CN110550819A - 一种工业废水uasb-mbbr污泥减量化生物处理装置及方法 - Google Patents

一种工业废水uasb-mbbr污泥减量化生物处理装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种工业废水UASB‑MBBR污泥减量化生物处理装置，包括依次连接的调节池、水解酸化池、PVA‑UASB反应器、PPC‑MBBR反应器和二沉池；工业废水经过PVA‑UASB反应器进行厌氧反应，极大地提高了工业废水的可生化性；再经过PPC‑MBBR反应器进行好氧反应，通过培养每个载体可独立视为具有缺氧‑好氧的微型反应器，使反应器内同时具有硝化和反硝化反应，大大提高了脱氮效果；本发明还公开了一种工业废水UASB‑MBBR污泥减量化生物处理方法，利用厌氧‑好氧协同作用机理，在有效去除工业废水中的有机污染物的同时具有明显污泥减量效果。

Description

一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置；
本发明还涉及一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理方法。
背景技术
随着国家工业的快速发展，工业废水的排放量也大大增加，且该类废水必须经过处理后才可以排放，否则会造成严重的环境污染；工业废水耗水量大，废水污染物成分复杂、可生化性较差，水质变化大等，而且近年来随着各工业行业生产工艺的不断改进以及新型难生物降解原料的大量应用，使得我国工业生产过程中排放的废水污染物成分也越来越复杂，废水处理难度与成本也大大增加。
同时，目前国内工业废水常用的物化+好氧生化工艺会产生大量污泥。以印染行业为例，印染污泥主要由具有活性或死亡微生物和被吸附有机物、无机物组成，含有多种化合物及铜、铬、锌、砷等对环境危害极大的重金属元素。2018年8月浙江省柯桥区出台印染行业废水限排，污泥“消库清量”实施方案。这是国内首次将印染污泥限排“消库清量”与废水限排挂钩，硬性要求印染企业污泥临时限排。工业污泥的有效处理，已经成为目前制约我国工业可持续发展的“拦路虎”。因此亟待开发一种具有污泥减量效果及稳定高效的工业废水生物处理工艺，在有效去除工业废水中的有机污染物的同时兼顾污泥减量的技术需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置，解决现有生物系统处理工业废水时存在的处理负荷低、厌氧颗粒污泥培养耗时长、污泥产量大的问题。
本发明的另一个目的是提供一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理方法。
本发明所采用第一个技术方案是，一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置，其特征在于，包括调节池，调节池用于搅拌和调节工业废水pH值，所述调节池依次连接有水解酸化池、PVA-UASB反应器、PPC-MBBR好氧反应器和二沉池。
本发明的特点还在于：
其中PVA-UASB反应器内部填充有PVA凝胶小球，且PVA凝胶小球占PVA-UASB反应器体积的25％～40％，PVA-UASB反应器底部还设置有布水器，所述布水器连接水解酸化池，PVA-UASB反应器顶部设置有格栅，所述格栅用于防止PVA厌氧颗粒污泥的流失；
其中PVA凝胶小球是直径为5mm，比重为1.05的聚乙烯醇凝胶小球；
其中PPC-MBBR好氧反应器内部填充有PPC载体(PPC：porous polymer carrier多孔聚合物载体)，PPC-MBBR好氧反应器底部还设置有曝气装置；
其中PPC载体为多孔聚合物载体，所述PPC载体吸水膨胀后规格为25±1mm；
其中二沉池上设置有进水口，所述进水口连接PPC-MBBR好氧反应器，二沉池底部还设置有污泥回流口，所述污泥回流口分别连接PPC-MBBR好氧反应器和PVA-UASB反应器。
本发明的第二个技术方案是，一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理方法，采用上述一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置，具体按以下步骤实施：
步骤1，将待处理的实际工业废水添至调节池中，将废水的pH调节至7～8，并利用搅拌器搅拌使水质混合均匀；
步骤2，将经步骤1调节后的废水进入水解酸化池进行初步水解酸化反应；
步骤3，废水经步骤2水解酸化后，经布水器进入PVA-UASB反应器进行厌氧反应；
步骤4，废水经步骤3中PVA-UASB反应器厌氧反应后出水自流进入PPC-MBBR反应器进行好氧反应；
步骤5，废水经步骤4中PPC-MBBR反应器处理后自流进入二沉池，进行泥水分离，上清液排出，沉淀污泥回流至PVA-UASB反应器和PPC-MBBR反应器进行消化降解与污泥补充。
本发明的有益效果是：
利用本发明的一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置，一方面工业废水经过PVA-UASB反应器进行厌氧反应，将废水中难降解大分子有机物转化为小分子有机物，有效提高废水可生化性，而且利用PVA厌氧载体显著加快厌氧颗粒污泥的形成过程，在明显缩短厌氧反应器的启动时间的同时提高厌氧反应器的耐冲击性以及处理负荷；另一方面，PPC好氧载体极大提高了MBBR反应器内污泥浓度，非常有利于在MBBR内形成具有明显污泥减量效用的稳定的“细菌-原生动物-后生动物”的丰富生物链。
附图说明
图1是本发明的一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置的工艺流程图。
图中，1.调节池，2.水解酸化池，3.PVA-UASB反应器，4.布水器，5.PVA小球，6.格栅，7.PPC-MBBR反应器，8.曝气装置，9.PPC载体，10.二沉池。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置，如图1所示，包括调节池1，所述调节池1依次连接有水解酸化池2、PVA-UASB反应器3、PPC-MBBR反应器7和二沉池10，调节池1内设置有搅拌器和酸碱调节装置，对工业废水进行水质调节均化，调节工业废水pH值；水解酸化池2用于对废水进行初步水解酸化以满足下一步PVA-UASB反应器3厌氧反应的进水条件要求；PVA-UASB反应器3内部填充25％～40％的PVA凝胶小球5，底部设有布水器4，同时顶部设有格栅7以防止PVA颗粒污泥流失；PVA凝胶小球5为一种生物亲和性高，直径为5mm，比重为1.03～1.08，孔径为20μm的聚乙烯醇凝胶小球；PPC-MBBR反应器7内部填充PPC载体9，底部设有曝气装置8，曝气装置8为微生物提供氧气同时实现载体充分流化及均匀分布；PPC载体是9是一种多孔聚合物载体，吸水膨胀后规格为25±1mm的立方体；二沉池10上与PPC-MBBR反应器7连接的进水口设于二沉池中下部，进水口设有稳流器，稳流器减小进水扰动，保证出水清澈，二沉池10底部还设置有污泥回流口，分别回流至PPC-MBBR反应器7与PVA-UASB反应器2。
本发明还提供一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理方法，采用上述一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置，具体按以下步骤实施：
步骤1，将待处理的实际工业废水提升至调节池1中，将工业废水利用酸碱调节装置将pH调节至7～8，并搅拌使水质混合均匀；
步骤2，将调节后的工业废水进入水解酸化池2，进行初步水解酸化反应，将大分子有机物降解，以满足下一步厌氧反应器进水条件要求；
步骤3，将工业废水经步骤2水解酸化后，经泵从PVA-UASB反应器3底部的布水器4均匀分布，进行厌氧反应后出水从顶部出水口流出，PVA-UASB反应器3中的PVA凝胶小球作为厌氧颗粒污泥的固定化过程内核，形成PVA厌氧颗粒污泥，极大缩短了颗粒污泥的培养时间，PVA厌氧颗粒污泥通过厌氧反应产生的气泡及上升水流的提升作用形成污泥膨胀床，强化固、液相之间的传质效果，从而提高处理效果，对工业废水进行厌氧处理，可极大地提高工业废水的可生化性，为后续好氧处理提供了良好的处理条件；
步骤4，PVA-UASB反应器3出水自流进入PPC-MBBR反应器7进行好氧反应，对废水中污染物进一步处理，该反应器内投加了PPC多孔聚合物载体，通过培养每个填料形成具有缺氧-好氧的微型反应器，使反应器内同时具有硝化和反硝化反应，大大提高了脱氮效果；同时在MBBR反应器内形成具有明显污泥减量效用的稳定的“细菌-原生动物-后生动物”的较长生物链；
步骤5，将工业废水经步骤4中PPC-MBBR反应器7处理后自流进入二沉池10，进行泥水分离，上清液排出，沉淀污泥回流至PVA-UASB反应器3和PPC-MBBR反应器7进行消化降解与污泥补充。
实施例1
在本发明的基础上结合某工程实例对印染废水进行处理，具体如下：
某印染厂的实际废水，COD的质量浓度为800～1800mg·L-1，氨氮的浓度为20～50mg·L-1，pH为8～14，印染废水经调节池1调节均化后，pH为7～8，进入水解酸化池2，其水力停留时间为24h，再进入PVA-UASB反应器3，PVA-UASB反应器3水力停留时间11h；继而进入PPC-MBBR好氧反应器7，PPC-MBBR好氧反应器7水力停留时间10h，PPC-MBBR好氧反应器7出水进入二沉池10进行物理沉降后出水COD和氨氮的平均浓度为200mg·L-1和5mg·L-1；同时通过分析计算，该工艺污泥减量达到70％左右，具有明显的污泥减量效果。
实施例2
以本发明生物处理工艺为核心对皮革废水进行处理，处理效果如下：
取某皮革厂皮革废水，其COD浓度为2800mg/L，BOD5为890mg/L，氨氮为32mg/L，pH为8～12，皮革废水在调节池1调节均化后，pH为7～8；进入水解酸化池2进行初步水解酸化反应，以满足厌氧反应器的进水条件，其水力停留时间为11h；再进入PVA-UASB反应器3进行厌氧反应，其水力停留时间为12h；继而进入PPC-MBBR好氧反应器7进一步处理，其水力停留时间为12h；PPC-MBBR好氧反应器7出水进入二沉池10进行泥水分离后上清液排出，其出水COD浓度为280mg/L，BOD5为34mg/L，氨氮为6mg/L；同时通过分析计算，该工艺在处理皮革废水中污泥减量达到60％左右，可以看出该废水中90％左右的有机物被降解，该工艺可高效去除工业废水中的有机物，且对污泥减量具有显著效果。

Claims (7)

1.一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置，其特征在于，包括调节池(1)，调节池(1)用于搅拌和调节工业废水pH值，所述调节池(1)依次连接有水解酸化池(2)、PVA-UASB反应器(3)、PPC-MBBR反应器(7)和二沉池(10)。
2.根据权利要1所述的一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置，其特征在于，所述PVA-UASB反应器(3)内部填充有PVA凝胶小球(5)，且PVA凝胶小球(5)占PVA-UASB反应器(3)体积的25％～40％，PVA-UASB反应器(3)底部还设置有布水器(4)，所述布水器(4)连接水解酸化池(2)，PVA-UASB反应器(3)顶部设置有格栅(6)，所述格栅(6)用于防止PVA厌氧颗粒污泥的流失。
3.根据权利要2所述的一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置，其特征在于，所述PVA凝胶小球(5)是直径为5mm，比重为1.05的聚乙烯醇凝胶小球。
4.根据权利要1所述的一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置，其特征在于，所述PPC-MBBR反应器(7)内部填充有PPC载体，PPC-MBBR反应器(7)底部还设置有曝气装置(8)。
5.根据权利要4所述的一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置，其特征在于，所述PPC载体(9)为多孔聚合物载体，所述PPC载体(9)吸水膨胀后规格为25±1mm。
6.根据权利要1所述的一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置，其特征在于，所述二沉池(10)上设置有进水口，所述进水口连接PPC-MBBR反应器(7)，二沉池(10)底部还设置有污泥回流口，所述污泥回流口分别连接PPC-MBBR反应器(7)和PVA-UASB反应器(3)。
7.一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理方法，采用权利要求1～6所述的一种工业废水UASB-MBBR污泥减量化生物处理装置，其特征在于，具体按以下步骤实施：
步骤1，将待处理的实际工业废水添至调节池(1)中，将废水的pH调节至7～8，并利用搅拌器搅拌使水质混合均匀；
步骤2，将经步骤1调节后的废水进入水解酸化池(2)进行初步水解酸化反应；
步骤3，废水经步骤2水解酸化后，经布水器(4)进入PVA-UASB反应器(3)进行厌氧反应；
步骤4，废水经步骤3中PVA-UASB反应器(3)厌氧反应后出水自流进入PPC-MBBR反应器(7)进行好氧反应；
步骤5，废水经步骤4中PPC-MBBR反应器(7)处理后自流进入二沉池(10)，进行泥水分离，上清液排出，沉淀污泥回流至PVA-UASB反应器(3)和PPC-MBBR反应器(7)进行消化降解与污泥补充。
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