目的； 然后流入好氧池，在好氧状态下硝化菌将水中的氨氮氧化成N(V_N和N(V-N; 好氧池的污泥一部分回流至缺氧池，以补充反硝化作用所需有机碳源，在运行期间，投 加筛选培养的土著硝化细菌液Nitrobacteria-A; 出水管的出水经过孔径为Ο.ΟΙμπι的膜组件，采用悬挂式，PVDF材质，将污泥截留在反应 器内，处理后的清水排出； 根据降水量测定装置测定的降水量适当添加 pH调节剂和絮凝剂； 根据浮球感应器的数据，好氧池中的pH值及其他浓度变化时，需要加大进水量和加入 pH调节剂； 喷头的对平行膜组件方向进行冲洗； 取样时，通过下降绳索的长度，到达取样深度，通过电机驱动连接杆上下移动，打开阀 门，首先吸水管吸取该深度的水，通过冲洗喷头对取样室进行冲洗，冲洗后进行取样。
【文档编号】C02F101/16GK106064851SQ201610475654
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月24日 公开号201610475654.9, CN 106064851 A, CN 106064851A, CN 201610475654, CN-A-106064851, CN106064851 A, CN106064851A, CN201610475654, CN201610475654.9
【发明人】张会宁, 张倬玮, 张科锋, 靳慧霞, 甘慧慧, 吴钢锋
【申请人】浙江大学宁波理工学院