CN101514046A - 含锰有机废水膜生物反应器处理工艺 - Google Patents

含锰有机废水膜生物反应器处理工艺 Download PDF

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杨瑜芳
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Abstract

本发明涉及一种含锰有机废水膜生物反应器处理工艺，包括预处理、好氧生化处理及膜过滤出水阶段，其特征在于先将含锰有机废水预处理，再经过好氧生物池进行生化处理，生化处理后的水再经布置在膜池中的平板微滤膜或超滤膜进行膜过滤出水；其中，好氧生物池和膜池组成膜生物反应器。采用本工艺含锰有机废水中Mn去除率为95％以上，COD去除率为96％以上，系统最终出水达到《污水综合排放标准》(GB8978－1996)中一级排放标准；污泥浓度保持在7～15g/L，容积负荷高，污泥产量低；工艺流程简单，占地面积小，并且可以采用可编程控制器(PLC)进行自动控制。

Description

含锰有机废水膜生物反应器处理工艺
技术领域
本发明涉及一种含锰有机废水的处理工艺，特别涉及一种采用膜生物反应器对含锰有机废水进行处理的工艺。
背景技术
锰是国家限制排放的重金属污染物之一。国家规定的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中锰的指标为0.1mg/L，过量饮用锰超标的水，对人体有较大危害，会引起食欲不振、呕吐、腹泻、胃肠道紊乱、记忆力减退、情绪上不稳定、抑郁或激动等。而某些行业如冶炼、锰盐制备、电解、化工生产等会排放出大量锰含量很高的废水，如不进行有效处理，会极大污染水体环境和影响人的生存健康。
目前，含锰污水主要采用化学沉淀和传统的活性污泥法进行处理，通过生物处理去除废水中的有机污染物质，再用化学沉淀法将溶解的锰氧化为不溶解的氧化锰或氢氧化锰，经凝聚、过滤去除，但该工艺过程复杂，投资大，耗酸、碱量大，引起二次污染。另外，传统的活性污泥法依靠二沉池进行泥水分离，使得曝气池中污泥浓度不能太高以及必须控制较短的SRT值，导致处理装置容积负荷低、占地面积大、耐冲击负荷差等，且易受污泥膨胀的影响。
也有报道中采用萃取法处理含锰废水，其利用环烷酸-混合醇-煤油体系用于工业废水中锰的处理，但该工艺操作复杂，难以在大规模的废水处理工程中得到推广和应用。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种可以大幅度降低含锰有机废水中Mn和有机物含量的膜生物反应器处理新工艺。
本发明通过以下措施予以实现：
工艺流程为：
Figure A20081002068900031
本发明中的含锰有机废水先后经过预处理、好氧生化处理及膜过滤出水阶段。在预处理阶段后设有膜生物反应器(MBR)，该反应器由好氧生物池和膜池两部分组成，先将含锰有机废水预处理、再经过好氧生物池进行生化处理，生化处理后的水再经布置在膜池中的平板微滤膜或超滤膜进行最终膜过滤出水。
本发明中的预处理设备采用间距为0.5～3mm的细格栅，其目的是用于去除污水中颗粒较大的悬浮物，保护后续设备的正常运行，及防止大颗粒杂质在膜面的沉积。
本发明中的膜生物反应器中好氧生物池的污泥浓度保持在7～15g/L，污泥负荷为0.10～0.30kgCOD/(kgSS·d)。
本发明中的膜池内的污泥混合液回流至好氧生物池，回流量为膜过滤出水量的150～300％，使得好氧生物池中的污泥浓度能维持一个较高的水平，从而提高整个膜生物反应器的处理效率。
本发明中的膜池内置平板微滤或超滤膜组件，膜组件下方设有曝气设备，曝气产生的上升气流对膜表面进行冲刷，防止污泥颗粒在膜表面的沉积和吸附，从而有效减缓膜污染的发展趋势，气水比为15∶1～30∶1。
本发明中的平板微滤或超滤膜的运行方式为负压间歇抽吸，压力为-2～-30KPa，运行时每抽8～12min，停止出水1～3min，工作温度为10～35℃，膜过水通量为15～30L/m2·h。
本发明中的含锰有机废水的Mn含量为5～30mg/L，CODCr含量为1000～4000mg/L，经膜生物反应器处理后出水的Mn＜1.0mg/L，CODCr＜80mg/L。
本发明的优点在于：好氧生物池和膜池组合成膜生物反应器，膜池内置平板微滤或超滤膜，能完全截留活性污泥；工艺具有较高的Mn和有机物的去除效果，Mn去除率为95％以上，COD去除率为96％以上；系统最终出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中一级排放标准；污泥浓度保持在7～15g/l，容积负荷高，污泥产量低；工艺流程简单，适合采用可编程序控制器(PLC)进行自动控制；系统中不设二沉池，占地面积小。
以下结合具体实施案例，进一步说明本发明工艺，但实施案例所述具体设备不是对本发明工艺的限定。
附图说明
图1为含锰有机废水膜生物反应器处理工艺流程图。
具体实施方式
参见图1，含锰有机废水即原污水经细格栅去除颗粒较大的杂质后，进入调节池作水质、水量的调节，然后通过潜污泵进入膜生物反应器，以上为预处理阶段，该反应器由好氧生物池和膜池两部分组成，含锰有机废水经好氧生物池进行生化处理，去除大部分有机物的同时，以Mn2+氧化细菌为主的生物群系能氧化Mn2+为高价态的Mn4+，并被截留或沉积粘附到活性污泥上，再经布置在膜池中的平板微滤或超滤膜采用磁力驱动泵负压间歇抽吸高效泥水分离即膜过滤出水。
实施例1
本发明试验处理量按20m3/d设计；原污水经0.5mm的细格栅后进入调节池作水质、水量的调节，然后通过潜污泵进入好氧生物池，好氧生物池容积为9m3，污泥浓度保持在7g/L，污泥负荷为0.30kgCOD/(kgSS·d)；好氧生物池出水进入膜池，膜池内的污泥混合液回流至好氧生物池，回流量为膜过滤出W水量的300％；膜池容积为5m2，通过设在膜池内的平板微滤膜过滤出水，微滤膜总面积为35m2，膜出水采用泵负压间歇抽吸，压力为-2KPa，运行时每抽8min，停止出水1min，工作温度为35℃，膜过水通量为30L/m2·h；微滤膜组件下方设有曝气箱，气水比为15∶1。
处理情况如表1所示，除表1中所列举的污染物，其他污染指标均达《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中一级排放标准。
表1试验中进出水水质
项目   进水浓度(mg/L)   出水浓度(mg/L)   去除率(％)
  Mn(锰)   17.8   0.75   95.8
  CODCr(化学需氧量)   2320   72   96.9
  SS(悬浮物)   120   ＜1.0   99.9
实施例2
本发明试验处理量按20m3/d设计；原污水经3mm的细格栅后进入调节池作水质、水量的调节，然后通过潜污泵进入好氧生物池，好氧生物池容积为9m3，污泥浓度保持在15g/L，污泥负荷为0.10kgCOD/(kgSS·d)；好氧生物池出水进入膜池，膜池内的污泥混合液回流至好氧生物池，回流量为膜过滤出水量的150％；膜池容积为5m2，通过设在膜池内的平板微滤膜过滤出水，微滤膜总面积为35m2，膜出水采用泵负压间歇抽吸，压力为-30KPa，运行时每抽12min，停止出水3min，工作温度为10℃，膜过水通量为15L/m2·h；微滤膜组件下方设有曝气箱，气水比为30∶1。
处理情况如表2所示。除表2中所列举的污染物，其他污染指标均达《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中一级排放标准。
表2试验中进出水水质
项目   进水浓度(mg/L)   出水浓度(mg/L)   去除率(％)
  Mn(锰)   19.1   0.81   95.8
  CODCr(化学需氧量)   2630   76   97.1
  SS(悬浮物)   130   ＜1.0   99.9
实施例3
本发明试验处理量按20m3/d设计；原污水经1mm的细格栅后进入调节池作水质、水量的调节，然后通过潜污泵进入好氧生物池，好氧生物池容积为9m3，污泥浓度保持在12g/L，污泥负荷为0.20kgCOD/(kgSS·d)；好氧生物池出水进入膜池，膜池内的污泥混合液回流至好氧生物池，回流量为膜过滤出水量的200％；膜池容积为5m2，通过设在膜池内的平板微滤膜过滤出水，微滤膜总面积为35m2，膜出水采用磁力驱动泵负压间歇抽吸，压力为-10KPa，运行时每抽10min，停止出水2min，工作温度为20℃，膜过水通量为20L/m2·h；微滤膜组件下方设有曝气箱，气水比为20∶1。
处理情况如表3所示。除表3中所列举的污染物，其他污染指标均达《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中一级排放标准
表3试验中进出水水质
项目   进水浓度(mg/L)   出水浓度(mg/L)   去除率(％)
  Mn(锰)   21.1   0.86   95.9
  CODCr(化学需氧量)   2780   76   97.3
  SS(悬浮物)   120   ＜1.0   99.9

Claims (7)

1.一种含锰有机废水膜生物反应器处理工艺，包括预处理、好氧生化处理及膜过滤出水阶段，其特征在于先将含锰有机废水预处理，再经过好氧生物池进行生化处理，生化处理后的水再经布置在膜池中的平板微滤膜或超滤膜进行最终膜过滤出水；其中，好氧生物池和膜池组成膜生物反应器。
2.根据权利要求1所述的含锰有机废水膜生物反应器处理工艺，其特征在于在所述的预处理阶段采用间距为0.5～3mm细格栅的预处理设备。
3.根据权利要求1所述的含锰有机废水膜生物反应器处理工艺，其特征在于所述的膜生物反应器中好氧生物池的污泥浓度保持在7～15g/L，污泥负荷为0.10～0.30kgCOD/(kgSS·d)。
4.根据权利要求1所述的含锰有机废水膜生物反应器处理工艺，其特征在于所述的膜池内的污泥混合液回流至好氧生物池，回流量为膜过滤出水量的150～300％。
5.根据权利要求1所述的含锰有机废水膜生物反应器处理工艺，其特征在于所述的膜池中平板微滤膜或超滤膜组件下方设有曝气设备，气水比为15∶1～30∶1。
6.根据权利要求1所述的含锰有机废水膜生物反应器处理工艺，其特征在于所述的平板微滤膜或超滤膜的运行方式为负压间歇抽吸，压力为-2～-30KPa，运行时每抽8～12min，停止出水1～3min，工作温度为10～35℃，膜过水通量为15～30L/m2·h。
7.根据权利要求1所述的含锰有机废水膜生物反应器处理工艺，其特征在于所述的含锰有机废水的Mn含量为5～30mg/L，CODCr含量为1000～4000mg/L，经膜生物反应器处理后出水的Mn＜1.0mg/L，CODCr＜80mg/L。
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