CN103723891A - 一种高浓度有机废水处理方法及处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高浓度有机废水处理方法及处理系统，该系统用厌氧MBR-膜分离组合工艺代替了传统的厌氧-好氧MBR-深度处理工艺，该厌氧MBR子系统在现有厌氧处理工艺上进行了改进，通过增加废水停留时间、提高厌氧污泥与污水的混合强度和采用高分子滤料减少污泥流失的方法提高该步骤的废水处理能力，其排出的废水中有机物浓度较高，因此在后续的深度处理子系统的浓液侧能得到高浓度的可以回收利用的有机物。本发明的高浓度有机废水处理系统不采用好氧MBR工艺也能达到废水处理和排放标准，去除好氧工艺还具有节能、省空间、产物有效利用和污泥产量低、易于维护等优点。

Description

一种高浓度有机废水处理方法及处理系统

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种高浓度有机废水处理方法及处理系统。

背景技术

在水处理行业内，常规的高浓度有机废水主要具有以下特点：一是有机物浓度高，COD（Chemical Oxygen Demand, 化学需氧量）一般在2000 mg/L以上，有的甚至高达几万mg/L，相对而言，BOD（生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand,BOD））较低，很多废水BOD与COD的比值小于0.3；二是成分复杂，含有毒性物质废水中有机物以芳香族化合物和杂环化合物居多，还多含有硫化物、氮化物、重金属和有毒有机物；三是色度高，有异味，有些废水散发出刺鼻恶臭，给周围环境造成不良影响。以垃圾渗滤液为例，其COD浓度最高可达90000mg/L，氨氮浓度最高可达2000mg/L以上，其污染物负荷可以达到一般市政污水的几百倍，因此在处理工艺上难以套用传统的生活污水处理技术。

在现有的高浓度有机废水处理技术领域，最为常规的处理工艺为厌氧+好氧MBR（Membrane Bio-Reactor膜生物反应器）+膜分离技术，此类技术流程包含：

1）废水进水的物理分离与预处理，通过格栅拦截污水中的漂浮物和大颗粒杂质；

2）厌氧生化处理，在厌氧条件下由生长厌氧菌的厌氧污泥降解污水中部分有机污染物，并改善污水的可生化性；

3）好氧生化MBR系统，分为生化段和超滤段，生化段在好氧条件下，由生长好氧菌活性污泥与废水充分混合反应，降解去除废水中的有机污染物；在超滤段中，经反应后的泥水混合物经由超滤膜进行泥水分离，清液进入后续工艺段，污泥回流至生化段保持污泥浓度；

4）膜分离，将好氧生化产水通过纳滤、反渗透等物理手段进一步分离浓缩废水中的剩余污染物，产生的清液达标后可排放，同时产生部分浓水；

5）污泥处理系统，物化和生化反应产生的污泥通过浓缩、脱水的方式减小污泥体积，降低含水率，便于后续污泥处置。

上述常规的高浓度有机废水处理工艺具有以下缺陷：

1. 传统的高浓度有机废水处理工艺需采用好氧处理技术，即通过鼓风曝气、机械曝气等形式向好氧反应池内传递氧气，上述过程消耗大量电能，这一工艺单元的能耗约占水处理系统总能耗的40-60%；

2. 采用好氧处理的工艺必须满足一年四季较稳定的进水量，水量不足时，污泥缺乏营养，需要额外投加营养物；而当丰水期来临时，好氧污泥需要一段时间适应垃圾渗滤液的水质及水量，处理效率不能马上达到设计要求；

3. 传统高浓度废水处理工艺中好氧生化出水COD浓度较低，进入膜分离系统后产生的浓水无回收利用价值，同时因为浓度高且成分复杂难以处理处置；

4. 由于现有工艺多采用好氧生化处理技术，此类系统必须通过连续进水运行的方式向反应池内补充有机物以保持好氧污泥的活性，如果没有废水产生，则好氧反应池内的污泥会因营养供给不足而难以维持活性，在长期停水的条件下甚至出现完全失去活性的情况，为运营维护带来了难度，一旦生产企业无法保证每天废水水量的稳定供应，那么系统的运行将会受到影响；

5. 传统处理技术采用厌氧-好氧的两级生化处理工艺，此类工艺在运行时对水温，水质，溶解氧等多个参数都有较高要求，且各级参数要求各不相同；加之此类工艺还需要与前端的物化及后端的物理处理工艺相串联，处理流程长，这些因素都为实际运行管理带来一定的难度；

6. 传统处理工艺中的好氧反应池占地面积较大；

7. 传统处理技术中好氧工艺产生的剩余污泥量较大，如不妥善处理会造成二次污染，而在此类污泥的处理过程中，也将造成大量的人力和资源的消耗。

发明内容

本发明提供一种高浓度有机废水处理方法及处理系统，以解决现有技术中存在的上述缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种外置式厌氧膜生物反应器-膜分离组合工艺处理高浓度有机废水的方法，包括如下步骤：

 （1）预处理步骤：将待处理的高浓度有机废水进行废水的物理分离与预处理，拦截废水中的漂浮物和大颗粒杂质；

（2）厌氧处理步骤：将经过步骤（1）预处理的废水经过外置式厌氧膜生物反应器，以降解废水中的有机污染物，并进行气、液、固三相分离，该步骤通过增加废水停留时间、提高厌氧污泥与污水的混合强度和采用高分子滤料减少污泥流失的方法提高该步骤的废水处理能力；

（3）膜分离步骤：经所述厌氧处理步骤后排出的水经高压力操作、高浓缩倍数、高产水率的膜分离组件的分离处理，排出符合排放标准的水，并在膜分离组件的浓液侧得到可回收利用的高浓度有机物，所述高浓度的有机物经收集后可作为燃料利用。

在本发明的一优选实施方式中，所述步骤（2）中，外置式厌氧膜生物反应器按照废水流向包括厌氧反应池单元、厌氧沉淀池单元和超滤单元，其中所述厌氧反应池单元用于在厌氧菌的作用下降解废水中的有机污染物，并进行气、液、固三相分离；所述厌氧沉淀池单元用于去除所述厌氧反应池单元排出的废水中的厌氧污泥；所述超滤单元用于去除从所述沉淀池单元排出的废水中的大部分有机污染物。

在本发明的一优选实施方式中，所述步骤（2）中，增加废水停留时间通过增大厌氧反应池单元的体积实现。

在本发明的一优选实施方式中，所述步骤（2）中，提高厌氧污泥与污水的混合强度通过在厌氧反应池单元采用重力或机械混合的方式实现。

在本发明的一优选实施方式中，所述超滤单元为外置式超滤膜系统，所述外置式超滤膜系统与所述厌氧沉淀池单元之间还设有一控制液位保证系统正常运行的中间水池。

在本发明的一优选实施方式中，所述厌氧反应池单元包括厌氧反应器，废水从所述厌氧反应器的底部进入反应混合区与所述厌氧反应器内的厌氧污泥接触混合，所述厌氧污泥在厌氧菌的作用下降解废水中的有机污染物，在该降解反应过程中废水经过水解酸化后产生沼气，夹带沼气和厌氧污泥的废水混合液上升至所述厌氧反应器的三相分离区，较轻的沼气将上升进入沼气收集装置，较重的污泥回沉至反应混合区内，废水则经设置有高分子滤料的出水区进入后续处理装置。

在本发明的一优选实施方式中，所述步骤（3）中的膜分离组件采用NF或RO膜组件，使用高压泵循环使废水进入膜分离组件，所述膜分离组件将废水中的污染物截留在浓液侧，排出满足排放标准的水。

本发明同时提供一种高浓度有机废水处理系统，所述系统按照废水的流向包括：

预处理子系统，用于废水进水的物理分离与预处理，拦截废水中的漂浮物和大颗粒杂质；

厌氧MBR子系统，其按照废水流向包括厌氧反应池单元、厌氧沉淀池单元和超滤单元，其中所述厌氧反应池单元用于在厌氧菌的作用下降解废水中的有机污染物，并进行气、液、固三相分离；所述厌氧沉淀池单元用于去除所述厌氧反应池单元排出的废水中的厌氧污泥；所述超滤单元用于去除从所述沉淀池单元排出的废水中的大部分有机污染物；所述厌氧MBR子系统通过增加废水在厌氧反应池单元的停留时间、提高厌氧反应池单元中厌氧污泥与污水的混合强度和在厌氧反应池单元出水区采用高分子滤料减少污泥流失的方法提高废水处理能力；

深度处理子系统，用于深度去除从所述厌氧MBR子系统中排出的废水中的污染物，并在其浓液侧富集可回收利用的高浓度有机物，具体的利用方式可以为用于燃料。

在本发明的一优选实施方式中，所述超滤单元为外置式超滤膜系统，所述外置式超滤膜系统与所述厌氧沉淀池单元之间还设有一控制液位保证系统正常运行的中间水池。

在本发明的一优选实施方式中，所述厌氧反应池单元采用中温厌氧，温度控制在35～38℃，并且优选，所述厌氧反应池单元通过蒸汽加热对其内的介质进行保温加热，并通过PLC控制加热器进行温度控制。

在本发明的一优选实施方式中，所述厌氧反应池单元包括厌氧反应器，废水从所述厌氧反应器的底部进入反应混合区与所述厌氧反应器内的厌氧污泥接触混合，所述厌氧污泥在厌氧菌的作用下降解废水中的有机污染物，在该降解反应过程中废水经过水解酸化后产生沼气，夹带沼气和厌氧污泥的废水混合液上升至所述厌氧反应器的三相分离区，较轻的沼气将上升进入沼气收集装置，较重的污泥回沉至反应混合区内，废水则经设置有高分子滤料的出水区进入后续处理装置。

在本发明的一优选实施方式中，所述反应混合区采用重力或机械混合的方式以提高处理效率。

在本发明的一优选实施方式中，所述预处理子系统包括一用于均匀废水的水质和水量的调节池和一用于去除砂粒、部分悬浮固体及有机污染物的沉淀池，所述调节池前端设有用于拦截废水中的漂浮物和大颗粒杂质的旋转细格栅机，并且所述调节池内保持一定的污泥浓度，使废水渗沥液在调节池内预厌氧水解。

在本发明的一优选实施方式中，所述调节池内设有潜水推进器以进行搅拌。

在本发明的一优选实施方式中，所述深度处理子系统采用NF或RO膜分离组件进行深度处理，使用高压泵循环使废水进入上述膜分离组件，所述膜分离组件截留废水中的污染物，排出满足排放标准的水，并在其浓液侧富集可用于燃料的高浓度有机物。

在本发明的一优选实施方式中，所述系统还包括用于处理所述预处理子系统和所述厌氧MBR子系统排出污泥的污泥脱水子系统和用于回收所述深度处理子系统浓液侧富集的高浓度有机物的浓液回灌子系统。

本发明提供的上述高浓度有机废水处理方法及系统，与传统工艺相比省去了好氧MBR处理系统，将厌氧膜生物反应器与深度处理的膜分离组件直接连接，通过它们的协同作用完成废水处理过程，具体地，本发明的废水处理方法所采用的厌氧MBR子系统在传统厌氧反应池的基础上通过增加停留时间、提高厌氧污泥与污水的混合强度、采用高分子滤料减少污泥流失等技术手段提高该系统的处理能力，尽管经超滤单元泥水分离后的厌氧MBR出水仍无法达到传统厌氧-好氧MBR系统出水的水质，但由于后续串联的膜分离组件对残留污染物有很强的浓缩和分离能力，因此通过选用过滤孔径较低的膜组件依然能够保障最终出水的达标排放，其中膜分离组件的过滤孔径优选的为不大于1nm；此外，由于本发明中进入深度处理子系统的厌氧MBR出水中有机物浓度较高，因此经深度处理后产生的浓水具有相当高的有机物浓度，可以直接作为辅助燃料厂内回用，从而避免传统工艺中产生的浓水需要外运处置的问题。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1. 本发明的高浓度有机废水处理方法及处理系统采用改进的厌氧MBR结合膜分离组件代替传统的厌氧-好氧MBR和深度处理系统，省去了好氧处理单元，从而省去了曝气过程，节省了大量能耗；

2. 本发明不采用好氧生化处理系统，其采用的厌氧处理系统可以在停止运行较长的一段时间后短时间内恢复活性，避免了常规处理工艺无法即开即用，在废水进水水量不稳定时难以保持良好处理活性的问题；

3. 利用本发明的系统处理的废水在进入膜系统后产生的浓液可以具有较高的有机物浓度，即具有一定的燃烧热值，可以作为补充燃料添加至燃料中焚烧；

4. 本发明采用厌氧MBR，与传统厌氧-好氧MBR工艺相比流程较短，且避免了因两级生化串联运行带来的水质参数难以控制的问题；

5. 本发明中的系统由于不采用好氧处理工艺，较传统厌氧-好氧MBR工艺占地面积减少50%~60%；

6. 本发明的废水处理方法及处理系统仅采用厌氧生化反应器，由于厌氧污泥增值速度较慢，产量较低，在实际运行中既可长期储存用于其他废水的厌氧污泥接种，也可以经常规污泥处理后妥善处置，由于最终污泥产量远远小于好氧工艺的污泥产生量，因此减少了二次污染的问题，同时降低了需要处理处置的成本。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明实施例的高浓度有机废水处理系统的一种具体实施方式的结构和处理流程简图；

图2为本发明实施例的高浓度有机废水处理系统的厌氧反应池结构图；

图3为本发明实施例的高浓度有机废水处理系统的一种具体实施方式的结构和处理流程图。

具体实施方式

本发明提供一种外置式厌氧膜生物反应器-膜分离组合工艺处理高浓度有机废水的方法，该方法包括如下步骤：

 （1）预处理步骤：将待处理的高浓度有机废水进行废水的物理分离与预处理，拦截废水中的漂浮物和大颗粒杂质；

（2）厌氧处理步骤：将经过步骤（1）预处理的废水经过外置式厌氧膜生物反应器，以降解废水中的有机污染物，并进行气、液、固三相分离，该步骤通过增加废水停留时间、提高厌氧污泥与污水的混合强度和采用高分子滤料减少污泥流失的方法提高该步骤的废水处理能力；

（3）膜分离步骤：经所述厌氧处理步骤后排出的水经高压力操作、高浓缩倍数、高产水率的膜分离组件的分离处理，排出符合排放标准的水，并在膜分离组件的浓液侧得到高浓度的有机物，所述高浓度的有机物经收集后可作为燃料利用。

传统的厌氧-好氧MBR工艺，其厌氧反应池的主要功能是通过厌氧菌的降解作用改善污水中有机污染物的可生化性，同时去除部分COD；经厌氧处理后的废水进入好氧反应池，去除剩余的COD（如考虑废水中氨氮的去除则好氧反应系统需加入硝化-反硝化区域），经超滤分离后的好氧出水仍需要通过其他深度处理技术（纳滤、反渗透、高级氧化等）保障最终出水满足排放标准，同时深度处理后产生的部分浓水由于COD浓度较高、水量较小，常规手段无法处理，需要外运处置。本发明所采用的厌氧MBR子系统处理高浓度有机废水的方法，在传统厌氧反应池的基础上通过增加停留时间、提高厌氧污泥与污水的混合强度、在填料滤床中采用高分子滤料减少污泥流失等技术手段提高该系统的处理能力，尽管经厌氧MBR子系统的超滤泥单元水分离后的厌氧MBR出水仍无法达到传统厌氧-好氧MBR系统出水的水质，但由于后续串联的深度处理子系统对残留污染物有很强的浓缩和分离能力，因此在膜处理子系统中通过选用过滤孔径较低的膜组件（如过滤孔径不大于1nm）依然能够保障最终出水的达标排放；此外，由于本发明中进入深度处理系统的厌氧MBR出水有机物浓度较高，因此经深度处理后产生的浓水具有相当高的有机物浓度，可以直接做为辅助燃料厂内回用，从而避免传统工艺中产生的浓水需要外运处置的问题。

以下通过一详细实施例说明本发明的高浓度有机废水处理方法及系统，但下述描述中对于各系统组成装置的具体描述和说明仅为举例，而不用于限定本发明可以采用的具体装置或装置连接方式。

实施例

本实施例的高浓度有机废水处理方法，通过以下高浓度有机废水处理系统实现：

请参见图1，一种高浓度有机废水处理系统，所述系统按照废水的流向包括：

预处理子系统，用于废水进水的物理分离与预处理，拦截废水中的漂浮物和大颗粒杂质；具体地在本实施例中，预处理子系统包括：一用于均匀废水的水质和水量的调节池和一用于去除砂粒、部分悬浮固体（SS）及有机污染物的沉淀池，所述调节池前端设有用于拦截废水中的漂浮物和大颗粒杂质的旋转细格栅机，其中，

旋转细格栅机主要用于截留大块污染物与悬浮固体（SS），保证调节池提升水泵及管路系统的正常工作；

调节池，用于均匀废水的水质和水量，以便后续生物处理设备正常工作，保证污水处理站的稳定运行；并且，为避免池底淤积，调节池内优选设两台潜水推进器进行搅拌，使废水渗沥液充分混合，避免悬浮物沉淀；此外，所述调节池内还保持一定的污泥浓度，使废水渗沥液在调节池内预厌氧水解，以减轻后续厌氧MBR子系统的处理压力。当然，在本发明的其他实施例中，还可以采用其他任何本领域常用的预处理子系统；调节池中设置的潜水推进器的数量还可根据实际需要选择其他数量，以上仅为举例说明，不用于局限本发明的保护范围；

沉淀池，由于从调节池排出的废水中含有大量的悬浮固体（SS），该废水若直接进入厌氧MBR子系统，会造成厌氧反应池单元负荷增加，厌氧反应池污泥增长过快，从而影响厌氧处理效果；因此，为了不对后续生化系统处理带来不利影响，本实施例设置该沉淀池，用于去除砂粒、部分SS及有机污染物，从而改善厌氧工艺条件；该沉淀池可以设置为任何一种通常用沉淀池；

厌氧MBR子系统，其按照废水流向包括厌氧反应池单元、厌氧沉淀池单元和超滤单元，其中所述厌氧反应池单元用于在厌氧菌的作用下降解废水中的有机污染物，并进行气、液、固三相分离；所述厌氧沉淀池单元用于去除所述厌氧反应池单元排出的废水中的厌氧污泥；所述超滤单元用于去除从所述厌氧沉淀池单元排出的废水中的大部分有机污染物；其中，所述厌氧沉淀池单元可为沉淀池；

厌氧反应池单元，简称厌氧池，通常使用厌氧反应器，其主体部分为厌氧反应池。厌氧按温度可分为低温厌氧，中温厌氧及高温厌氧，其对应的最佳生长温度分别为20℃，35℃和80℃。由于低温条件下微生物活性较低，而维持高温厌氧的运行成本较高，常规的厌氧技术均采用中温厌氧，即维持反应器内温度在35℃。该厌氧反应器采用中温厌氧，温度控制在35～38℃；然而一般冬季温度较低，常温废水无法满足这一反应温度，在本实施例中，选择通过蒸汽加热对厌氧反应器内的介质进行保温加热，该厌氧反应器内部设置加热器，通过可编程控制器（PLC）控制上述加热器，可以将厌氧反应器温度严格控制在上述需要的范围内；具体的实施方式可以为：考虑到一般排污企业厂区内都设有蒸汽管道，可接驳一路蒸汽管道进入厌氧反应器内，通过管道传热维持其反应温度，同时采用温控PLC控制反应温度在中温厌氧的温度区间范围内，为厌氧反应池提供最佳反应条件。 

具体地，从上述沉淀池排出的废水从所述厌氧反应器的底部进入厌氧反应池的反应混合区与所述厌氧反应器内的厌氧污泥接触混合，厌氧污泥在厌氧菌的作用下降解废水中的有机污染物，并且为了提高处理效率，可以采用重力或机械混合搅拌的方式提高厌氧污泥与污水的混合强度，以及通过增加厌氧反应池的体积来增加废水停留时间，在出水区填料滤床采用高分子滤料以减少污泥流失的方法提高该步骤的厌氧反应器的废水处理能力；在上述降解反应过程中废水经过水解酸化后产生沼气，夹带沼气和厌氧污泥的废水混合液上升至所述厌氧反应器的三相分离区，较轻的沼气将上升进入沼气收集装置，经处理后的沼气可作为能源使用，较重的污泥回沉至反应混合区内，废水则经出水区进入厌氧沉淀池单元。

厌氧沉淀池单元，可设置为任何一种通常用沉淀池。由于厌氧反应器排出的废水夹带少量厌氧污泥，如直接进入超滤单元则会损伤超滤膜组件，因此在厌氧反应器和超滤单元两个单元之间需要设立厌氧沉淀池，去除厌氧污泥，经该厌氧沉淀池中沉淀后的污泥可存储于污泥储罐；

中间水池，设置在超滤单元与厌氧沉淀池单元之间，用于控制液位，保证系统正常运行；

在本实施例中，超滤单元为外置式超滤膜系统，以超滤循环泵提供动力，使废水在高压下透过超滤膜，并将大部分有机污染物截留在超滤膜的另一侧，产出的清液进入下一处理程序；

深度处理子系统，用于深度去除从厌氧MBR子系统的超滤单元中排出的废水中的污染物，并在其浓液侧富集可回收利用的高浓度有机物，具体地利用方式可以为作为燃料利用。深度处理子系统具体在本实施例中采用膜分离系统。由于从上述厌氧MBR子系统的超滤单元排出的废水的悬浮固体虽然达到排放标准，但其他污染物指标不能达到排放标准，如氨氮、COD等，因此，必须进入后续深度处理技术，本实施例在深度处理子系统采用以NF或RO膜分离深度处理技术，废水在高压泵循环下进入膜分离组件，由于膜分离组件孔径极小，通常不大于1nm，废水中的污染物被截留在浓液侧，水分子则透过膜分离组件的膜片进入清液侧；经过上述深度处理工艺产出的浓液侧的浓液由于有机污染物浓度较高，经收集后可作为燃料利用，而清液即为满足排放标准的出水。

除上述废水处理流程中的装置外，本实施例中的高浓度有机废水处理系统还包括用于处理预处理子系统和厌氧MBR子系统排出污泥的污泥脱水子系统和用于回收深度处理子系统滤出的污染物的浓液回灌子系统。其中，污泥脱水子系统主要包括板框压滤机，用于将从厌氧反应器和厌氧沉淀池排出的污泥进行脱水，脱水后的污泥可进行焚烧处理，脱出的脱水清液回流至调节池内。浓液回灌子系统主要包括浓缩液池，用于收集上述膜分离系统产出的浓液，收集后的该有机物浓液有机物浓度较高，可以作为补充燃料添加至燃料中焚烧，或者可回喷至垃圾储坑。一种本实施例系统的详细图示请参见图3。

    采用本实施例的上述废水处理系统进行废水处理的方法包括： 

 （1）预处理步骤：使待处理的高浓度有机废水流经预处理子系统，依次通过旋转细格栅机、调节池和沉淀池，进行废水的物理分离与预处理，拦截废水中的漂浮物和大颗粒杂质；

（2）厌氧处理步骤：将经过步骤（1）预处理的废水依次经过外置式厌氧膜生物反应器的厌氧反应池单元、厌氧沉淀池单元、中间水池和超滤单元，厌氧反应池单元用于在厌氧菌的作用下降解废水中的有机污染物，并进行气、液、固三相分离；厌氧沉淀池单元用于去除所述厌氧反应池单元排出的废水中的厌氧污泥；中间水池控制液位保证系统正常运行；超滤单元（外置式超滤膜系统）用于去除从沉淀池单元排出的废水中的大部分有机污染物；

（3）膜分离步骤：经所述厌氧处理步骤后排出的水经高压力操作、高浓缩倍数、高产水率的膜分离组件的分离处理，具体在本实施例中为NF或RO膜分离组件，排出符合排放标准的水，并在膜分离组件的浓液侧得到高浓度的有机物，所述高浓度的有机物经收集后可作为燃料利用。

采用本实施例的方法系统可有效处理高浓度有机废水，如垃圾渗滤液。以下以本实施例的高浓度有机废水处理系统和方法在垃圾渗滤液处理中的应用为例，通过以下表1和表2说明本发明与传统厌氧-好氧MBR工艺在各个工艺单元中处理效果的对比。其中，表1为本实施例的厌氧MBR-膜分离组合工艺各单元污染物去除效果。

表1本实施例的厌氧MBR-膜分离组合工艺各单元污染物去除效果

表2为传统厌氧-好氧MBR工艺各单元污染物去除效果。

表2 传统厌氧-好氧MBR工艺各单元污染物去除效果表

    通过对比以上表1和表2中的数据可以发现，传统工艺的废水处理过程主要在厌氧和好氧这两步完成，而本发明的该实施例中，废水处理过程主要在厌氧MBR子系统和深度处理子系统中完成，但是传统工艺和本发明的处理系统两个系统的出水都达到了出水标准。而且，本发明的该实施例的废水处理系统，由于厌氧MBR子系统中排出的水具有较高的COD浓度，所以也保证了深度处理子系统的浓液侧的有机物的浓度，使该浓液侧的有机物浓度较高，可以回收利用。

本发明采用厌氧MBR子系统-膜分离系统组合工艺代替传统的厌氧-好氧MBR进行高浓度有机废水的处理，由于省去了好氧处理系统，因此避免了传统的厌氧-好氧MBR由于好氧系统的存在导致的一系列缺陷，具有节省能耗、减少占地面积、产生污泥量低、产物可回收利用和活性易于恢复、便于维护的优点。

本发明及上述实施例的高浓度有机废水处理系统具有以下优点：

1.采用厌氧MBR代替传统的厌氧-好氧MBR，省去了好氧处理单元，从而省去了曝气过程，节省了大量能耗；

2. 采用的厌氧处理系统可以在停止运行较长的一段时间后短时间内恢复活性，避免了常规处理工艺无法即开即用，在废水进水水量不稳定时难以保持良好处理活性的问题；

3. 处理的废水在进入膜系统后产生的浓液可以具有较高的有机物浓度，即具有一定的燃烧热值，可以作为补充燃料添加至燃料中焚烧；

4. 采用厌氧MBR，与传统厌氧-好氧MBR工艺相比流程较短，且避免了因两级生化串联运行带来的水质参数难以控制的问题；

5. 由于不采用好氧处理工艺，较传统厌氧-好氧MBR工艺占地面积减少50%~60%；

6.仅采用厌氧生化反应器，由于厌氧污泥增值速度较慢，产量较低，在实际运行中既可长期储存用于其他废水的厌氧污泥接种，也可以经常规污泥处理后妥善处置，由于最终污泥产量远远小于好氧工艺的污泥产生量，因此减少了二次污染的问题，同时降低了需要处理处置的成本。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。 

Claims (17)

1.一种外置式厌氧膜生物反应器-膜分离组合工艺处理高浓度有机废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：

 （1）预处理步骤：将待处理的高浓度有机废水进行废水的物理分离与预处理，拦截废水中的漂浮物和大颗粒杂质；

（2）厌氧处理步骤：将经过步骤（1）预处理的废水经过外置式厌氧膜生物反应器，以降解废水中的有机污染物，并进行气、液、固三相分离，该步骤通过增加废水停留时间、提高厌氧污泥与污水的混合强度和采用高分子滤料减少污泥流失的方法提高该步骤的废水处理能力；

（3）膜分离步骤：经所述厌氧处理步骤后排出的水经高压力操作、高浓缩倍数、高产水率的膜分离组件的分离处理，排出符合排放标准的水，并在膜分离组件的浓液侧得到可回收利用的高浓度有机物。

2.如权利要求1所述的外置式厌氧膜生物反应器-膜分离组合工艺处理高浓度有机废水的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，外置式厌氧膜生物反应器按照废水流向包括厌氧反应池单元、厌氧沉淀池单元和超滤单元，其中所述厌氧反应池单元用于在厌氧菌的作用下降解废水中的有机污染物，并进行气、液、固三相分离；所述厌氧沉淀池单元用于去除所述厌氧反应池单元排出的废水中的厌氧污泥；所述超滤单元用于去除从所述沉淀池单元排出的废水中的大部分有机污染物。

3.如权利要求2所述的外置式厌氧膜生物反应器-膜分离组合工艺处理高浓度有机废水的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，增加废水停留时间通过增大厌氧反应池单元的体积实现。

4.如权利要求2或3所述的外置式厌氧膜生物反应器-膜分离组合工艺处理高浓度有机废水的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，提高厌氧污泥与污水的混合强度通过在厌氧反应池单元采用重力或机械混合的方式实现。

5.如权利要求2所述的外置式厌氧膜生物反应器-膜分离组合工艺处理高浓度有机废水的方法，其特征在于，所述超滤单元为外置式超滤膜系统，所述外置式超滤膜系统与所述厌氧沉淀池单元之间还设有一控制液位保证系统正常运行的中间水池。

6.如权利要求2或3所述的外置式厌氧膜生物反应器-膜分离组合工艺处理高浓度有机废水的方法，其特征在于，所述厌氧反应池单元包括厌氧反应器，废水从所述厌氧反应器的底部进入反应混合区与所述厌氧反应器内的厌氧污泥接触混合，所述厌氧污泥在厌氧菌的作用下降解废水中的有机污染物，在该降解反应过程中废水经过水解酸化后产生沼气，夹带沼气和厌氧污泥的废水混合液上升至所述厌氧反应器的三相分离区，较轻的沼气将上升进入沼气收集装置，较重的污泥回沉至反应混合区内，废水则经设置有高分子滤料的出水区进入后续处理装置。

7.如权利要求1所述的外置式厌氧膜生物反应器-膜分离组合工艺处理高浓度有机废水的方法，其特征在于，所述步骤（3）中的膜分离组件采用NF或RO膜组件，使用高压泵循环使废水进入膜分离组件，所述膜分离组件将废水中的污染物截留在浓液侧，排出满足排放标准的水。

8.一种高浓度有机废水处理系统，其特征在于，所述系统按照废水的流向包括：

预处理子系统，用于废水进水的物理分离与预处理，拦截废水中的漂浮物和大颗粒杂质；

厌氧膜生物反应器子系统，其按照废水流向包括厌氧反应池单元、厌氧沉淀池单元和超滤单元，其中所述厌氧反应池单元用于在厌氧菌的作用下降解废水中的有机污染物，并进行气、液、固三相分离；所述厌氧沉淀池单元用于去除所述厌氧反应池单元排出的废水中的厌氧污泥；所述超滤单元用于去除从所述沉淀池单元排出的废水中的大部分有机污染物；所述厌氧膜生物反应器子系统通过增加废水在厌氧反应池单元的停留时间、提高厌氧反应池单元中厌氧污泥与污水的混合强度和在厌氧反应池单元出水区采用高分子滤料减少污泥流失的方法提高废水处理能力；

深度处理子系统，用于深度去除从所述厌氧膜生物反应器子系统中排出的废水中的污染物，并在其浓液侧富集可回收利用的高浓度有机物。

9.如权利要求8所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，所述超滤单元为外置式超滤膜系统，所述外置式超滤膜系统与所述厌氧沉淀池单元之间还设有一控制液位保证系统正常运行的中间水池。

10.如权利要求8或9所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，所述厌氧反应池单元采用中温厌氧，温度控制在35～38℃，通过蒸汽加热对其内的介质进行保温加热，并通过可编程控制器控制加热器进行温度控制。

11.如权利要求8所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，所述厌氧反应池单元包括厌氧反应器，废水从所述厌氧反应器的底部进入反应混合区与所述厌氧反应器内的厌氧污泥接触混合，所述厌氧污泥在厌氧菌的作用下降解废水中的有机污染物，在该降解反应过程中废水经过水解酸化后产生沼气，夹带沼气和厌氧污泥的废水混合液上升至所述厌氧反应器的三相分离区，较轻的沼气将上升进入沼气收集装置，较重的污泥回沉至反应混合区内，废水则经设置有高分子滤料的出水区进入后续处理装置。

12.如权利要求11所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，所述反应混合区采用重力或机械混合的方式以提高处理效率。

13.如权利要求8所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，所述预处理子系统包括一用于均匀废水的水质和水量的调节池和一用于去除砂粒、部分悬浮固体及有机污染物的沉淀池，所述调节池前端设有用于拦截废水中的漂浮物和大颗粒杂质的旋转细格栅机，并且所述调节池内保持一定的污泥浓度，使废水渗沥液在调节池内预厌氧水解。

14.如权利要求13所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，所述调节池内设有潜水推进器以进行搅拌。

15.如权利要求8所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，所述深度处理子系统采用NF或RO膜分离组件进行深度处理，使用高压泵循环使废水进入上述膜分离组件，所述膜分离组件截留废水中的污染物，排出满足排放标准的水，并在其浓液侧富集可回收利用的高浓度有机物。

16.如权利要求15所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，所述NF或RO膜分离组件的过滤孔径不大于1nm。

17.如权利要求8所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，所述系统还包括用于处理所述预处理子系统和所述厌氧膜生物反应器子系统排出污泥的污泥脱水子系统和用于回收所述深度处理子系统浓液侧富集的高浓度有机物的浓液回灌子系统。

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