專利名稱：用于榨菜廢水處理的復(fù)合膜生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及復(fù)合膜生物反應(yīng)器處理榨菜廢水的技術(shù)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明主要以榨菜含鹽綜合廢水作為處理對象開展研究，我國僅在三峽庫區(qū)每年因生產(chǎn)加工榨菜產(chǎn)生約3500萬噸的榨菜廢水，這類廢水水量大、水質(zhì)復(fù)雜，具有高鹽高氮磷和高有機(jī)物的特點(diǎn)，對庫區(qū)水環(huán)境影響極大，而相應(yīng)的污染防治工作，由于缺乏實(shí)用技術(shù)，其進(jìn)展不夠理想。目前，許多食品工業(yè)園區(qū)產(chǎn)生的廢水未經(jīng)有效處理無序排放，造成了三峽庫區(qū)次級河流、村鎮(zhèn)飲用水源及沿線農(nóng)田土壤的嚴(yán)重污染，對三峽庫區(qū)水環(huán)境形成嚴(yán)重威脅，已成為制約庫區(qū)特色產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展的瓶頸問題之一，因此，開發(fā)出適用的污水處理技術(shù)是解決食品工業(yè)園區(qū)污染控制的當(dāng)務(wù)之急，意義重大。通過檢索中國國家知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索數(shù)據(jù)庫檢索，在含鹽廢水處理方面， 從1985年至今主要發(fā)布了以下專利汪善全等申請了 “高含鹽廢水高效處理工藝”專利 (CN1010M232)，其是一項(xiàng)在序批式反應(yīng)器中通過形成好氧顆粒污泥來實(shí)現(xiàn)高含鹽廢水的高效處理的技術(shù)，目前該技術(shù)的實(shí)際利用尚為少見，高鹽條件下顆粒污泥培養(yǎng)技術(shù)成熟度還存在一定的問題；桂林工學(xué)院申請了一項(xiàng)以“ABR+SBR”為主體生物處理構(gòu)筑物的高鹽度采油廢水處理工藝(CN101007683)；國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所申請了含鹽污水的膜生物反應(yīng)處理方法(CN031443796)，該技術(shù)目前在小規(guī)模含鹽廢水處理上有一定的利用，但利用該技術(shù)處理高鹽高濃度有機(jī)廢水，尚存在一些關(guān)鍵技術(shù)問題。江蘇三木集團(tuán)有限公司申請了從紅霉素生產(chǎn)廢水中分離回收萃取劑的方法專利(CN101066785)，向含鹽廢水中加入苯系物和/或甲基異丁基酮萃取劑來處理環(huán)氧樹脂含鹽廢水及回收鹽的方法。這些技術(shù)總體上看與高氮磷高有機(jī)廢水關(guān)聯(lián)不大。MBR工藝因具備聚集大量微生物和不受含鹽廢水污泥膨脹的影響限制等優(yōu)點(diǎn)，成為處理高鹽工業(yè)廢水的一種優(yōu)選工藝。MBR工藝采用膜分離組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)二沉池，可以不受污泥沉降性能的影響，而且MBR反應(yīng)器可以聚集大量的微生物，可以緩減鹽度對活性污泥的抑制作用和對處理系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，并且MBR自控水平高，便于高鹽工業(yè)廢水處理的
運(yùn)行管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開一種用于榨菜廢水處理的復(fù)合膜生物反應(yīng)器，將好氧生物膜處理技術(shù)與膜分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合，以達(dá)到不受含鹽廢水污泥膨脹影響，簡化處理工藝、運(yùn)行靈活、增強(qiáng)反應(yīng)器處理效能、降低運(yùn)行成本和減少占地的目的。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下
一種用于榨菜廢水處理的復(fù)合膜生物反應(yīng)器，它是由生物膜法與活性污泥法結(jié)合而構(gòu)成的復(fù)合生物反應(yīng)區(qū)與膜分離區(qū)聯(lián)用組成的一體化反應(yīng)器，所述反應(yīng)器由生物膜處理區(qū)和膜生物處理區(qū)構(gòu)成。所述生物反應(yīng)區(qū)位于整套反應(yīng)器的前端，污水經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入掛膜池，掛膜池內(nèi)懸掛半軟性填料，池底設(shè)置曝氣管，曝氣管與池體外的曝氣泵連接，形成曝氣系統(tǒng)。所述膜分離區(qū)位于整套反應(yīng)器的后端，連接在生物反應(yīng)區(qū)之后，包括生化池、膜組件、曝氣系統(tǒng)和排水系統(tǒng)；生化池與掛膜池為直接連通，無間隔，生化池內(nèi)設(shè)置膜組件，膜分離區(qū)與生物反應(yīng)區(qū)共用一套曝氣系統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)的曝氣管設(shè)置在池底，曝氣管與池體外的曝氣泵連接；每組膜組件分別設(shè)置閥門控制開關(guān)，實(shí)現(xiàn)出水流量的控制，膜組件的出水連接自吸泵，通過抽吸作用形成真空將反應(yīng)器內(nèi)廢水?dāng)D壓進(jìn)入膜組件；排水系統(tǒng)包括集水管、出水管、溢流管和放空管，集水管進(jìn)水端與各膜組件連接，出水端連接出水管，溢流管設(shè)置在生化池的日常運(yùn)行水位高度，放空管設(shè)置在生化池的底部。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有以下特點(diǎn) ①高效組合式反應(yīng)器處理效能高、穩(wěn)定性強(qiáng)
本反應(yīng)器是生物膜工藝與膜生物工藝的集成技術(shù)，反應(yīng)器具有較高的容積負(fù)荷及微生物濃度，耐沖擊負(fù)荷及適應(yīng)性強(qiáng)；污水首先進(jìn)入生物膜處理區(qū)，污水中的微生物與半軟性填料接觸并附著在載體表面，對污染物進(jìn)行降解，逐漸形成生物膜，由于載體顆粒的不斷碰撞與摩擦，使得生物膜上的微生物保持較強(qiáng)的活性，保證生物膜區(qū)的高效去除效能；通過設(shè)置在膜生物處理區(qū)的膜組件截留大量有機(jī)物，并利用膜生物處理區(qū)較高的污泥濃度使污染物進(jìn)一步得到充分降解，保證了反應(yīng)器獲得較高的處理效能和穩(wěn)定的出水水質(zhì)。②兩種工藝的集成互相取長補(bǔ)短
將生物膜工藝與膜生物工藝工藝組合，兼有兩種水處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)生物膜工藝及膜生物工藝抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)，自控程度高操作簡單；生物膜工藝運(yùn)行成本低。同時兩種工藝結(jié)合能彌補(bǔ)各自的不足生物膜工藝前處理能將廢水中的大部分污染物充分降解，減緩了后續(xù)膜分離組件的污染；生物膜工藝能彌補(bǔ)膜生物工藝脫氮效果不好的缺點(diǎn)；采用膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二沉池進(jìn)行泥水分離，可以彌補(bǔ)含鹽廢水污泥沉降性能不好的缺點(diǎn)。③剩余污泥量少
在生物處理池中設(shè)置的半軟性填料形成穩(wěn)定的多個營養(yǎng)級復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，減少了污泥產(chǎn)量。④工藝流程短、一體化設(shè)計、占地少、投資低、運(yùn)行管理簡單
本反應(yīng)器集生物反應(yīng)區(qū)和膜分離區(qū)工藝單元為一體，使得工藝流程大為縮短。膜組件的過濾作用代替了傳統(tǒng)的二沉池，大大減少了反應(yīng)器的投資及占地，減少了運(yùn)行管理的復(fù)雜程序，具有操作管理靈活方便的特點(diǎn)。因此，采用該技術(shù)進(jìn)行榨菜廢水處理，具有處理效能高、工程投資和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是用于榨菜廢水處理的復(fù)合膜生物反應(yīng)器平面示意圖； 圖2是用于榨菜廢水處理的復(fù)合膜生物反應(yīng)器立面圖3是用于榨菜廢水處理的復(fù)合膜生物反應(yīng)器A-A剖面圖； 圖4是用于榨菜廢水處理的復(fù)合膜生物反應(yīng)器B-B剖面圖；圖5是用于榨菜廢水處理的復(fù)合膜生物反應(yīng)器C-C剖面圖。
圖中1一曝氣泵2—自吸泵
3—-進(jìn)水管4—-閥門5—-曝氣管6—-組合式半軟性纖維填料7—-溢流管δ--出水管9—-放空管ι Ο-一集水管11-一膜組件卡槽ι 2-一真空表13--PLC控制柜14--轉(zhuǎn)子流量計15-一膜組件16-一膜組件活接頭。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作方式
反應(yīng)器由生物反應(yīng)區(qū)和膜分離區(qū)構(gòu)成，整個集成在一個總的池體中。參見圖1、圖4和圖5，所述生物反應(yīng)區(qū)為長方體池，位于整套反應(yīng)器的前端，包括有掛膜池17、復(fù)合式半軟性填料6、進(jìn)水管3、曝氣系統(tǒng)和自控設(shè)備。污水經(jīng)進(jìn)水管3進(jìn)入掛膜池17，曝氣系統(tǒng)的曝氣管5通過彎頭布設(shè)于池內(nèi)，并依靠支架與池底保持一定間距，便于曝氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行，曝氣管5與池外的曝氣泵1連接。參見圖1、圖2和圖3，所述膜分離區(qū)由生化池18、膜組件15、曝氣系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和自控設(shè)備組成，生物反應(yīng)區(qū)的掛膜池17與膜分離區(qū)的生化池18無間隔，污水經(jīng)掛膜池處理后直接進(jìn)入生物反應(yīng)區(qū)的生化池。經(jīng)掛膜區(qū)處理后的污水首先接觸高濃度的活性污泥，污水中大部分有機(jī)物被活性污泥作為營養(yǎng)物質(zhì)所吸收，處理后的污水在膜組件15的過濾作用下經(jīng)自吸泵2抽吸排出本系統(tǒng)。生物反應(yīng)區(qū)和膜分離區(qū)共用一套曝氣系統(tǒng)，曝氣管 5通過彎頭布設(shè)于生化池18內(nèi)，并依靠支架與池底保持一定間距，便于曝氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行，曝氣管5與池外的曝氣泵1連接。膜組件15并列布置多組，通過卡槽11固定在生化池池壁并與池底保持一定距離，膜組件15通過膜組件活接頭16與各自的管路連接，每組膜組件分別設(shè)置閥門控制開關(guān)，出水流量通過控制閥門的啟閉來控制，膜組件15的出水連接自吸泵2，通過時間繼電器13控制自吸泵2的啟閉，使膜組件15內(nèi)部形成真空，通過膜絲內(nèi)外壓差將生化池內(nèi)污水?dāng)D入膜絲內(nèi)部，通過排水系統(tǒng)的集水管10和出水管8排出本系統(tǒng)。排水系統(tǒng)還包括有溢流管7和放空管9，溢流管7設(shè)置在生化池的日常運(yùn)行水位高度，放空管 9設(shè)置在生化池的底部。在組合工藝中，生物反應(yīng)區(qū)相當(dāng)于膜分離區(qū)的預(yù)反應(yīng)池，它可以去除大部分的有機(jī)物、氨氮和部分總氮、部分總磷，減輕后續(xù)膜生物區(qū)的處理負(fù)荷，延緩膜組件的被污染周期，降低運(yùn)行整套系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。經(jīng)過處理后的廢水直接流入膜分離區(qū)，膜組件可以去除絕大部分的懸浮物，進(jìn)一步處理流入污水中大部分的有機(jī)物、氨氮和部分總氮，膜組件的泥水分離功能可以解決由于鹽度的影響使得污泥沉降性能變差及生物膜脫落導(dǎo)致出水懸浮物濃度偏高的問題。工藝流程如下
榨菜廢水通過集水管道進(jìn)入初沉池，沉淀去除部分懸浮物以及有機(jī)物，以改善后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的運(yùn)行條件，起到調(diào)節(jié)水量、穩(wěn)定水質(zhì)的作用。
初沉池出水，通過水泵進(jìn)入生物反應(yīng)區(qū)，生物反應(yīng)區(qū)使用組合式半軟性纖維填料， 掛膜密度為30%，通過曝氣管道向微生物提供其所需要的氧，并起到攪拌與混合作用，污水與填料上布滿的生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝功能的作用下，污水中的有機(jī)污染物得到去除。生物反應(yīng)區(qū)作為膜分離區(qū)的前處理池對污水中的有機(jī)物、氨氮、總氮及總磷有一定的去除效果。凈化后的廢水直接流入膜分離區(qū)，降低了膜分離區(qū)的運(yùn)行負(fù)荷， 延緩了膜組件被污染的周期，降低了整套裝置的運(yùn)行費(fèi)用。生物反應(yīng)區(qū)出水流入膜分離區(qū)后，膜分離區(qū)內(nèi)置中空纖維膜組件(PP材料)，每組膜組件單獨(dú)設(shè)置閥門控制，通過閥門的啟閉控制處理水量，膜組件在自吸泵的抽吸作用下， 通過膜絲內(nèi)外壓差將污水?dāng)D入膜絲內(nèi)部，處理后的污水通過集水管道排出本系統(tǒng)。榨菜廢水進(jìn)入膜分離區(qū)后直接與高濃度污泥接觸，其高效的降解能力能去除大部分的有機(jī)污染物，硝化細(xì)菌得以富集，利于硝化細(xì)菌的截留和繁殖，系統(tǒng)硝化效率高。反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長泥齡下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量極低。本反應(yīng)器的最佳運(yùn)行工況為連續(xù)進(jìn)水，連續(xù)曝氣，間歇出水，出水抽吸泵開Smin 停3min，掛膜區(qū)掛膜密度為30%，溶解氧控制在2. 0 3. Omg/L,曝氣強(qiáng)度控制在1. Om3/ tT2. 0m3/h，平均水力停留時間為8. 5h，反應(yīng)器容積負(fù)荷為0. 6KgC0D/m3. d。主要技術(shù)參數(shù)
COD 容積負(fù)荷0. 6 KgCOD/m3. d 運(yùn)行時間出水抽吸泵開8min停;3min 掛膜密度30% 溶解氧2. 0 3· Omg/L 平均水力停留時間8. 結(jié)構(gòu)參數(shù)
有效水深=H1=4. 0-6. 0 (m) 生物膜區(qū)體積膜生物區(qū)體積=3:1
本發(fā)明中采用組合式半軟性纖維填料6，均勻分布在熟料環(huán)片的周邊，絲束不會脫落， 同時避免了填料中心結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象，改善了中心供氧，塑料環(huán)片中間雪花狀針刺樣結(jié)構(gòu)又能起良好的布水、布?xì)庾饔?，使該填料具有傳質(zhì)效應(yīng)好、氧利用率高，不堵塞、耐沖擊、處理穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.用于榨菜廢水處理的復(fù)合膜生物反應(yīng)器，其特征在于它是由生物膜法與活性污泥法結(jié)合而構(gòu)成的一體化反應(yīng)器，所述反應(yīng)器由生物反應(yīng)區(qū)和膜分離區(qū)構(gòu)成；所述生物反應(yīng)區(qū)位于整套反應(yīng)器的前端，污水經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入掛膜池，掛膜池內(nèi)懸掛半軟性填料，池底設(shè)置曝氣管，曝氣管與池體外的曝氣泵連接，形成曝氣系統(tǒng)；所述膜分離區(qū)位于整套反應(yīng)器的后端，連接在生物反應(yīng)區(qū)之后，包括生化池、膜組件、 曝氣系統(tǒng)和排水系統(tǒng)；生化池與生物反應(yīng)區(qū)的掛膜池為直接連通，無間隔，生化池內(nèi)設(shè)置膜組件，膜分離區(qū)與生物反應(yīng)區(qū)共用一套曝氣系統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)的曝氣管設(shè)置在池底，曝氣管與池體外的曝氣泵連接；每組膜組件分別設(shè)置閥門控制開關(guān)，實(shí)現(xiàn)出水流量的控制，膜組件的出水連接自吸泵，通過抽吸作用形成真空將反應(yīng)器內(nèi)廢水?dāng)D壓進(jìn)入膜組件；排水系統(tǒng)包括集水管、出水管、溢流管和放空管，集水管進(jìn)水端與各膜組件連接，出水端連接出水管，溢流管設(shè)置在生化池的日常運(yùn)行水位高度，放空管設(shè)置在生化池的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于榨菜廢水處理的復(fù)合膜生物反應(yīng)器，其特征在于所述膜組件通過生物池池壁上設(shè)置的卡槽固定在池壁，并與池底保持距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于榨菜廢水處理的復(fù)合膜生物反應(yīng)器，其特征在于 所述膜組件為中空纖維膜組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于榨菜廢水處理的復(fù)合膜生物反應(yīng)器，其特征在于 所述半軟性填料的掛膜密度為30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于榨菜廢水處理的復(fù)合膜生物反應(yīng)器，其特征在于 所述反應(yīng)器的運(yùn)行為連續(xù)進(jìn)水，連續(xù)曝氣，間歇出水，運(yùn)行參數(shù)為COD 容積負(fù)荷0. 6 KgCOD/m3. d 運(yùn)行時間出水抽吸泵開8min停;3min 掛膜密度30% 溶解氧2. 0 3· Omg/L 平均水力停留時間8. 結(jié)構(gòu)參數(shù)為有效水深=H1=O. 4-0. 6 (m)； 生物膜區(qū)體積膜生物區(qū)體積=3:1。
全文摘要
本發(fā)明公開用于榨菜廢水處理的復(fù)合膜生物反應(yīng)器，是指由生物膜法與活性污泥法結(jié)合的復(fù)合生物反應(yīng)區(qū)和膜分離聯(lián)用組成的一體化反應(yīng)器，由掛膜區(qū)、膜片區(qū)、進(jìn)水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和自控設(shè)備組成。附著生長的生物膜和懸浮生長的活性污泥的兩種微生物共存，共同作用去除榨菜廢水中的污染物，凈化后的廢水通過膜組件進(jìn)行泥水分離，達(dá)標(biāo)排放。通過在生物反應(yīng)區(qū)增加填料、采用膜分離組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)生物處理的二沉池的方式，抑制了含鹽廢水活性污泥處理過程的污泥膨脹問題。反應(yīng)器具有微生物濃度高、種群結(jié)構(gòu)多樣化、食物鏈長、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、處理有機(jī)負(fù)荷高、生物脫氮除磷能力強(qiáng)、膜污染減緩及易控制、出水水質(zhì)好、工程投資和運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。
文檔編號C02F3/12GK102285715SQ201110157498
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者何強(qiáng), 吳正松, 彭述娟, 徐海燕, 方俊華, 杜俊, 柴宏祥, 王 琦, 趙芳, 鄧曉莉, 鄧軻, 魏英華 申請人:重慶大學(xué)