CN112390364A - 一种利用均化池容积增效作用和进回水分流设计提高embr系统处理能力的环保工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用均化池的容积增效作用和进回水分流设计提高EMBR系统处理能力的环保工艺，所述的工艺主要流程：生产设计排水分流收集，双高污水（高氨氮、高有机物或COD）进入均化池，双低污水（低氨氮、低COD）进入生物瀑气池，均化池内污水进行厌氧分解后，进入EMBR处理单元，采用生物膜池进行过滤排水，同时生物膜池设计回水分流：每天部分膜池活性污泥进入收集池进行酸解后，进入均化池进行二次厌氧分解，达到污泥理化分解和生物降解效果。本发明通过污水进水分流收集工艺设计、生物膜池回水分流设计，创新性的利用收集池和均化池的容积增效作用，实现EMBR污水处理系统优化运行工艺，在不增加大量投资建设基础设施，不改变在原有硬件设计的基础上，每天污水处理增加30‑50%处理能力，膜通量提高30‑35%，出水质量提高60%‑65%，膜材消耗也有效降低。

Description

一种利用均化池容积增效作用和进回水分流设计提高EMBR系 统处理能力的环保工艺

技术领域

本发明属于化工废水处理技术领域，具体涉及一种利用均化池容积增效作用和进回水分流设计提高EMBR系统处理能力的环保工艺。

背景技术

抗生素生产过程产生的高浓度有机废水，含有相对较高的抗生素，同时其对自然环境存在耐药性基因污染问题，其收集、贮存、处置须按照国家危险废物名录中规定的标准严格执行。

生物农药类抗生素废水水质复杂，其中含有随水流失的工业用料、中间产物和产品，以及生产过程中产生的各种副产物和微生物次级代谢产物，成分相对复杂，且产品分离过程产生大量的酸性和碱性废水，这些废水进入污水处理站，对污水处理基建面积、工艺要求都较高。其主要特点是：首先，污染物浓度较高，化学需氧量(COD)最高可达数万毫克，其次，毒性大，废水中除含有农药和中间体等许多自然环境难以降解的物质，另外，废水有恶臭，对人的呼吸道和粘膜有刺激性。因此，农药废水对环境的污染非常严重。农药废水处理的目的是降低农药生产废水中污染物浓度，提高回收利用率，力求达到无害化。

目前，工业废水的处理主要是物理处理法、化学处理法、物理化学处理法和生物处理法。农药废水的处理方法有活性炭吸附法、湿式氧化法、溶剂萃取法、蒸馏法和活性污泥法等。活性污泥法是通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的物质，可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。生物处理法是目前水处理方法中最有效，成本最低廉，尤其是对于抗生素生产废水的处理，已经在行业中形成共识。

根据抗生素高浓度有机废水的共性特点，固含率低、理化沉淀和自然降解性差、高有机物含量等，利用自然筛选的活性污泥，进行方法组合，将其中的有机物高效率转化为二氧化碳和氮气，建立安全、合理、经济的高浓有机废水处理技术路线，提供一种能实现抗生素高浓度有机废水的低成本、无害化处理的方法，解决生物农药企业面临的发展瓶颈、清洁生产、可持续发展的关键问题，也是保证国家经济快速发展，保护环境、治理环境亟待解决的重要问题。

发明内容

为了解决现有生产中存在的污水MLSS过高问题导致膜出水异常和排泥成本高、污泥营养不良和环境变化导致的异常代谢和膨胀问题，本发明提供一种利用均化池容积增效作用和进回水分流设计提高EMBR系统处理能力的环保工艺，具体工艺为：生产设计排水分流收集，双高污水（高氨氮、高有机物或COD）进入均化池，双低污水（低氨氮、低COD）进入生物瀑气池，均化池内污水进行厌氧分解后，进入EMBR处理单元，采用生物膜池进行过滤排水，同时生物膜池设计回水分流：每日部分膜池活性污泥进入预酸化收集池进行酸解后，进入均化池进行二次厌氧分解，达到污泥生物降解的效果。通过污水进水分流收集工艺设计、生物膜池回水分流设计，创新性的利用均化池的容积增效作用以及进回水分流设计，实现EMBR污水处理系统优化运行工艺，实现了农用抗生素高浓度有机废水的减量化、无害化处理。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种利用均化池容积增效作用和进回水分流设计提高EMBR系统处理能力的环保工艺，包括以下步骤：

1）生产排水设计分流：双高污水进入均化池，双低污水进入生物曝气池；

2）EMBR处理系统：均化池的污水经过pH平衡后，进入缺氧池进行反硝化处理，然后进入接触氧化池进行氧化分解，最后进入生物曝气池，通过生物膜池过滤排水，生物膜池的污泥水大部分返回接触氧化池，进入封闭循环处理；

3）膜池回水设计分流：生物膜池的污泥水部分回流进入预酸化收集池进行酸解后，再进入均化池进行厌氧发酵，二次进入EMBR处理系统。

进一步的，所述的生产排水设计分流，具体设计包括：

1）污水中固含量大于0.4%或COD大于2000mg/L，且氨氮大于100mg/L的双高污水，进入均化池，进水量不低于350m³/d；

2）污水中固含量小于0.4%或COD小于2000mg/L，且氨氮小于100mg/L的双低污水，直接进入物曝气池，进水量不超过200m³/d。

进一步的，所述的EMBR处理系统中，均化池为2000mg-2500m³，缺氧池为800-1000m³，接触氧化池为200-300m³，生物曝气池为3600-3000m³，其中包括生物膜池60-150m³，总曝气量3000-9000m³/h。

进一步的，所述的预酸化收集池酸解pH在4.0-5.0之间。

进一步的，膜池回水设计分流步骤中，进入预酸化收集池的污泥量150-300m³/d。

进一步的，所述的均化池厌氧分解，进入均化池的污泥浓度在9000mg/L以上，或污泥沉降比95-98%，有明显处理效果。

进一步的，膜池回水设计分流步骤中，每日污泥水回流体积不超过均化池容积的15%，可连续运行6-15天，最大达到生物曝气池的100%理论置换量。

进一步的，所述生物膜池的出水参数设置为：回流量35-100m³/h（膜池容积0.8-1.0倍），出水量10-30m³/h（膜池容积0.2-0.3倍），曝气量30-150m³/h（膜池容积0.5-1.5倍），膜负压0.0250-0.0295MPa。

进一步的，还包括生物膜池的再生设置，膜再生频率每3-8h反进水5-15分钟，进水量0.3-1t，每吨水1-3kg次氯酸钠配置。

进一步的，生物膜池的排水的COD在100-500mg/L之间，氨氮在10-30mg/L之间。

进一步的，所述的生产排水包括：春雷霉素、多抗霉素、中生菌素的原料药和制剂车间生产污水，以及少量的生活污水。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下的有益效果：

1、本发明中采用进水分流设计中双高污水进入均化池，利用厌氧分解作用，形成高效预处理作用，降低总BOD量，而双低污水进入生物池，减轻了EMBR前期处理压力，增加氧溶解效率和营养源，缓解生物池氮源贫瘠，提高生物池絮凝菌群平衡，降低污水的MLSS，提高膜的出水效率和稳定性。

2、本发明中的生物膜池的污泥回流到预酸化收集池，有利于提高系统进水量和回流比，形成稀释放大作用，增加进入生物池的总水量、总营养量，提高系统处理效率。

3、本发明的预酸化收集池的污泥进入均化池，一定量的活性污泥能够有效提高均化池的厌氧效率，增强均化池的反硝化作用，同时使得生物系统的总容积扩大，提高系统稳定。

4、本发明中定期从膜池排泥进入收集池和均化池，对多余的污泥产生消化分解作用，提高系统的二氧化碳转化率，形成封闭循环的污泥消化和排泥的双重效果，能够维持系统的总泥量平衡，降低排泥量和环保处理成本。

5、本发明在不增加大量投资建设基础设施、不改变在原有硬件设计的基础上，每天污水处理增加30-50%的处理能力，膜处理效率提高30-35%，出水质量提高60%-65%。利用最少的物耗、能耗投入，实现了高浓废水中的有机物减量化，本发明提供了一种处理高浓度废水的无害化环保工艺方法。

附图说明

下面结合附图进行进一步说明：

图1为本发明的环保工艺系统污水处理示意图。其中，图中细线为原有工艺，粗实线为增加的新工艺，粗虚线为新工艺应急备用流程，细虚线为废除流程。

具体实施方式

本发明的实质性特点可以从以下实施例中体现，但这些实例仅作为说明，而不限制该发明的实施方式。

实施例1

1、生产污水和生活污水汇合后，通过污水收集池进入均化池，均化时间在5天左右，pH控制在5.5-8.5之间，平均COD在3500-5000mg/L，氨氮在250-350mg/L。

2、均化后污水每天以恒定速率进入缺氧池进行反硝化处理，然后进入接触氧化池进行氧化分解，最后进入生物曝气池，通过生物膜池过滤排水。

3、每天污水处理量在360-400m³，膜通量在16-20m³/h，膜再生频率每1小时再生10min，膜每天再生水用量48m³，实际运行时间20h，出水COD在400-550mg/L之间，氨氮在40-60mg/L之间。

实施例2

1、生产排水分流设计：

1）污水中固含大于0.4%，氨氮大于100mg/L的双高污水进入均化池，进水量350m³/d。

2）污水中固含小于于0.4%，氨氮小于100mg/L的双低污水直接进入生物曝气池，进水量100mgm³/d。

3）生产排水包括：春雷霉素、多抗霉素、中生菌素的原料药和制剂车间生产污水，和少量的生活污水。

2、EMBR处理系统：

1）生产双高排水进入双高废水收集池，通过污水泵入均化池， pH平衡达到5.0-7.0之间，300-400m³/d连续泵入缺氧池进行反硝化处理，控制缺氧池pH在7.0-8.0，然后进入接触氧化池进行氧化分解，最后进入生物曝气池，通过生物膜池容60-90m³过滤排水，系统总曝气量3000m³/h，膜池污泥水进入接触氧化池，进入封闭循环处理，按此流程进行污水处理。

2）生产双低排水进入双低废水收集池，通过污水泵进入生物曝气池进水口。

3）生物膜池出水参数设置：回流量35-60m³/h，出水量25-30m³/h，曝气量30-90m³/h，膜负压0.0250-0.0295MPa。生物膜池再生设置，膜再生频率每3h反进5-10min，每吨水1-2kg次氯酸钠配置。

3、系统回水分流设计：

1）当生物曝气池污泥浓度在8000mg/L以上，膜池内污泥浓度在9000mg/L以上，实施回水分流方案。膜池污泥150m³/d回流进入预酸化池进行酸解，酸解pH在4.0-6.0之间。

2）在预酸化池内酸解12h左右，再泵入均化池，二次进入EMBR处理系统。连续运行10-15天，达到生物曝气池的75-100mg%理论置换量。

4、连续运行过程检测生物曝气池内污泥浓度，控制污泥量降至7000-8000mg/L之间，每天污水处理量在550-600m³，膜通量在25-30m³/h，膜每天再生水用量18m³，实际运行时间23h，生物膜池排水COD在100-200mg/L之间，氨氮在10-30mg/L之间。

实施例3

1、生产排水分流设计：

1）污水中COD大于2000mg/L，氨氮大于100mg/L的双高污水进入均化池，进水量450m³/d。

2）污水中COD小于2000mg/L，氨氮小于100mg/L的双低污水直接进入生物曝气池，进水量200m³/d。

3）生产排水包括：春雷霉素、多抗霉素、中生菌素的原料药和制剂车间生产污水，和少量的生活污水。

2、EMBR处理系统：

1）生产排水进入双高废水收集池，通过污水泵入均化池， pH平衡达到5.0-7.0之间，600-700m³/d连续泵入缺氧池进行反硝化处理，控制缺氧池pH在7.0-8.0，然后进入接触氧化池进行氧化分解，最后进入生物曝气池，通过生物膜池容120-150m³过滤排水，系统总曝气量6000-9000m³/h，膜池污泥水进入接触氧化池，进入封闭循环处理，按此流程进行污水处理。

2）生产双低排水进入收集池，通过污水泵进入生物曝气池进水口。

3）生物膜池出水参数设置：回流量70-100m³/h，出水量20-30m³/h，曝气量100-150m³/h，膜负压0.0250-0.0295Mpa。生物膜池再生设置，膜再生频率每3h反进5-10min，每吨水1-2kg次氯酸钠配置。

3、系统回水分流设计：

1）当生物曝气池污泥浓度在8000mg/L以上，膜池内污泥浓度在9000mg/L以上，实施回水分流方案。膜池污泥250-300m³/d回流进入预酸化池进行酸解，酸解pH在4.0-6.0之间。

2）在预酸化池内酸解12h左右，再进入均化池，二次进入EMBR处理系统。连续运行6-7天，最大达到生物曝气池的75-100mg%理论置换量。

4、连续运行过程检测生物曝气池内污泥浓度，控制污泥量在6000-8000mg/L之间，每天污水处理量在550-600m³，膜通量在25-30m³/h，膜每天再生水用量18m³，实际运行时间23h，生物膜池排水COD在200-400mg/L之间，氨氮在20-30mg/L之间。

实施例4

1、生产排水分流设计：

1）污水COD大于2000mg/L，氨氮大于100mg/L的双高污水进入均化池，进水量350-400m³/d。

2）污水COD小于2000mg/L，氨氮小于100mg/L的双低污水直接进入生物曝气池，进水量150m³/d。

3）生产排水包括：春雷霉素、多抗霉素、中生菌素的原料药和制剂车间生产污水，和少量的生活污水。

2、EMBR处理系统：

1）生产排水进入双高废水收集池，通过污水泵入均化池， pH平衡达到7.0-9.0之间，400m³/d连续泵入缺氧池进行反硝化处理，控制缺氧池pH在8.0-9.0，然后进入接触氧化池进行氧化分解，最后进入生物曝气池，通过生物膜池容120-150m³过滤排水，系统总曝气量6000-9000m³/h，膜池污泥水进入接触氧化池，进入封闭循环处理，按此流程进行污水处理。

2）生物膜池出水参数设置：回流量70-100m³/h，出水量20-30m³/h，曝气量90-150m³/h，膜负压0.0250-0.0295MPa。生物膜池再生设置，膜再生频率每8h反进10-15min，每吨水3kg次氯酸钠配置。

3、系统回水分流设计：

1）膜池内污泥沉降比95-98%，膜压出现明显负压波动或频繁正压，实施回水分流方案。膜池污泥250-300m³/d回流进入预酸化池进行酸解，酸解pH在4.0-6.0之间。

2）在预酸化池内酸解12h左右，再进入均化池，二次进入EMBR处理系统。连续运行5-6天，然后间隔3天左右，再次连续运行5-6天，最大达到生物曝气池的100mg%理论置换量。

4、连续运行过程检测生物曝气池内污泥浓度，控制污泥量在6000-8000mg/L之间，每天污水处理量在550-600m³，膜通量在25-30m³/h，膜每天再生水用量18m³，实际运行时间23h，生物膜池排水COD在300-500mg/L之间，氨氮在20-30mg/L之间。

实施例5

1、生产排水分流设计：

1）污水中固含大于0.4%，氨氮大于100mg/L的双高污水进入均化池，进水量450m³/d。

2）污水中固含小于0.4%，氨氮小于100mg/L的双低污水直接进入生物曝气池，进水量200m³/d。

3）生产排水包括：春雷霉素、多抗霉素、中生菌素的原料药和制剂车间生产污水，和少量的生活污水。

2、EMBR处理系统：

1）生产排水进入双高废水收集池，通过污水泵入均化池， pH平衡达到7.0-9.0之间，400-500m³/d连续泵入缺氧池进行反硝化处理，控制缺氧池pH在7.0-8.0，然后进入接触氧化池进行氧化分解，最后进入生物曝气池，通过生物膜池容120-150m³过滤排水，系统总曝气量6000-9000m³/h，膜池污泥水进入接触氧化池，进入封闭循环处理，按此流程进行污水处理。

2）生物膜池出水参数设置：回流量80-90m³/h，出水量25-30m³/h，曝气量120-150m³/h，膜负压0.0250-0.0295Mpa。生物膜池再生设置，膜再生频率每3h反进10-15min，每吨水3kg次氯酸钠配置。

3、系统回水分流设计：

1）当生物曝气池污泥浓度在8000mg/L以上，膜池内污泥浓度在9000mg/L以上，且膜池内污泥沉降比95-98%，膜压出现明显负压波动或频繁正压，实施回水分流方案。膜池污泥250-300m³/d回流直接进入均化池。

2）污泥回流二次进入EMBR处理系统，连续运行5-6天，然后间隔3天左右，再次连续运行5-6天，最大达到生物曝气池的100mg%理论置换量。

4、连续运行过程检测生物曝气池内污泥浓度，控制污泥量在6000-8000mg/L之间，每天污水处理量在550-600m³，膜通量在25-30m³/h，膜每天再生水用量18m³，实际运行时间23h，生物膜池排水COD在300-500mg/L之间，氨氮在20-30mg/L之间。

实施例6

1、生产排水分流设计：

1）污水中固含大于0.4%，氨氮大于100mg/L的双高污水进入均化池，进水量450m³/d。

2）污水中固含小于0.4%，氨氮小于100mg/L的双低污水直接进入生物曝气池，进水量200m³/d。

3）生产排水包括：春雷霉素、多抗霉素、中生菌素的原料药和制剂车间生产污水，和少量的生活污水。

2、EMBR处理系统：

1）生产排水进入预酸化收集池，通过污水泵入均化池。

2）控制流程与其他实例相同。

3、系统回水分流设计：

1）当生物曝气池污泥浓度在8000mg/L以上，膜池内污泥浓度在9000mg/L以上，且膜池内污泥沉降比95-98%，膜压出现明显负压波动或频繁正压，实施回水分流方案，膜池污泥250-300m³/d回流直接进入均化池。

2）污泥回流二次进入EMBR处理系统，连续运行5-6天，然后间隔3天左右，再次连续运行5-6天，最大达到生物曝气池的100mg%理论置换量。

4、连续运行过程检测生物曝气池内污泥浓度，控制污泥量在6000-8000mg/L之间，每天污水处理量在550-600m³，膜通量在25-30m³/h，膜每天再生水用量18m³，实际运行时间23h，生物膜池排水COD在300-500mg/L之间，氨氮在20-30mg/L之间。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用均化池容积增效作用和进回水分流设计提高EMBR系统处理能力的环保工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1）生产排水设计分流：双高污水进入均化池，双低污水进入生物曝气池；

2）EMBR处理系统：均化池的污水经过pH平衡后，进入缺氧池进行反硝化处理，然后进入接触氧化池进行氧化分解，最后进入生物曝气池，通过生物膜池过滤排水，生物膜池的污泥水大部分返回接触氧化池，进入封闭循环处理；

3）膜池回水设计分流：生物膜池的污泥水部分回流进入预酸化收集池进行酸解后，再进入均化池进行厌氧发酵，二次进入EMBR处理系统。

2.根据权利要求1所述的环保工艺，其特征在于，所述的生产排水设计分流，具体设计包括：

1）污水中固含量大于0.4%或COD大于2000mg/L，且氨氮大于100mg/L的双高污水，进入均化池，进水量不低于350m³/d；

2）污水中固含量小于0.4%或COD小于2000mg/L，且氨氮小于100mg/L的双低污水，直接进入物曝气池，进水量不超过200m³/d。

3.根据权利要求1所述的环保工艺，其特征在于，所述的EMBR处理系统中，均化池为2000mg-2500m³，缺氧池为800-1000m³，接触氧化池为200-300m³，生物曝气池为3600-3000m³，其中包括生物膜池60-150m³，总曝气量3000-9000m³/h。

4.根据权利要求1所述的环保工艺，其特征在于，膜池回水设计分流步骤中，进入预酸化收集池的污泥量150-300m³/d，预酸化收集池酸解pH在4.0-5.0之间。

5.根据权利要求1所述的环保工艺，其特征在于，所述的均化池厌氧分解，进入均化池的污泥浓度在9000mg/L以上，或污泥沉降比95-98%，有明显处理效果。

6.根据权利要求1所述的环保工艺，其特征在于，膜池回水设计分流步骤中，每日污泥水回流体积不超过均化池容积的15%，可连续运行6-15天，最大达到生物曝气池的100%理论置换量。

7.根据权利要求1所述的环保工艺，其特征在于，所述生物膜池的出水参数设置为：回流量35-100m³/h（膜池容积0.8-1.0倍），出水量10-30m³/h（膜池容积0.2-0.3倍），曝气量30-150m³/h（膜池容积0.5-1.5倍），膜负压0.0250-0.0295MPa。

8.根据权利要求1所述的环保工艺，其特征在于，还包括生物膜池的再生设置，膜再生频率每3-8h反进水5-15分钟，进水量0.3-1t，每吨水1-3kg次氯酸钠配置。

9.根据权利要求1所述的环保工艺，其特征在于，生物膜池的排水的COD在100-500mg/L之间，氨氮在10-30mg/L之间。

10.根据权利要求1所述的环保工艺，其特征在于，所述的生产排水包括：春雷霉素、多抗霉素、中生菌素的原料药和制剂车间生产污水，以及少量的生活污水。

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