CN112266127A - 一种基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置及方法 - Google Patents
一种基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112266127A CN112266127A CN202011002591.8A CN202011002591A CN112266127A CN 112266127 A CN112266127 A CN 112266127A CN 202011002591 A CN202011002591 A CN 202011002591A CN 112266127 A CN112266127 A CN 112266127A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- membrane
- aeration
- flocculation
- sewage
- water outlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 155
- 239000010865 sewage Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 title claims abstract description 85
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 145
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 136
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 66
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 45
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 37
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 13
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 11
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 10
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 8
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 7
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 claims description 4
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 7
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 3
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 101100314150 Caenorhabditis elegans tank-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 241000589651 Zoogloea Species 0.000 description 1
- 238000009360 aquaculture Methods 0.000 description 1
- 244000144974 aquaculture Species 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5281—Installations for water purification using chemical agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
- C02F1/56—Macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/20—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/42—Liquid level
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置，奶牛场污水为高浓度污水，包括原水箱、絮凝装置、膜生物反应器、曝气装置、第一出水装置、第二出水装置、第一排泥装置和第二排泥装置；原水箱和絮凝装置与膜生物反应器之间分别通过第一出水装置连接；原水箱与絮凝装置之间通过进水管道连接；絮凝装置和膜生物反应器分别与第一排泥装置和第二排泥装置连接；膜生物反应器还分别与第二出水装置和曝气装置连接；絮凝装置包括絮凝箱体和设置在箱体内的搅拌器；膜生物反应器包括池体和设置在池体内的预曝气装置和膜组件；预曝气装置和膜组件间隔设置；预曝气装置用于使池体内氧气均匀分布。本发明还提供应用前述装置处理奶牛场污水的方法。
Description
技术领域
本发明涉及奶牛场污水处理技术领域，尤其涉及一种基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置及方法。
背景技术
目前，我国规模化奶牛场基本采用机械清粪方式，但大部分奶牛场周围的农田不足以消纳过量的粪污，需对牛舍清理出的粪尿混合物进行固液分离，分离出的固体物经过处理后生产牛床垫料或有机肥，液体部分因污染物含量高成为奶牛场粪污处理的难点。
对于养殖污水处理，目前多采用膜生物反应器进行处理，然而目前的膜生物反应器处理，存在通常需要采用配套的氧化处理结构，结构繁琐复杂，而且处理高浓度的污水耗时很长等问题。因此，亟需一种新型的处理奶牛场污水的装置及方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置及方法，以解决现有的膜生物反应装置结构繁琐复杂，处理高浓度的污水耗时很长的问题。
基于上述目的，本发明提供了一种基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置，所述奶牛场污水为高浓度污水，包括原水箱、絮凝装置、膜生物反应器、曝气装置、第一出水装置、第二出水装置、第一排泥装置和第二排泥装置；所述原水箱和所述絮凝装置与所述膜生物反应器之间分别通过第一出水装置连接；所述原水箱与所述絮凝装置之间通过进水管道连接；所述絮凝装置和所述膜生物反应器分别与第一排泥装置和第二排泥装置连接；所述膜生物反应器还分别与第二出水装置和所述曝气装置连接；
所述絮凝装置包括絮凝箱体和设置在所述箱体内的搅拌器；所述膜生物反应器包括池体和设置在所述池体内的预曝气装置和膜组件；所述预曝气装置和所述膜组件间隔设置；所述预曝气装置用于使池体内氧气均匀分布。
在其中一个实施例中，所述预曝气装置与所述池体底部的距离为10～15cm，包括多个层叠设置的微孔曝气盘组，每个微孔曝气盘组均包括至少两个水平设置的微孔曝气盘，且至少两个微孔曝气盘均匀间隔设置。
在其中一个实施例中，所述预曝气装置具体包括3个层叠设置的微孔曝气盘组，其中，层叠在中间的微孔曝气盘组设置两个所述微孔曝气盘，剩余的微孔曝气盘组分别设置三个所述微孔曝气盘。
在其中一个实施例中，所述膜组件包括多个均匀间隔设置的聚偏氟乙烯平板膜和膜固定框，所述膜固定框用于固定所述多个聚偏氟乙烯平板膜，所述膜组件的总有效膜面积为20m2，膜壁厚度为5mm，膜孔径为0.1μm，膜通量为10L/(m2·h)，操作压力为-0.01～-0.03MPa；所述膜组件下方设置预曝气件，以使聚偏氟乙烯平板膜表面附着的活性污泥充分混合。
在其中一个实施例中，还包括保温棉和多个阳光板；所述保温棉包裹在所述絮凝箱体的外表面；所述多个阳光板围设所述池体的外壁，形成阳光棚。
在其中一个实施例中，所述原水箱包括原水箱箱体和设置在所述原水箱体内的潜水排污泵；所述第一出水装置包括离心泵、离心泵进水管道和离心泵出水管道；所述絮凝装置和所述膜生物反应器内分别设置有液位器和控制系统，所述液位器用于检测水位高低，所述控制系统用于根据水位高度控制所述第一出水装置、所述曝气装置、第二出水装置、第一排泥装置和第二排泥装置的开启和/或关闭。
在其中一个实施例中，所述第二出水装置、所述曝气装置和所述第二排泥装置所述分别与所述池体的侧壁连接；所述膜生物反应器沿污水流动方向的两个侧壁分别与所述第二出水装置和第二排泥装置连接；所述曝气装置与污水流动方向的任一侧壁连接；所述池体的侧壁还开设溢流口。
在其中一个实施例中，所述第二出水装置包括依次连接的第一排水管、离心泵和第二排水管，所述第一排水管设置真空压力表，所述第二排水管设置转子流量计；所述第一排泥装置和所述第二排泥装置均包括排泥管道和设置在排泥管道上的排泥阀门。
本发明实施例还提供一种应用如前所述的膜生物反应装置对高浓度奶牛场污水处理的方法，所述方法包括：
将高浓度奶牛场污水自原水箱中抽入膜生物反应器中，接种活性污泥，进行培养驯化，以使所述活性污泥中菌种适应高浓度奶牛场污水的浓度；
将高浓度奶牛场污水自原水箱中抽入絮凝装置；
在絮凝装置中投加絮凝剂，依次进行第一搅拌处理、第二搅拌处理和25～35min的静置沉淀处理，所述第一搅拌处理的搅拌速度为280～320r/min、搅拌时间为25～35s；所述第二搅拌处理的搅拌速度为180～220r/min、搅拌时间为5～15min；静置沉淀处理的时间为20～40min，以对高浓度奶牛场污水进行化学絮凝处理；
将絮凝处理所得污泥经第一排泥装置排出，并将所得上清液经过第一出水装置抽至所述膜生物反应器中；
在所述膜生物反应器中对所述上清液进行曝气处理和膜分离处理，并启动第二排泥装置排出污泥，启动第二出水装置排出经过处理后的污水。
在其中一个实施例中，所述絮凝剂为浓度为1g/L的非离子聚丙烯酰胺，投加体积比为1:400；所述曝气处理的曝气强度为1.8m3/(m2·h)，溶解氧浓度控制为2.4±0.7mg/L。
从上面所述可以看出，本发明提供的基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置及方法，针对机械干清粪奶牛场污水的污染物浓度高，通过将原水箱中的污水经过搅拌絮凝处理、预曝气处理和膜分离处理的结合处理，无需额外的氧化处理装置，省略额外的厌氧-好氧装置，即可对高浓度的奶牛成污水深度高效处理。能够将COD浓度为15000mg/L以上的高浓度奶牛场污水降低到400mg/L以下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置示意图；
图2为本发明实施例的预曝气装置的示意图；
图3为本发明实施例的膜生物反应装置对高浓度奶牛场污水处理的方法的流程示意图；
原水箱-1；絮凝装置-2；膜生物反应器-3；潜水排污泵-4；非离子聚丙烯酰胺-5；搅拌器-6；液位器-7；微孔曝气盘-8；第一微孔曝气盘组-81；第二微孔曝气盘组-82；第三微孔曝气盘组-83；膜组件-9；排泥阀门-10；离心泵-11；曝气管道-12；转子流量计-13；曝气泵-14；溢流口-15；第一排水管-16；真空压力表-17；排泥口-18；膜生物反应器出水口-19。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
请参阅图1，本发明实施例提供一种基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置，所述奶牛场污水为高浓度污水，包括原水箱1、絮凝装置2、膜生物反应器3、曝气系统、第一出水装置、第二出水装置、第一排泥装置和第二排泥装置；所述原水箱1和所述絮凝装置2与所述膜生物反应器3之间分别通过第一出水装置连接；所述原水箱1与所述絮凝装置2之间通过进水管道连接；所述絮凝装置2和所述膜生物反应器3分别与第一排泥装置和第二排泥装置连接；所述膜生物反应器3还分别与第二出水装置和所述曝气装置连接；
所述絮凝装置2包括絮凝箱体和设置在所述箱体内的搅拌器6；所述膜生物反应器3包括池体和设置在所述池体内的预曝气装置和膜组件9；所述预曝气装置和所述膜组件9间隔设置；所述预曝气装置用于使池体内氧气均匀分布。
原水箱1包括原水箱箱体和设置在所述原水箱箱体内的潜水排污泵4。原水箱箱体包括用于存储高浓度奶牛场污水，所述高浓度奶牛场污水的COD浓度大于等于15000mg/L。潜水排污泵4可以为现有的结构。
原水箱1用于分别向絮凝装置2和膜生物反应器3供应需要处理的高浓度奶牛场污水。其中，原水箱1中的潜污泵与所述絮凝装置2之间通过进水管道连接，在进水管上设置有进水开关，以开启或关闭所述管道中的污水。以将经过潜污泵处理后的高浓度奶牛场污水输出至絮凝装置2中。原水箱1中的潜污泵与所述膜生物反应器3之间通过第一出水装置连接，以将经过潜污泵处理后的高浓度奶牛场污水输出至膜生物反应器3中进行培养驯化。
絮凝箱体的材质为不锈钢材质。絮凝箱体可以圆柱形，其中高度可以为1.3m、直径可以为1.0m、箱壁厚可以为3cm。絮凝装置2的有效容积为1m3。
所述絮凝箱体的箱壁分别与所述第一排泥装置和所述第一出水装置连接。其中，所述第一排泥装置和所述第一出水装置分别与所述絮凝箱体的箱壁的不同位置连接。具体地，所述絮凝箱体与污水流动方向相平行的箱壁表面与所述第一出水装置连接，所述絮凝箱体与污水流动方向相垂直的箱壁表面与所述所述第一排泥装置连接。
其中，所述第一排泥装置和所述第一出水装置距离所述絮凝箱体底部的距离相同，例如均为10～15cm，以使经过絮凝处理后的污泥和污水能够在能源消耗最低的情况下排出。
所述第一排泥装置包括排泥管道和设置在排泥管道上的排泥阀门10，所述排泥管道的自由端为排泥口18。所述排泥阀门10能够调节排泥的速度，还能够开启或者关闭所述排泥管道。
所述第一出水装置包括离心泵11、离心泵进水管道和离心泵出水管道。所述离心泵进水管道可以设置阀门，以控制污水的流速。
絮凝箱体内还设置有自动控制装置和液位器7。液位器7用于检测絮凝箱体内所述污水的水位，所述自动控制装置能够根据所述水位自动或手动控制潜污泵、第一排泥装置的排泥阀门10和第一出水装置的离心泵11和或离心泵进水管道的阀门。自控控制装置可以为控制器。
絮凝装置2通过絮凝箱体和设置在絮凝箱体内的搅拌器6、液位器7和控制器，以及与絮凝箱体的箱壁表面连接的第一出水装置和第一排泥装置，能够集絮凝反应、沉淀分离以及出水功能于一体，具有系统结构简单、布局合理且操作简单、占地面积小的优点。
絮凝装置2还可以包括保温棉，保温棉可以包裹在所述絮凝箱体的外表面，以防止冬季低温和降雪对絮凝的影响。其它季节可以将保温棉拆除。
所述膜生物反应器3的有效容积为6m3，处理水量为5m3/d，所述预曝气装置和所述膜组件9的间隔设置在50cm左右，以进一步使池体内的氧气均匀分布。
所述预曝气装置与所述池体底部的距离为10～15cm，包括多个层叠设置的微孔曝气盘组，每个所述微孔曝气盘8组均设置至少两个微孔曝气盘8，且至少两个微孔曝气盘8竖向均匀间隔设置。也即，所述预曝气装置包括多个在水平方向平行设置的微孔曝气盘8组，而每个微孔曝气盘8组中又分别包括至少两个微孔曝气盘8，且每个微孔曝气盘8组中的微孔曝气盘8之间设置间隔。
如图2所示，所述预曝气装置具体可以包括3个层叠设置的微孔曝气盘组。也即，所述预曝气装置自下而上包括第一微孔曝气盘组81、第二微孔曝气盘组82和第三微孔曝气盘组83。其中，层叠在中间的微孔曝气盘组，也即第二微孔曝气盘组82包括两个所述微孔曝气盘8。剩余的微孔曝气盘8组分别设置三个所述微孔曝气盘8，也即第一微孔曝气盘组81和第三微孔曝气盘组82分别包括三个所述微孔曝气盘8。通过层叠设置不同数量的微孔曝气盘8组，使8个微孔曝气盘8均匀间隔折线设置，能够尽可能提高预曝气装置对池体内的氧气的均匀分布效率，并促进池中污泥和废水的混合。
微孔曝气盘8的设置方向可以为水平放置，也可以为竖直放置。
所述膜组件9包括多个均匀间隔设置的聚偏氟乙烯平板膜(PVDF)和膜固定框，所述膜固定框用于固定所述多个聚偏氟乙烯平板膜。其中，在聚偏氟乙烯平板膜上附着有菌胶团，该菌胶团中包括大量的微生物，为活性污泥的主要成分。
所述膜组件9的总有效膜面积为20m2，膜壁厚度为5mm，膜孔径为0.1μm，膜通量为10L/(m2·h)，操作压力为-0.01～-0.03MPa。
所述膜组件9下方设置预曝气件，也即，在膜组件9与曝气装置之间设置有预曝气件。预曝气件能够使进入池体内的溶解氧分布更均匀，从而使聚偏氟乙烯平板膜表面附着的活性污泥充分混合，同时对膜组件9的表面形成均匀冲刷，清洁膜组件9表面的异物等，以降低膜污染。预曝气件可以为常规的结构，例如微孔曝气盘8，或者前述的层叠设置的微孔曝气盘组。
所述膜生物反应器3还包括阳光板。所述阳光板围设所述池体的外壁，形成阳光棚，以在冬季时对膜生物反应器3进行保温，使膜生物反应器3内的污水温度维持在(20±5)℃。其它季节时，可以将阳光棚拆除。
所述曝气装置包括曝气泵14和曝气管道12，所述曝气管道12设置转子流量计13，开设第一曝气支管和第二曝气支管，所述第一曝气支管和所述第二曝气支管分别与所述膜组件9和所述微孔曝气盘8连接。所述第一曝气支管的出气口和所述第二曝支管的出气口距离池体底部的距离可以为20cm。
应当说明的是，多个所述微孔曝气盘8可以通过曝气子支管连接，所述曝气子支管的一端连接第一曝气支管，另一端连接微孔曝气盘8进气端，所述曝气泵吸入空气，所述空气通过所述曝气管进入所述曝气支管后，分别进入与各微孔曝气盘连接的曝气子支管，从而进入微孔曝气盘8。
所述第二排泥装置与所述第一排泥装置的结构相同，包括排泥管道和设置在排泥管道上的排泥阀门10，所述排泥管道的自由端为排泥口18。所述排泥阀门10能够调节排泥的速度，还能够开启或者关闭所述排泥管道。
所述第二出水装置包括依次连接的第一排水管16、离心泵11和第二排水管。
所述第一排水管16的两端分别与膜组件9和离心泵11连接，且所述第一排水管16上设置有真空压力表17。所述真空压力表17，用于测量并指示高于预设值的膜组件9的跨膜压力。当真空压力表17指示膜组件9的跨膜压力高于预设值时，需要对膜组件9进行清洗。
所述第二排水管设置转子流量计13，用于检测膜生物反应器3的出水流量。所述第二排水管的自由端为膜生物反应器出水口19，用于排出经过处理后的污水。
所述膜生物反应器3的池体内还设置有自动控制装置和液位器7。液位器7用于检测膜生物反应器3的池体内所述污水的水位，所述自动控制装置能够根据所述液位器7检测的水位和或所述转子流量计13检测的出水流量，自动或手动控制潜污泵、第二排泥装置的排泥阀门10和第二出水装置的离心泵11和或离心泵进水管道的阀门。所述自动控制装置还能够根据所述曝气管12道设置的转子流量计13检测的曝气流量，自动或手动控制曝气泵14的开启和或关闭，并能根据预设的曝气和静止时间自动或手动控制曝气泵14的开启和或关闭。自控控制装置可以为控制器。
在膜生物反应器3的池体的侧壁上还设置有溢流口15，用于当发生意外，例如自动控制装置、第一出水装置、第二出水装置和或液位计发生故障，造成出水故障，导致膜生物反应器3池内水位过高时，污水会通过溢流口15流出，不会造成污水满溢的事故。
具体地，溢流口15距离所述膜生物反应器3的池体的侧壁的顶部距离为30cm。若溢流口15距离底部的距离太高，会影响出水故障时污水流出的效率，无法及时缓解出水故障。若溢流口15距离顶部底部的距离太低，会造成误排水，在未发生出水故障时排出未经充分处理的污水，影响对高浓度污水的净化处理。
膜生物反应装置还可以设置临时储水装置，所述临时储水装置与所述溢流口15连接。所述临时储水装置用于存储由于出水故障排出的污水，避免排出的污水不符合排放标准。所述临时储水装置包括储水箱和与所述储水箱连接的进水管道，所述进水管道与所述溢流口15连接。
絮凝箱体的箱壁可以设置溢流口15和与溢流口15连接的临时储水装置。所述溢流口15距离所述絮凝箱体的底部距离可以为30cm。所述临时储水装置用于存储由于出水故障排出的污水，避免排出的污水不符合进入膜生物反应装置的条件。所述临时储水装置包括储水箱和与所述储水箱连接的进水管道，所述进水管道与所述溢流口15连接。
本发明实施例提供的基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置，针对机械干清粪奶牛场污水的污染物浓度高，通过将原水箱1中的污水经过搅拌絮凝处理、预曝气处理和膜分离处理的结合处理，无需额外的氧化处理装置，省略额外的厌氧-好氧装置，即可对高浓度的奶牛成污水深度高效处理。能够将COD浓度为15000mg/L以上的高浓度奶牛场污水降低到400mg/L以下。
请参阅图3，本发明实施例还提供一种应用上述的基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置对高浓度奶牛场污水处理的方法，包括：
S100，将高浓度奶牛场污水自原水箱中抽入膜生物反应器中，接种活性污泥，进行培养驯化，以使所述活性污泥中菌种适应高浓度奶牛场污水的浓度；
S200，将高浓度奶牛场污水自原水箱中抽入絮凝装置；
S300，在絮凝装置中投加絮凝剂，依次进行第一搅拌处理、第二搅拌处理和25～35min的静止沉淀处理，所述第一搅拌处理的搅拌速度为280～320r/min、搅拌时间为25～35s；所述第二搅拌处理的搅拌速度为180～220r/min、搅拌时间为5～15min；静置沉淀处理的时间为20～40min，以对高浓度奶牛场污水进行化学絮凝处理；
S400，将絮凝处理所得污泥经第一排泥装置排出，并将所得上清液经过第一出水装置抽至所述膜生物反应器中；
S500，在所述膜生物反应器中对所述上清液进行曝气处理和膜分离处理，并启动第二排泥装置排出污泥，启动第二出水装置排出经过处理后的污水。
在步骤S100中，活性污泥中菌种为能够适应高浓度奶牛场污水的菌种。培养驯化为常规的步骤，本发明并不涉及对活性污泥的培养驯化的改进。活性污泥中菌种附着在膜组件中聚偏氟乙烯平板膜的表面。
在步骤S200中，抽入絮凝装置中的高浓度奶牛场污水的体积为1m3。
步骤S300中，絮凝剂为非离子聚丙烯酰胺(NPAM)。非离子聚丙烯酰胺以水溶液的形式投加，浓度为1g/L。非离子聚丙烯酰胺水溶液的投加体积为絮凝装置内高浓度奶牛场污水体积的1/400，也即，非离子聚丙烯酰胺水溶液的投加体积比为1:400。
第一搅拌处理的搅拌速度为300r/min，搅拌时间为30s。第二搅拌处理的搅拌速度为200r/min，搅拌时间为10min。静置沉淀处理的时间可以为30min。
通过两次不同的搅拌处理，即较高的第一搅拌速度的短时处理和较低的第二搅拌速度的长时处理，能够加速对高浓度奶牛场污水的化学絮凝，高效去除原水中大部分有机物和悬浮颗粒物质，降低所述污水中COD的浓度。
搅拌处理之后，再进行静置沉淀处理后，将所得上清液进入后续处理。
通过投加该浓度和体积的非离子聚丙烯酰胺水溶液，配合两次不同搅拌速度和搅拌时间的搅拌处理，能够极大地提高对高浓度奶牛场污水的处理效率，处理时间能够缩短至1h以内，将COD浓度为15000mg/L以上的高浓度污水降至7000mg/L左右。
步骤S400中，通过第一出水装置中的离心泵将所得上清液抽至膜生物反应器中。
步骤S500中，在膜生物反应器中，通过启动曝气泵进行曝气处理，曝气强度为1.8m3/(m2·h)，溶解氧浓度控制为2.4±0.7mg/L。
水力停留时间(HRT)通常为72h，也即经过72h的处理，附着在膜组件中聚偏氟乙烯平板膜的表面的菌种能够将大部分有机物进行分解、吸收和转换。排泥时，采用每周排泥三次、每次排泥500L使污泥龄(SRT)保持在30d。
在排出经过处理后的污水时，采用第二出水装置的离心泵进行间歇式抽吸处理，以更好地排出经过处理后的污水。间歇式抽吸处理具体可以为：抽吸8min，停止2min的循环处理。当第二出水装置启动工作时，离心泵开始工作，通过抽吸离心泵进水管中的空气，进而造成膜分离系统内形成负压，所述污水通过离心泵的出水口进行排放。同时通过第二出水装置中的真空压力表监测膜组件的跨膜压力，当膜组件的跨膜压力接近30kPa时用次氯酸钠溶液和柠檬酸溶液进行化学清洗，以避免膜组件阻塞，降低对污水的处理效率。
本发明实施例提供的基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置对高浓度奶牛场污水处理的方法，针对机械干清粪奶牛场污水的污染物浓度高，通过将原水箱中的污水经过搅拌絮凝处理、预曝气处理和膜分离处理的结合处理，无需额外的氧化处理装置，省略额外的厌氧-好氧装置，即可对高浓度的奶牛成污水深度高效处理。通过搅拌速度为300r/min，搅拌时间为30s的第一搅拌处理；搅拌速度为200r/min，搅拌时间为10min的第二搅拌处理；30min的静置沉淀处理，以及微孔曝气盘均匀分布氧气的结合，能够将膜分离处理的时间将至一周以内。能够将膜分离处理的时间将COD浓度为15000mg/L以上的高浓度奶牛场污水降低到400mg/L以下。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置，所述奶牛场污水为高浓度污水，其特征在于，包括原水箱、絮凝装置、膜生物反应器、曝气装置、第一出水装置、第二出水装置、第一排泥装置和第二排泥装置；所述原水箱和所述絮凝装置与所述膜生物反应器之间分别通过第一出水装置连接；所述原水箱与所述絮凝装置之间通过进水管道连接；所述絮凝装置和所述膜生物反应器分别与第一排泥装置和第二排泥装置连接；所述膜生物反应器还分别与第二出水装置和所述曝气装置连接；
所述絮凝装置包括絮凝箱体和设置在所述箱体内的搅拌器；所述膜生物反应器包括池体和设置在所述池体内的预曝气装置和膜组件；所述预曝气装置和所述膜组件间隔设置；所述预曝气装置用于使池体内氧气均匀分布。
2.根据权利要求1所述的膜生物反应装置，其特征在于，所述预曝气装置与所述池体底部的距离为10～15cm，包括多个层叠设置的微孔曝气盘组，每个微孔曝气盘组均包括至少两个水平设置的微孔曝气盘，且至少两个微孔曝气盘均匀间隔设置。
3.根据权利要求2所述的膜生物反应装置，其特征在于，所述预曝气装置具体包括3个层叠设置的微孔曝气盘组，其中，层叠在中间的微孔曝气盘组设置两个所述微孔曝气盘，剩余的微孔曝气盘组分别设置三个所述微孔曝气盘。
4.根据权利要求1所述的膜生物反应装置，其特征在于，所述膜组件包括多个均匀间隔设置的聚偏氟乙烯平板膜和膜固定框，所述膜固定框用于固定所述多个聚偏氟乙烯平板膜，所述膜组件的总有效膜面积为20m2，膜壁厚度为5mm，膜孔径为0.1μm，膜通量为10L/(m2·h)，操作压力为-0.01～-0.03MPa；所述膜组件下方设置预曝气件，以使聚偏氟乙烯平板膜表面附着的活性污泥充分混合。
5.根据权利要求1所述的膜生物反应装置，其特征在于，还包括保温棉和多个阳光板；所述保温棉包裹在所述絮凝箱体的外表面；所述多个阳光板围设所述池体的外壁，形成阳光棚。
6.根据权利要求1所述的膜生物反应装置，其特征在于，所述原水箱包括原水箱箱体和设置在所述原水箱体内的潜水排污泵；所述第一出水装置包括离心泵、离心泵进水管道和离心泵出水管道；所述絮凝装置和所述膜生物反应器内分别设置有液位器和控制系统，所述液位器用于检测水位高低，所述控制系统用于根据水位高度控制所述第一出水装置、所述曝气装置、第二出水装置、第一排泥装置和第二排泥装置的开启和/或关闭。
7.根据权利要求1所述的膜生物反应装置，其特征在于，所述第二出水装置、所述曝气装置和所述第二排泥装置所述分别与所述池体的侧壁连接；所述膜生物反应器沿污水流动方向的两个侧壁分别与所述第二出水装置和第二排泥装置连接；所述曝气装置与污水流动方向的任一侧壁连接；所述池体的侧壁还开设溢流口。
8.根据权利要求1所述的膜生物反应装置，其特征在于，所述第二出水装置包括依次连接的第一排水管、离心泵和第二排水管，所述第一排水管设置真空压力表，所述第二排水管设置转子流量计；所述第一排泥装置和所述第二排泥装置均包括排泥管道和设置在排泥管道上的排泥阀门。
9.一种应用权利要求1～8任一项所述的膜生物反应装置对高浓度奶牛场污水处理的方法，其特征在于，所述方法包括：
将高浓度奶牛场污水自原水箱中抽入膜生物反应器中，接种活性污泥，进行培养驯化，以使所述活性污泥中菌种适应高浓度奶牛场污水的浓度；
将高浓度奶牛场污水自原水箱中抽入絮凝装置；
在絮凝装置中投加絮凝剂，依次进行第一搅拌处理、第二搅拌处理和25～35min的静置沉淀处理，所述第一搅拌处理的搅拌速度为280～320r/min、搅拌时间为25～35s；所述第二搅拌处理的搅拌速度为180～220r/min、搅拌时间为5～15min；静置沉淀处理的时间为20～40min，以对高浓度奶牛场污水进行化学絮凝处理；
将絮凝处理所得污泥经第一排泥装置排出，并将所得上清液经过第一出水装置抽至所述膜生物反应器中；
在所述膜生物反应器中对所述上清液进行曝气处理和膜分离处理，并启动第二排泥装置排出污泥，启动第二出水装置排出经过处理后的污水。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂为浓度为1g/L的非离子聚丙烯酰胺，投加体积比为1:400；所述曝气处理的曝气强度为1.8m3/(m2·h)，溶解氧浓度控制为2.4±0.7mg/L。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011002591.8A CN112266127A (zh) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | 一种基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011002591.8A CN112266127A (zh) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | 一种基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112266127A true CN112266127A (zh) | 2021-01-26 |
Family
ID=74349275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011002591.8A Pending CN112266127A (zh) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | 一种基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112266127A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115321741A (zh) * | 2021-05-11 | 2022-11-11 | 湖南迪易清环保科技有限公司 | 一种养殖污水处理方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200197712Y1 (ko) * | 2000-04-17 | 2000-09-15 | 한국건설기술연구원 | 입상활성슬러지 공법을 이용한 수처리장치 |
| CN101148302A (zh) * | 2006-09-18 | 2008-03-26 | 深圳市金达莱环保股份有限公司 | 一种畜禽养殖废水的处理方法 |
| CN104649524A (zh) * | 2015-03-17 | 2015-05-27 | 山西澳科特环境工程有限公司 | 一种畜禽养殖污水处理方法 |
| CN108503019A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-09-07 | 清华大学深圳研究生院 | 一种膜生物反应器及污水处理方法 |
| CN207845422U (zh) * | 2017-11-27 | 2018-09-11 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种磁-膜耦合反应装置 |
| CN110357250A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-10-22 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种污水处理的膜生物反应器及方法 |
| CN213570014U (zh) * | 2020-09-22 | 2021-06-29 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置 |
-
2020
- 2020-09-22 CN CN202011002591.8A patent/CN112266127A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200197712Y1 (ko) * | 2000-04-17 | 2000-09-15 | 한국건설기술연구원 | 입상활성슬러지 공법을 이용한 수처리장치 |
| CN101148302A (zh) * | 2006-09-18 | 2008-03-26 | 深圳市金达莱环保股份有限公司 | 一种畜禽养殖废水的处理方法 |
| CN104649524A (zh) * | 2015-03-17 | 2015-05-27 | 山西澳科特环境工程有限公司 | 一种畜禽养殖污水处理方法 |
| CN207845422U (zh) * | 2017-11-27 | 2018-09-11 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种磁-膜耦合反应装置 |
| CN108503019A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-09-07 | 清华大学深圳研究生院 | 一种膜生物反应器及污水处理方法 |
| CN110357250A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-10-22 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种污水处理的膜生物反应器及方法 |
| CN213570014U (zh) * | 2020-09-22 | 2021-06-29 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 张云霞;郭淑琴;季民;邢国平;: "膜生物反应器发生污泥膨胀后的控制措施研究", 中国给水排水, no. 09, 1 May 2007 (2007-05-01) * |
| 张翔;万亚珍;刘金盾;张冰;: "SBR-絮凝法处理奶牛场废水COD_(Cr)", 广西师范大学学报(自然科学版), no. 01, 15 March 2008 (2008-03-15) * |
| 杨晓莉;郝峰;刘永军;李艳;周吉清;: "奶牛场污水处理效果分析", 畜牧与兽医, no. 01, 10 January 2017 (2017-01-10) * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115321741A (zh) * | 2021-05-11 | 2022-11-11 | 湖南迪易清环保科技有限公司 | 一种养殖污水处理方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108585369B (zh) | 一种采用物联网技术的养殖基地污水处理系统及处理方法 | |
| CN106277324B (zh) | 一种去除总氮的水处理装置 | |
| CN203613067U (zh) | 一种一体式污水处理装置 | |
| CN104150719A (zh) | 农村综合污水处理系统及方法 | |
| CN111138038B (zh) | 光伏驱动农村生活污水一体化处理系统和处理方法 | |
| CN102642922A (zh) | 外置式厌氧膜生物反应器 | |
| CN204211537U (zh) | 一体化兼氧mbr膜生物反应器 | |
| CN213570014U (zh) | 一种基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置 | |
| CN103304109A (zh) | 医院废水处理工艺设备及医院废水处理方法 | |
| CN202610021U (zh) | 一种外置式厌氧膜生物反应器 | |
| CN202116373U (zh) | 一种适用于高原污水处理的膜生物反应装置 | |
| CN112266127A (zh) | 一种基于絮凝的处理奶牛场污水的膜生物反应装置及方法 | |
| CN212174718U (zh) | 分散式污水处理一体化设备 | |
| CN204752492U (zh) | 一体化膜生物反应装置 | |
| CN204417210U (zh) | Mbr污水处理系统 | |
| CN106517671A (zh) | 一种适用于高寒缺氧地区污水处理系统 | |
| CN204162569U (zh) | 一种膜生物反应器 | |
| CN107434330B (zh) | 一种人工快渗污水处理方法 | |
| CN211814020U (zh) | 单泵集成控制污水处理一体化设备 | |
| CN204342507U (zh) | 一种膜生物反应器 | |
| CN211170054U (zh) | 一种微生物膜高效处理装置 | |
| CN210237246U (zh) | 一种一体化膜生物反应器 | |
| CN109133523B (zh) | 一种基于正渗透膜的畜禽养殖用废水处理装置及处理方法 | |
| CN202643509U (zh) | 一种船用生活污水处理装置 | |
| CN207811366U (zh) | 一种污水处理系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |