一種處理高懸浮固體濃度有機(jī)廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，特別涉及一種處理高懸浮固體濃度有機(jī)廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城市化進(jìn)程的加快和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種高有機(jī)物濃度和高懸浮于固體濃度的廢物和廢水處理越來越受到關(guān)注，如食品廢水、好氧污泥和養(yǎng)殖廢水等。這些污水中含有大量的有機(jī)質(zhì)，經(jīng)厭氧微生物的作用可以轉(zhuǎn)化為清潔的能源(甲烷)。另一方面，這些污水中又含有大量的固體，給污水的高效厭氧甲烷發(fā)酵處理帶了很大難度。厭氧膜生物反應(yīng)器具有截留懸浮固體有機(jī)物和厭氧微生物的優(yōu)點(diǎn)，能夠獲得高的甲烷產(chǎn)率，又能夠獲得好的出水水質(zhì)，可以應(yīng)用于低固體濃度的有機(jī)廢水(如城市生活污水)，但不能應(yīng)用于高懸浮固體濃度的有機(jī)廢水(懸浮固體濃度高于10g/L的有機(jī)廢水)。目前，高懸浮固體濃度和高有機(jī)物濃度的有機(jī)廢水處理仍然缺乏有效的技術(shù)手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種高懸浮固體濃度有機(jī)廢水的處理方法，大幅度地提高厭氧膜生物反應(yīng)器能夠處理的有機(jī)物廢水濃度。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0005]一種處理高懸浮固體濃度有機(jī)廢水的方法，其特征在于:所述方法包括如下步驟:
[0006]a.高溫生物水解預(yù)處理:高懸浮固體濃度有機(jī)廢水通過管道進(jìn)入高溫水解罐I中，高溫水解罐I中高懸浮固體濃度有機(jī)廢水的溫度被加熱至50?75°C，開啟攪拌器2，使高溫水解罐I中的高懸浮固體濃度有機(jī)廢水混合均勻，高懸浮固體濃度有機(jī)廢水在高溫水解罐I中停留時(shí)間為2?10天，在此過程中，部分懸浮固體被水解成可溶性物質(zhì)；
[0007]b.厭氧膜生物反應(yīng)器處理:經(jīng)過步驟a高溫水解后的高懸浮固體濃度有機(jī)廢水通過進(jìn)料泵3進(jìn)入到厭氧膜生物反應(yīng)器4中，在30°C?60°C溫度范圍內(nèi)被快速厭氧發(fā)酵、產(chǎn)氣；設(shè)定膜通量，確定水力停留時(shí)間和固體停留時(shí)間；在發(fā)酵過程中，生成的甲烷和二氧化碳?xì)怏w，通過厭氧膜生物反應(yīng)器4頂部設(shè)置的排氣孔5，一部分經(jīng)管道被集氣袋6收集，另一部分通過氣體循環(huán)泵7輸送回厭氧膜生物反應(yīng)器4底部設(shè)置的曝氣管8 ;甲烷和二氧化碳?xì)怏w從曝氣管8中曝出，并沿著膜9與導(dǎo)流板10所形成的通道向上運(yùn)動(dòng)，過程中使粘連在膜9與導(dǎo)流板10上的固體脫離膜9與導(dǎo)流板10，并重新與高懸浮固體濃度有機(jī)廢水混合；
[0008]c.廢水排出:經(jīng)過步驟b厭氧膜生物反應(yīng)器4處理后的高懸浮固體濃度有機(jī)廢水，其中一部分廢水在排水泵11的作用下，經(jīng)過膜9和集水管12后排放，另一部分廢水通過排料泵13直接排出；
[0009]d.回流:上述步驟c中由排料泵13排出的廢水中的一部分通過回流管14回流至高溫水解罐I中，調(diào)節(jié)高溫水解罐I內(nèi)的pH值為5.0?6.5。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟a中，高溫水解罐I中高懸浮固體濃度有機(jī)廢水的溫度被加熱至50?60°C，高懸浮固體濃度有機(jī)廢水在高溫水解罐I中停留時(shí)間為4?7天。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述步驟a中，高溫水解罐I中高懸浮固體濃度有機(jī)廢水的溫度被加熱至60?75°C，高懸浮固體濃度有機(jī)廢水在高溫水解罐I中停留時(shí)間為3?5天。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟b中，厭氧膜生物反應(yīng)器4的溫度為30°C?40°C，膜通量為5?10L/m2h，水力停留時(shí)間為15?20天，固體停留時(shí)間為30?40天。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟b中，厭氧膜生物反應(yīng)器4的溫度為50°C?60°C，膜通量為5?10L/m2h，水力停留時(shí)間為10?20天，固體停留時(shí)間為20?40天
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0015](I)大幅度地提高了厭氧膜生物反應(yīng)器能夠處理的有機(jī)物廢水濃度，將厭氧膜生物反應(yīng)器不能處理的高濃度廢水經(jīng)過高溫生物水解，降低懸浮固體濃度后，可以在本發(fā)明的厭氧膜生物反應(yīng)器中得到處理；
[0016](2)本發(fā)明通過高溫生物水解，將固體基質(zhì)水解液化至液相，進(jìn)而在厭氧膜生物反應(yīng)器中，能夠快速地被發(fā)酵轉(zhuǎn)化為甲烷，大幅度地提高了產(chǎn)氣速率和反應(yīng)器的處理能力；
[0017](3)本發(fā)明在膜的分離作用下，反應(yīng)器出水的透過液懸浮固體濃度大幅度降低，出水水質(zhì)提尚。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明高懸浮固體濃度有機(jī)廢水的處理系統(tǒng)示意圖
[0019]其中的附圖標(biāo)記為:
[0020]I高溫水解罐2攪拌電機(jī)3進(jìn)料泵
[0021]4厭氧膜生物反應(yīng)器5排氣孔6集氣袋
[0022]7氣體循環(huán)泵8曝氣管9膜
[0023]10導(dǎo)流板11排水泵12集水管
[0024]13排料泵14回流管
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1所示，本發(fā)明提供一種高懸浮固體濃度有機(jī)廢水的處理系統(tǒng)，包括高溫水解罐1、攪拌電機(jī)2、進(jìn)料泵3、厭氧膜生物反應(yīng)器4、集氣袋6、氣體循環(huán)泵7、曝氣管8、膜9、導(dǎo)流板10、排水泵11、集水管12、排料泵13和回流管14。
[0026]其中，攪拌電機(jī)2設(shè)置于高溫水解罐I中；高溫水解罐I和厭氧膜生物反應(yīng)器4通過管道及進(jìn)料泵3連接；膜9豎直地設(shè)置于厭氧膜生物反應(yīng)器4中，每個(gè)膜9兩側(cè)均設(shè)置有與其平行的導(dǎo)流板10 ;膜9頂部通過管道與設(shè)置在厭氧膜生物反應(yīng)器4上部的集水管12連接，集水管12與厭氧膜生物反應(yīng)器4外部的排水泵11連接；厭氧膜生物反應(yīng)器4頂部設(shè)置有排氣孔5，底部設(shè)置有曝氣管8，排氣孔5通過管道分別與集氣袋6和氣體循環(huán)泵7連接，氣體循環(huán)泵7的另一端與曝氣管8連接；厭氧膜生物反應(yīng)器4底部側(cè)面設(shè)置有排料口，并與排料泵13連接；排料泵13出料端連接兩個(gè)分支管道，一支連接至外界廢料收集池，另一支通過回流管14連接至高溫水解罐I的進(jìn)料口。
[0027]針對(duì)有機(jī)廢水厭氧消化工藝的不足，本發(fā)明提供一種高溫生物水解預(yù)處理組合厭氧膜生物反應(yīng)器的方法，包括如下步驟:
[0028]a.高溫生物水解預(yù)處理:
[0029]高懸浮固體濃度有機(jī)廢水通過管道進(jìn)入高溫水解罐I中，高溫水解罐I中高懸浮固體濃度有機(jī)廢水的溫度被加熱至50?75°C，開啟攪拌器2，使高溫水解罐I中的高懸浮固體濃度有機(jī)廢水混合均勻，高懸浮固體濃度有機(jī)廢水在高溫水解罐I中停留時(shí)間為2?10天，在此過程中，部分懸浮固體被水解成可溶性物質(zhì)；
[0030]b.厭氧膜生物反應(yīng)器處理:
[0031]經(jīng)過步驟a高溫水解后的高懸浮固體濃度有機(jī)廢水通過進(jìn)料泵3進(jìn)入到厭氧膜生物反應(yīng)器4中，在30°C?60°C溫度范圍內(nèi)被快速厭氧發(fā)酵、產(chǎn)氣；設(shè)定膜通量，確定水力停留時(shí)間和固體停留時(shí)間。在發(fā)酵過程中，生成的甲烷和二氧化碳混合氣體，通過厭氧膜生物反應(yīng)器4頂部設(shè)置的排氣孔5，一部分經(jīng)管道被集氣袋6收集，另一部分通過氣體循環(huán)泵7輸送回厭氧膜生物反應(yīng)器4底部設(shè)置的曝氣管8。甲烷和二氧化碳混合氣體從曝氣管8中曝出，并沿著膜9與導(dǎo)流板10所形成的通道向上運(yùn)動(dòng)，過程中使粘連在膜9與導(dǎo)流板10上的固體脫離膜9與導(dǎo)流板10，并重新與高懸浮固體濃度有機(jī)廢水混合；
[0032]c.廢水排出:經(jīng)過步驟b厭氧膜生物反應(yīng)器4處理后的高懸浮固體濃度有機(jī)廢水，其中一部分廢水在排水泵11的作用下，經(jīng)過膜9和集水管12后排放，另一部分廢水通過排料泵13直接排出；
[0033]d.回流:上述步驟c中由排料泵13排出的廢水中的一部分通過回流管14回流至高溫水解罐I中，調(diào)節(jié)高溫水解罐I內(nèi)的PH值為5.0?6.5，使水解微生物處于適宜的pH范圍，高溫水解罐I具有高的水解懸浮固體的能力。
[0034]優(yōu)選地，步驟a中，高溫水解罐I中高懸浮固體濃度有機(jī)廢水的溫度被加熱至50?60°C，高懸浮固體濃度有機(jī)廢水在高溫水解罐I中停留時(shí)間為4?7天。
[0035]優(yōu)選地，步驟a中，高溫水解罐I中高懸浮固體濃度有機(jī)廢水的溫度被加熱至60?75°C，高懸浮固體濃度有機(jī)廢水在高溫水解罐I中停留時(shí)間為3?5天。
[0036]優(yōu)選地，步驟b中，厭氧膜生物反應(yīng)器4的溫度為30°C?40°C，膜通量為5?1L/m2h，水力停留時(shí)間為15?20天，固體停留時(shí)間為30?40天。
[0037]優(yōu)選地，步驟b中，厭氧膜生物反應(yīng)器4的溫度為50°C?60°C，膜通量為5?1L/m2h，水力停留時(shí)間為10?20天，固體停留時(shí)間為20?