專利名稱：一種加壓曝氣mbr水處理裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種加壓曝氣MBR水處理裝置與方法。
背景技術(shù)：
隨著我國エ業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的行業(yè)產(chǎn) 生大量的高濃度有機廢水(部分含有高氨氮)，如石化、印染、造紙、制藥、皮革、化妝品、表面處理、合成樹脂、垃圾滲濾液等行業(yè)。這些高濃度有機廢水量大且分散，污水中含有大量的有機污染物和氮元素等排入地表水體中會進行氧化分解反應(yīng)，在分解過程中消耗了水體中大量的溶解氧，最終使水體缺氧，而導(dǎo)致水體中魚類等水生動物無法呼吸而死亡，其尸體在水中厭氧分解產(chǎn)生硫化氫、甲烷等惡臭氣體，同時使水體發(fā)臭、發(fā)黑、使該水體流域水質(zhì)狀況發(fā)生惡化，并對其周邊水體、土壤、甚至整個生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。水體不斷受到污染導(dǎo)致我國很多地方出現(xiàn)了水源性缺水，大量污水的排放除導(dǎo)致水體污染外，也導(dǎo)致水資源的浪費，所以采用適合的水處理工藝處理這些高濃度有機廢水并將處理后的污水直接回用于生活或エ業(yè)生產(chǎn)將十分必要，符合我國建設(shè)節(jié)約型社會的要求，也符合循環(huán)經(jīng)濟的要求。對于高濃度有機廢水的處理，目前一般采用生化處理加深度處理聯(lián)合的方法使其達到排放標(biāo)準(zhǔn)或回用于生活、エ業(yè)生產(chǎn)。傳統(tǒng)的好氧生物處理法因為供養(yǎng)能力有一定限制，生物需氧量容積負(fù)荷較低，這樣使傳統(tǒng)的好氧生物處理法的設(shè)施龐大、投資高、效率低。而深井曝氣通過増加氧在氣相中的分壓提高傳遞推動力，氧利用率達到50% -80%，但該エ藝對設(shè)備建造技術(shù)要求高，一旦發(fā)生滲漏，將對地下水源產(chǎn)生嚴(yán)重污染，制約了該エ藝的推廣應(yīng)用。加壓曝氣技術(shù)與深井曝氣供氧機理相同，エ藝可發(fā)揮很大的生物降解效率，其容積負(fù)荷高、占地少的特點，尤其適用于我國的國情，特別受到國內(nèi)環(huán)保工作者的關(guān)注。但缺少合理的解決加壓曝氣エ藝中污水流、曝氣流以及它們與微生物之間的關(guān)系的裝置及方法。MBR膜技術(shù)為膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機結(jié)合的廢水處理系統(tǒng)。以膜組件取代傳統(tǒng)生物處理技術(shù)末端ニ沉池，在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機負(fù)荷，從而減少污水處理設(shè)施占地面積，并通過保持低污泥負(fù)荷減少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池內(nèi)的膜分離設(shè)備截留槽內(nèi)的活性污泥與大分子有機物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種加壓曝氣MBR水處理裝置。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是
ー種加壓曝氣MBR水處理裝置，包括塔體，所述塔體內(nèi)自下而上地設(shè)置有導(dǎo)流板、氣體分散系統(tǒng)、MBR膜系統(tǒng)、支撐肋、壓カ傳感器；所述塔體內(nèi)還設(shè)有引流直筒；所述氣體分散系統(tǒng)通過進氣管依次連接到設(shè)于塔體外的貯氣罐、空氣壓縮機、壓カ調(diào)節(jié)工作站，所述壓カ調(diào)節(jié)工作站又連通到壓カ傳感器。
所述的塔體頂端設(shè)置有壓カ表。所述的塔體頂端還設(shè)置有安全閥。所述的塔體底端設(shè)置有進水管和排泥管。所述的導(dǎo)流板、氣體分散系統(tǒng)、MBR膜系統(tǒng)、 支撐肋、壓カ傳感器均位于引流直筒外。所述的MBR膜系統(tǒng)連接有出水管。ー種加壓曝氣MBR水處理方法，包括以下步驟
1)從污水處理廠取來剩余污泥，預(yù)曝氣1-2天，將底物消耗完；
2)將污泥加入加壓曝氣MBR水處理裝置內(nèi)，利用逐步增加負(fù)荷法培養(yǎng)活性污泥，馴化后，加壓曝氣MBR水處理裝置中的污泥濃度達到8 15g/L，菌膠團顆粒在300 500 y m ;
3)將廢水引入塔體內(nèi)，開啟空氣壓縮機，使塔體內(nèi)的壓カ達到0.05-0. 5Mpa，溶解氧為15 20 mg/L，經(jīng)過充分的處理，COD和氨氮去除率達到90%以上即可將水排出。本發(fā)明的有益效果是利用本發(fā)明的裝置，可以完美地協(xié)同發(fā)揮加壓曝氣與MBR膜處理兩種エ藝的優(yōu)勢，處理效率和污染物的去除率明顯優(yōu)于普通好氧生物處理。本裝置中，引流直筒外側(cè)液體自下而上流動，引流直筒內(nèi)液體自上而下流動，使活性污泥處于循環(huán)流動狀態(tài)。同時當(dāng)廢水流經(jīng)MBR膜系統(tǒng)時，通過加壓氣水混合物在膜片表面的沖刷作用，很好地清除膜表面的附著物，保持膜的出水量。本發(fā)明的裝置在處理厭氧出水(C0D彡3000mg/L ;氨氮彡200 mg/L)時，其COD和氨氮的去除率是普通好氧處理的3 4倍，COD和氨氮的處理效率均達達到90%以上。污泥濃度高，裝置容積負(fù)荷大，占地面積小，剰余污泥產(chǎn)生量低；由于結(jié)合加壓曝氣與MBR膜處理，有利于增殖緩慢或高效微生物的截留，提高系統(tǒng)的硝化效果和對難降解有機物的處理能力；本系統(tǒng)也易于實現(xiàn)自動控制，操作管理方便；經(jīng)處理后排放水可達到排放標(biāo)準(zhǔn)或有利于后續(xù)更進一歩的深度處理。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖I所示，ー種加壓曝氣MBR水處理裝置，包括塔體1，所述塔體I內(nèi)設(shè)有引流直筒2 ;所述引流直筒外自下而上地設(shè)置有導(dǎo)流板3、氣體分散系統(tǒng)4、MBR膜系統(tǒng)5、支撐肋6、壓カ傳感器7 ;所述氣體分散系統(tǒng)4通過進氣管8依次連接有貯氣罐9、空氣壓縮機10、壓カ調(diào)節(jié)工作站11，所述壓カ調(diào)節(jié)工作站11又連通到壓カ傳感器7 ;所述的塔體I頂端設(shè)置有壓カ表12、安全閥13 ;所述的塔體I底端設(shè)置有進水管15和排泥管16 ;所述的導(dǎo)流板
3、氣體分散系統(tǒng)4、MBR膜系統(tǒng)5、支撐肋6、壓カ傳感器7均位于塔體I內(nèi)；所述的MBR膜系統(tǒng)5連接有出水管14。本發(fā)明的處理工藝如下
污泥馴化
1)從污水處理廠取來剩余污泥，預(yù)曝氣1-2天，將底物消耗完；
2)將污泥加入加壓曝氣MBR水處理裝置內(nèi)，采用逐步增加負(fù)荷法培養(yǎng)活性污泥，具體來說將COD彡3000mg/L ;氨氮彡200 mg/L的廢水稀釋至20%作為起始負(fù)荷，在馴化階段每過I 2周，提高有機廢水的濃度水平18-22%，直至負(fù)荷達到不需稀釋的濃度，此時可將污泥直接用于廢水處理，馴化后污泥的技術(shù)參數(shù)為裝置中污泥濃度達到8 15g/L，菌膠團顆粒在300 500 ii m ;
逐步增加負(fù)荷對污泥進行馴化為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知手段。裝置運行階段
待處理的廢水由進水管15經(jīng)導(dǎo)流板3進入塔體I內(nèi)，開啟空氣壓縮機10及空氣入口閥，使塔體I內(nèi)的壓カ范圍為0. 05-0. 5Mpa，優(yōu)選的為0. 2-0. 3Mpa，增加壓力有利于增加水中溶解氧的濃度，對好氧生化反應(yīng)有利，同時能加快自循環(huán)流速，使污染物不宣在膜表面積累；但壓カ過高會影響MBR膜的長期穩(wěn)定運行。氣體分散系統(tǒng)4將氣體 充分 分散到廢水中，本發(fā)明的氣體分散系統(tǒng)4為設(shè)有氣孔的管。在塔體I內(nèi)，由于引流直筒2外側(cè)空氣氣泡較多，流體比重較小，使引流直筒2外側(cè)液體自下而上流動，引流直筒2內(nèi)的液體自上而下流動，使活性污泥處于循環(huán)流動狀態(tài)。同時當(dāng)塔體I內(nèi)污水流經(jīng)MBR膜系統(tǒng)5吋，通過加壓氣水混合物在膜片表面的沖刷作用，很好的清除膜表面的附著物，保持膜的出水通量。在壓カ和氣量恒定的情況下，污水中的大部分有機物可被生物分解成ニ氧化碳、水等其它無機物，同時MBR膜系統(tǒng)可進一步截留槽內(nèi)的活性污泥與大分子有機物，從而使出水穩(wěn)定，使使生化出水更易于后續(xù)的深度處理，提高后續(xù)深度處理的出水效率和出水水質(zhì)。下面進ー步說明本裝置相應(yīng)的壓力調(diào)節(jié)機制
通過安全閥13、壓カ傳感器7、壓カ調(diào)節(jié)工作站11、空氣壓縮機10、貯氣罐9組成壓力控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)。當(dāng)塔體I中氣體壓力超過設(shè)定的工作壓カ時安全閥13會自動開啟泄壓，保證反應(yīng)器不會因過壓而損害。同時壓カ傳感器7實時測定塔體內(nèi)的動態(tài)壓力，并連續(xù)反應(yīng)給壓カ調(diào)節(jié)工作站11，通過壓カ調(diào)節(jié)工作站11的控制程序自動調(diào)整空氣壓縮機10的轉(zhuǎn)速，從而使其供給的氣量和壓カ能滿足運行時的最佳狀態(tài)。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進ー步的說明
實施例I :
處理對象紅霉素類醫(yī)藥廢水厭氧處理出水淺黃色，COD濃度為3000 3500 mg/L,氨氮濃度為100 150 mg/L, pH值為6 8。通過污泥馴化后，裝置中的污泥濃度達到8 15g/L，菌膠團顆粒在300 500iim，溶解氧為15 20 mg/L ;此時，將待處理廢水加入裝置中，調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)壓カ為0. 35MPa，并使污水在其中加壓曝氣循環(huán)6 8h后，通過內(nèi)置MBR膜系統(tǒng)出水，測試出水COD濃度為60 100mg/L,氨氮濃度為5 8 mg/L, COD和氨氮去除率均大于94%,出水效果較好。實施例2
處理對象垃圾滲濾液厭氧處理出水棕黃色，COD濃度為2500 3000 mg/L，氨氮濃度為300 350 mg/L, pH值為6 8。通過污泥馴化后，裝置中的污泥濃度達到8 15g/L，菌膠團顆粒在300 500iim，溶解氧為15 20 mg/L ;此時，將待處理污水加入裝置中，調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)壓カ為0. 4MPa，并使污水在其中加壓曝氣循環(huán)10 12h后，通過內(nèi)置膜系統(tǒng)出水，測試出水COD濃度為200 300mg/L，氨氮濃度為10 25 mg/L, COD和氨氮去除率均大于90%，出水效果較好，有利于后續(xù)的進ー步深度處理達標(biāo)排放 。
權(quán)利要求
1.ー種加壓曝氣MBR水處理裝置，包括塔體，其特征在于所述塔體內(nèi)自下而上地設(shè)置有導(dǎo)流板、氣體分散系統(tǒng)、MBR膜系統(tǒng)、支撐肋、壓カ傳感器；所述塔體內(nèi)還設(shè)有引流直筒；所述氣體分散系統(tǒng)通過進氣管依次連接到設(shè)于塔體外的貯氣罐、空氣壓縮機、壓カ調(diào)節(jié)エ作站，所述壓カ調(diào)節(jié)工作站又連通到壓カ傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種加壓曝氣MBR水處理裝置，其特征在于所述的塔體頂端設(shè)置有壓カ表。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種加壓曝氣MBR水處理裝置，其特征在于所述的塔體頂端還設(shè)置有安全閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種加壓曝氣MBR水處理裝置，其特征在于所述的塔體底端設(shè)置有進水管和排泥管。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種加壓曝氣MBR水處理裝置，其特征在于所述的導(dǎo)流板、氣體分散系統(tǒng)、MBR膜系統(tǒng)、支撐肋、壓カ傳感器均位于引流直筒外。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種加壓曝氣MBR水處理裝置，其特征在于所述的MBR膜系統(tǒng)連接有出水管。
7.ー種加壓曝氣MBR水處理方法，其特征在于包括以下步驟 O從污水處理廠取來剩余污泥，預(yù)曝氣1-2天，將底物消耗完； 2)將污泥加入權(quán)利要求I所述的加壓曝氣MBR水處理裝置內(nèi)，利用逐步增加負(fù)荷法培養(yǎng)活性污泥，馴化后，加壓曝氣MBR水處理裝置中的污泥濃度達到8 15g/L，菌膠團顆粒在300 500 μ m ； 3)將廢水引入塔體內(nèi)，開啟空氣壓縮機，使塔體內(nèi)的壓カ達到O.05-0. 5Mpa， 溶解氧為15 20 mg/L,經(jīng)過充分的處理，COD和氨氮去除率達到90%以上即可將水排出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種加壓曝氣MBR水處理裝置，包括塔體，所述塔體內(nèi)自下而上地設(shè)置有導(dǎo)流板、氣體分散系統(tǒng)、MBR膜系統(tǒng)、支撐肋、壓力傳感器；所述塔體內(nèi)還設(shè)有引流直筒；所述氣體分散系統(tǒng)通過進氣管依次連接到塔體外的貯氣罐、空氣壓縮機、壓力調(diào)節(jié)工作站，所述壓力調(diào)節(jié)工作站又連通到壓力傳感器。利用本發(fā)明的裝置，可以完美地協(xié)同發(fā)揮加壓曝氣與MBR膜處理兩種工藝的優(yōu)勢，處理效率和污染物的去除率明顯優(yōu)于普通好氧生物處理。
文檔編號C02F3/12GK102765806SQ201210231508
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者劉偉, 吳早春, 周林, 曹姝文, 肖晶, 黃德智 申請人:廣州市環(huán)境保護工程設(shè)計院有限公司