CN103708686B - 一种兼氧膜生物反应器污水处理装置及处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兼氧膜生物反应器污水处理装置，包括设有进水口和产水口的装置本体，所述的装置本体内由进水口往产水口方向依次设有强化厌氧反应区、复合兼氧流动床MBR反应区，所述的强化厌氧反应区由至少2个串联的反应室构成，所述的反应室内填充有生物填料；所述的复合兼氧流动床MBR反应区底部设有曝气装置，所述的复合兼氧流动床MBR反应区包括流化床反应区和MBR反应区，所述的流化床反应区内悬浮有流化床填料，所述的MBR反应区内设有浸没式超滤膜组件，浸没式超滤膜组件的产水管道与产水口连接。本发明还包括采用上述污水处理装置的进行污水处理的污水处理工艺。本发明所述的污水处理装置及工艺具有污水处理效果好，产水稳定等优点。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，特别涉及一种兼氧膜生物反应器污水处理装置及处理工艺。
背景技术
现有技术中，污水处理工艺具有多种多样，每种污水处理工艺都具有一定的优势，但是由于污水中污染物成分复杂，采用单一的污水处理工艺普遍难以使水质达标排放。如厌氧水解酸化预处理技术，厌氧水解酸化预处理技术是一种有效去除污染物的生物技术，主要是在水解细菌、产酸菌的作用下，将不溶性有机物水解为可溶性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质。但是厌氧水解酸化技术也仅仅作为各种生化处理的预处理，用于提高污水生化性能，降低后续生物处理的负荷，因而被广泛运用在难生物降解的化工、造纸及有机物浓度高的食品污水处理中。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种将强化厌氧水解、兼氧流动床生物膜与膜生物反应器进行有机结合，克服了现有单一的生物膜或膜生物反应工艺存在的不足的兼氧膜生物反应器污水处理装置及处理工艺。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种兼氧膜生物反应器污水处理装置，包括设有进水口和产水口的装置本体，其特征在于：所述的装置本体内由进水口往产水口方向依次设有强化厌氧反应区、复合兼氧流动床MBR反应区，所述的强化厌氧反应区由至少3个串联的反应室构成，所述的反应室内填充有生物填料；所述的复合兼氧流动床MBR反应区底部设有曝气装置，所述的复合兼氧流动床MBR反应区包括流化床反应区和MBR反应区，所述的流化床反应区内悬浮有流化床填料，所述的MBR反应区内设有浸没式超滤膜组件，浸没式超滤膜组件的产水管道与产水口连接。
优选的，所述的生物填料为带有缓释功能的生物填料。
优选的，所述的带有缓释功能的生物填料按重量百分比由以下组分组成：热塑性树脂材料20-50%，无机碳材料20-40%，粘结剂10-30%，聚菌剂10-25%，助控剂3-10%，表面活性剂0.5-2%。
优选的，所述热塑性树脂材料为聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)、聚砜(PSF)、橡胶中的一种或多种；所述无机碳材料为石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维、活性炭粉末中的一种或多种；所述粘结剂为酚醛、乙烯聚合物、含酯型大分子单体、丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体中的一种或多种；所述聚菌剂为壳聚糖、木质素、甲壳素中的一种或多种；所述助控剂为聚乙烯醇-硼酸交联物、硅藻土、木屑中的一种或多种。
优选的，所述的反应室由第一竖向导流板和第二竖向导流板间隔而成，且第一个反应室与装置本体墙壁间及反应室与反应室之间设有流体通道；所述的第一竖向导流板与装置本体顶部连接，且与装置本体底部间设有一反应室进水口；所述的第二竖向导流板与装置本体底部连接，且与装置本体顶部间设有一反应室出水口。
优选的，所述的第一竖向导流板底部具有一向反应室弯折的弧度。
优选的，所述的第一竖向导流板与装置本体连接处和第二竖向导流板与装置本体底部连接处设有一弧形导流板。
优选的，所述的流化床填料按重量百分比由以下组分组成：高密度聚乙烯或聚丙烯80%-90%，偶联剂1%-3%，无机碳材料3%-10%，抗氧化剂1%-3%，营养剂2%-6%，亲水剂3%-8%。
优选的，所述的偶联剂为钛酸脂、铝酸脂中的一种或两种混合体，用于改善原料的流动性，同时使原料的各组分紧密连接形成一个整体；所述的无机碳材料为活性炭、石墨、炭黑、碳纳米纤维中的一种或多种混合体，用于增加填料表面特性，增大比表面积；所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂TPP中的一种或多种混合体，用于提高填料的耐腐蚀能力，延长填料使用寿命；所述营养剂为蔗渣、淀粉、壳聚糖、木质素、甲壳素中的一种或多种混合体，用于提供微生物前期生长的营养；所述亲水剂为聚乙烯醇、聚丙烯酸盐中的一种或两种混合体，用于改善填料的亲水性。
本发明还包括一种污水处理工艺，其特征在于：采用上述兼氧膜生物反应器污水处理装置的进行污水处理。
具体的，所述的污水处理工艺步骤为：污水由装置本体的进水口进入强化厌氧水解反应区，污水在强化厌氧水解反应区依次通过反应室，在反应室中污水中的有机污染物通过与生物填料上微生物充分接触反应而得到有效降解；厌氧水解反应后，污水进入复合兼氧膜生物反应区，复合兼氧膜生物反应区内由曝气装置进行曝气，在曝气过程中流化床反应区内的流化床填料外部为好氧环境，内部则为厌氧或兼氧环境，自身形成好氧-兼氧交替分布形态，污水在流化床反应区内可反复进行微生物好氧硝化、吸磷、厌氧释磷与反硝化一系列生化反应；最终，处理好的污水由MBR反应区内的浸没式超滤膜组件的产水管道经产水口流出。
采用上述技术方案，本发明所述的兼氧膜生物反应器污水处理装置及处理工艺，具有的有益效果为：本发明提供了一种将强化厌氧水解、兼氧流动床反应与膜生物反应器进行有机结合，克服了现有单一的生物膜或膜生物反应工艺存在的不足；具有污水处理效果好，产水稳定等优点。
附图说明
图1为本发明所述的兼氧膜生物反应器污水处理装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种兼氧膜生物反应器污水处理装置，包括设有进水口11和产水口12的装置本体1，装置本体1内由进水口11往产水口12方向依次设有强化厌氧反应区2、复合兼氧流动床MBR反应区，强化厌氧反应区2由至少3个串联的反应室21构成，所述的反应室21内填充有生物填料210；所述的复合兼氧流动床MBR反应区底部设有曝气装置5，所述的复合兼氧流动床MBR反应区包括流化床反应区3和MBR反应区4，所述的流化床反应区3内悬浮有流化床填料31，所述的MBR反应区4内设有浸没式超滤膜组件41，浸没式超滤膜组件41的产水管道与产水口12连接。
优选的，所述的生物填料为带有缓释功能的生物填料，且所述的带有缓释功能的生物填料优选按重量百分比由以下组分组成：热塑性树脂材料20-50%，无机碳材料20-40%，粘结剂10-30%，聚菌剂10-25%，助控剂3-10%，表面活性剂0.5-2%；该带有缓释功能的生物填料制备方法为：将上述组分按比例进行搅拌混合，将混匀后的混合物移入双螺杆注塑机中通过模具挤出成型，并于马弗炉中进行升温焙烧，最终制得缓释填料。
优选的，所述的反应室21由第一竖向导流板211和第二竖向导流板212间隔而成，且第一个反应室21与装置本体1墙壁间及反应室21与反应室21之间设有流体通道22；所述的第一竖向导流板211与装置本体1顶部连接，且与装置本体1底部间设有一反应室进水口；所述的第二竖向导流板212与装置本体1底部连接，且与装置本体1顶部间设有一反应室出水口。所述的第一竖向导流板211底部具有一向反应室弯折的弧度。作为优选方式，第一竖向导流板211与装置本体1连接处和第二竖向导流板212与装置本体1底部连接处设有一弧形导流板。
具体的，本发明所述的兼氧膜生物反应器污水处理装置用于污水处理的工艺步骤为：污水由装置本体的进水口进入强化厌氧水解反应区，污水在强化厌氧水解反应区依次通过反应室，在反应室中污水中的有机污染物通过与生物填料上微生物充分接触反应而得到有效降解，厌氧水解反应后，污水进入复合兼氧膜生物反应区，复合兼氧膜生物反应区内由曝气装置进行曝气，在曝气过程中流化床反应区内的流化床填料外部为好氧环境，内部则为厌氧或兼氧环境，自身形成好氧-兼氧交替分布形态，污水在流化床反应区内可反复进行微生物好氧硝化、吸磷以、厌氧释磷与反硝化一系列生化反应；同时，曝气产生的气泡推动流化床填料和周围的水体流动起来，当气流穿过水流和流化床填料的空隙时又被填料阻滞，并被分割成小气泡，有效地提高溶解氧浓度；增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率，最终，处理好的污水由MBR反应区内的浸没式超滤膜组件的产水管道经产水口流出。
实施例1
待处理印染废水进水CODCr为500-900mg/L，色度为100-240倍；采用本发明所述的兼氧膜生物反应器污水处理装置进行处理，强化厌氧水解反应区中的反应室为3个，生物填料为普通的生物填料。经本发明所述的兼氧膜生物反应器污水处理装置处理后，其出水CODCr均在100 mg/L以下，色度50以下，能够稳定达到纺织印染行业I级排放标准，并可部分进行资源化循环回用。
实施例2
待处理印染废水进水CODCr为500-900mg/L，色度为100-240倍；采用本发明所述的兼氧膜生物反应器污水处理装置进行处理，强化厌氧水解反应区中的反应室为3个，生物填料为带有缓释功能的生物填料。经本发明所述的兼氧膜生物反应器污水处理装置处理后，其出水CODCr均在80 mg/L以下，色度30以下，处理效果优于普通的生物填料。
实施例3
待处理印染废水进水CODCr为500-900mg/L，色度为100-240倍；采用本发明所述的兼氧膜生物反应器污水处理装置进行处理，强化厌氧水解反应区中的反应室为3个，生物填料为带有缓释功能的生物填料，该生物填料按重量百分比由以下组分组成：热塑性树脂材料20-50%，无机碳材料20-40%，粘结剂10-30%，聚菌剂10-25%，助控剂3-10%，表面活性剂0.5-2%；且所述热塑性树脂材料为聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)、聚砜(PSF)、橡胶中的一种或多种；所述无机碳材料为石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维、活性炭粉末中的一种或多种；所述粘结剂为酚醛、乙烯聚合物、含酯型大分子单体、丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体中的一种或多种；所述聚菌剂为壳聚糖、木质素、甲壳素中的一种或多种；所述助控剂为聚乙烯醇-硼酸交联物、硅藻土、木屑中的一种或多种。该带有缓释功能的生物填料制备方法为：将上述组分按比例进行搅拌混合，将混匀后的混合物移入双螺杆注塑机中通过模具挤出成型，并于马弗炉中进行升温焙烧，最终制得缓释填料。
经本发明所述的兼氧膜生物反应器污水处理装置处理后，其出水CODCr均在20 mg/L以下，色度10以下，处理效果明显优于普通的生物填料。
实施例4
待处理印染废水进水CODCr为500-900mg/L，色度为100-240倍；采用本发明所述的兼氧膜生物反应器污水处理装置进行处理，强化厌氧水解反应区中的反应室为3个，生物填料为带有缓释功能的生物填料，该生物填料按重量百分比由以下组分组成：热塑性树脂材料20-50%，无机碳材料20-40%，粘结剂10-30%，聚菌剂10-25%，助控剂3-10%，表面活性剂0.5-2%；该带有缓释功能的生物填料制备方法为：将上述组分按比例进行搅拌混合，将混匀后的混合物移入双螺杆注塑机中通过模具挤出成型，并于马弗炉中进行升温焙烧，最终制得缓释填料。流化床填料按重量百分比由以下组分组成：高密度聚乙烯或聚丙烯80%-90%，偶联剂1%-3%，无机碳材料3%-10%，抗氧化剂1%-3%，营养剂2%-6%，亲水剂3%-8%。且所述的偶联剂为钛酸脂、铝酸脂中的一种或两种混合体，用于改善原料的流动性，同时使原料的各组分紧密连接形成一个整体；所述的无机碳材料为活性炭、石墨、炭黑、碳纳米纤维中的一种或多种混合体，用于增加填料表面特性，增大比表面积；所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂TPP中的一种或多种混合体，用于提高填料的耐腐蚀能力，延长填料使用寿命；所述营养剂为蔗渣、淀粉、壳聚糖、木质素、甲壳素中的一种或多种混合体，用于提供微生物前期生长的营养；所述亲水剂为聚乙烯醇、聚丙烯酸盐中的一种或两种混合体，用于改善填料的亲水性。
经本发明所述的兼氧膜生物反应器污水处理装置处理后，其出水CODCr均在15mg/L以下，色度8以下，处理效果明显优于普通的生物填料。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种兼氧膜生物反应器污水处理装置，包括设有进水口和产水口的装置本体，其特征在于：所述的装置本体内由进水口往产水口方向依次设有强化厌氧反应区、复合兼氧流动床MBR反应区，所述的强化厌氧反应区由至少3个串联的反应室构成，所述的反应室内填充有生物填料；所述的复合兼氧流动床MBR反应区底部设有曝气装置，所述的复合兼氧流动床MBR反应区包括流化床反应区和MBR反应区，所述的流化床反应区内悬浮有流化床填料，所述的MBR反应区内设有浸没式超滤膜组件，浸没式超滤膜组件的产水管道与产水口连接；所述的生物填料为带有缓释功能的生物填料；所述的带有缓释功能的生物填料按重量百分比由以下组分组成：热塑性树脂材料20-50%，无机碳材料20-40%，粘结剂10-30%，聚菌剂10-25%，助控剂3-10%，表面活性剂0.5-2%；所述热塑性树脂材料为聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、橡胶中的一种或多种；所述无机碳材料为石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维、活性炭粉末中的一种或多种；所述粘结剂为酚醛、乙烯聚合物、含酯型大分子单体、丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体中的一种或多种；所述聚菌剂为壳聚糖、木质素、甲壳素中的一种或多种；所述助控剂为聚乙烯醇-硼酸交联物、硅藻土、木屑中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种兼氧膜生物反应器污水处理装置，其特征在于，所述的反应室由第一竖向导流板和第二竖向导流板间隔而成，且第一个反应室与装置本体墙壁间及反应室与反应室之间设有流体通道；所述的第一竖向导流板与装置本体顶部连接，且与装置本体底部间设有一反应室进水口；所述的第二竖向导流板与装置本体底部连接，且与装置本体顶部间设有一反应室出水口。
3.根据权利要求2所述的一种兼氧膜生物反应器污水处理装置，其特征在于，所述的第一竖向导流板底部具有一向反应室弯折的弧度。
4.根据权利要求2所述的一种兼氧膜生物反应器污水处理装置，其特征在于，所述的第一竖向导流板与装置本体连接处和第二竖向导流板与装置本体底部连接处设有一弧形导流板。
5.根据权利要求1所述的一种兼氧膜生物反应器污水处理装置，其特征在于，所述的流化床填料按重量百分比由以下组分组成：高密度聚乙烯或聚丙烯80%-90%，偶联剂1%-3%，无机碳材料3%-10%，抗氧化剂1%-3%，营养剂2%-6%，亲水剂3%-8%；所述的偶联剂为钛酸脂、铝酸脂中的一种或两种混合体；所述的无机碳材料为活性炭、石墨、炭黑、碳纳米纤维中的一种或多种混合体；所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂TPP中的一种或多种混合体；所述营养剂为蔗渣、淀粉、壳聚糖、木质素、甲壳素中的一种或多种混合体；所述亲水剂为聚乙烯醇、聚丙烯酸盐中的一种或两种混合体。
6.一种污水处理工艺，其特征在于：采用权利要求1-5任一权利要求所述的兼氧膜生物反应器污水处理装置进行污水处理。
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