CN112499894A - 一种处理高有机高氨氮工业废水的一体式mbbr工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理高有机高氨氮工业废水的一体式MBBR工艺，包括混凝沉淀池、水解酸化池、MBBR池以及MBR池，所述MBR池是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，由于膜的高效分离作用，同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质，而且生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省，该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合。

Description

一种处理高有机高氨氮工业废水的一体式MBBR工艺
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，具体为一种处理高有机高氨氮工业废水的一体式MBBR工艺。
背景技术
目前，在高COD、高氨氮工业废水处理领域，国内大多数工业废水污水厂采用二级活性污泥法处理工艺，COD仅能降低至100mg/L左右，氨氮去除效果不稳定，远达不到目前国内执行的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A的排放标准。在普通活性污泥工艺及生物膜工艺中，处理高COD、高氨氮废水需要较大的基建池体及污泥浓度，从而造成占地面积及投资都比较大，经济效益差。
其中，典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成，但是当曝气池首端有机物负荷高，耗氧速率较高，容易造成缺氧或厌氧状态，对进水水质变化适应性低，运行稳定性差，脱氮除磷效果不理想，占地面积较多，基建费用高，而较为先进的生物膜法，活性污泥生物难以人为控制，在运行方面灵活性差，且由于填料的比表面积小，设备的容积负荷有限，空间效率低，同时内部安装填料需要较多的支撑结构，基建费用也超过活性污泥法。因此需要对工业废水的处理加以改进，同时提出一种处理高有机高氨氮工业废水的一体式MBBR工艺，便于更好的解决上述提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种处理高有机高氨氮工业废水的一体式MBBR工艺。
本发明采用的技术方案如下：
一种处理高有机高氨氮工业废水的一体式MBBR工艺，包括混凝沉淀池、水解酸化池、MBBR池以及MBR池，所述MBBR池是处理高有机物高氨氮工业废水的核心部分，该一体机处理步骤如下：
步骤一：废水经调节池提升至混凝沉淀池，混凝沉淀池根据污水情况分别投加混凝剂絮凝剂，初步去除废水中的悬浮物及胶体等污染物。
步骤二：经物化预处理后的废水通过自流进入水解酸化池，经布水管道进入反应器，水流向上通过污泥层，所述厌氧污泥层通过投加专用厌氧污泥进行培养，污泥层上部是浓度低的悬浮污泥层，废水与污泥充分混合接触，在高浓度污泥的作用下，微生物分解可生化性差的有机物质，产生沼气，微小的气泡在上升过程中，不断合并逐渐形成较大的气泡，产生较强烈的搅动，气、水、泥的混合液上升至三相分离器，沼气经过挡板孔道进入气室，收集排出，水和泥经挡板折向沉淀区，在重力的作用下，固液分离，上清液从上部经出水堰排出，污泥沿斜壁返回污泥，在一定的水力负荷下，绝大部分污泥颗粒能保留在反应区内，使反应区有足够的污泥量
步骤三：经水解酸化池将大分子有机物分解成有机物后，废水进入MBBR系统，通过在曝气池添加比表面积大，比重接近于1，易流态化的填料，MBR系统容积负荷高达10kg/m3.d,是普通活性污泥法的4倍，氨氮负荷可达1kg NH3-N/m3.d，而普通活性污泥法仅为0.1-0.3kg NH3-N/m3.d，MBBR池体得以通过减少池容，提高了处理能力，生物膜生长稳定，活性高，生物菌群丰富，有利于降解难降解有机物，且适合硝化菌生长，脱氮效率高，填料通过曝气在池内自由通畅旋转，增加对水中气泡的撞击及切割，延长气泡在水中的停留时间，提高氧气利用率，降低供氧能耗，本工艺相对普通活性污泥工艺，可提高50％以上处理能力，并达到脱氮除磷效果，运行维护稳定，耐冲击负荷及无污泥膨胀烦恼。
步骤四：经MBBR处理后的废水通过设置在底部的格栅板拦截填料，使处理后的废水进入MBR池，经处理过后的废水进行固液分离，膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反应器内，出水水质达到排放标准。
在一优选的实施方式中，所述混凝沉淀池投加的混凝剂通常为聚合氯化铝，所述聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂，它是一种无机高分子混凝剂，主要通过压缩双层，吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等机理作用，使水中细微悬浮粒子和胶体离子脱稳，聚集、絮凝、混凝、沉淀，达到净化处理效果。
在一优选的实施方式中，所述水解酸化池主要是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同，水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理，考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理，混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物，而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开，以创造各自的最佳环境。
在一优选的实施方式中，所述MBBR系统在高负荷条件下性能稳定，可多级联用处理污水，可将三个MBBR连接使用处理各类工业废水，第一个反应器的COD负荷高达10kg/m3，HRT约为4h，TC0D去除率为50％-75％，第二个和第三个反应器的总HRT为4～13h，TCOD去除率为75％、SCOD去除率为70％～88％，有机物去除率与有机负荷呈线性关系。
在一优选的实施方式中，所述MBR池是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，按照膜的结构可分为平板膜、管状膜和中空纤维膜等，按膜孔径可划分为超滤膜、微滤膜、纳滤膜、反渗透膜等，由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准(CJ25.1-89)，可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用，同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷(水质及水量)的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。
在一优选的实施方式中，所述MBR池不但可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，降低污泥处理费用，而且生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省，该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式，同时该工艺实现了水力停留时间(HRT)与污泥停留时间(SRT)的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:针对高有机物、高氨氮工业废水在去除难降解有机物、脱氮除磷方面高效稳定，且能降低处理及投资成本，同时本发明不但处理效率高、脱氮能力强、抗冲击负荷高、运行维护简单，而且设备设计紧凑合理，占地面积小，满足不同场地需求，全程自动化控制，无需配人工，有效节约了人力资源。
1、本发明中，MBR池是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，按照膜的结构可分为平板膜、管状膜和中空纤维膜等，按膜孔径可划分为超滤膜、微滤膜、纳滤膜、反渗透膜等，由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准(CJ25.1-89)，可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用，同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷(水质及水量)的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。
2、本发明中，MBR池不但可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，降低污泥处理费用，而且生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省，该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式，同时该工艺实现了水力停留时间(HRT)与污泥停留时间(SRT)的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。
附图说明
图1为本发明的工作流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，一种处理高有机高氨氮工业废水的一体式MBBR工艺，包括混凝沉淀池、水解酸化池、MBBR池以及MBR池，MBBR池是处理高有机物高氨氮工业废水的核心部分，该一体机处理步骤如下：
步骤一：废水经调节池提升至混凝沉淀池，混凝沉淀池根据污水情况分别投加混凝剂絮凝剂，初步去除废水中的悬浮物及胶体等污染物。
步骤二：经物化预处理后的废水通过自流进入水解酸化池，经布水管道进入反应器，水流向上通过污泥层，所述厌氧污泥层通过投加专用厌氧污泥进行培养，污泥层上部是浓度低的悬浮污泥层，废水与污泥充分混合接触，在高浓度污泥的作用下，微生物分解可生化性差的有机物质，产生沼气，微小的气泡在上升过程中，不断合并逐渐形成较大的气泡，产生较强烈的搅动，气、水、泥的混合液上升至三相分离器，沼气经过挡板孔道进入气室，收集排出，水和泥经挡板折向沉淀区，在重力的作用下，固液分离，上清液从上部经出水堰排出，污泥沿斜壁返回污泥，在一定的水力负荷下，绝大部分污泥颗粒能保留在反应区内，使反应区有足够的污泥量
步骤三：经水解酸化池将大分子有机物分解成有机物后，废水进入MBBR系统，通过在曝气池添加比表面积大，比重接近于1，易流态化的填料，MBR系统容积负荷高达10kg/m3.d,是普通活性污泥法的4倍，氨氮负荷可达1kg NH3-N/m3.d，而普通活性污泥法仅为0.1-0.3kg NH3-N/m3.d，MBBR池体得以通过减少池容，提高了处理能力，生物膜生长稳定，活性高，生物菌群丰富，有利于降解难降解有机物，且适合硝化菌生长，脱氮效率高，填料通过曝气在池内自由通畅旋转，增加对水中气泡的撞击及切割，延长气泡在水中的停留时间，提高氧气利用率，降低供氧能耗，本工艺相对普通活性污泥工艺，可提高50％以上处理能力，并达到脱氮除磷效果，运行维护稳定，耐冲击负荷及无污泥膨胀烦恼。
步骤四：经MBBR处理后的废水通过设置在底部的格栅板拦截填料，使处理后的废水进入MBR池，经处理过后的废水进行固液分离，膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反应器内，出水水质达到排放标准。
混凝沉淀池投加的混凝剂通常为聚合氯化铝，所述聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂，它是一种无机高分子混凝剂，主要通过压缩双层，吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等机理作用，使水中细微悬浮粒子和胶体离子脱稳，聚集、絮凝、混凝、沉淀，达到净化处理效果。
水解酸化池主要是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同，水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理，考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理，混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物，而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开，以创造各自的最佳环境。
MBBR系统在高负荷条件下性能稳定，可多级联用处理污水，可将三个MBBR连接使用处理各类工业废水，第一个反应器的COD负荷高达10kg/m3，HRT约为4h，TC0D去除率为50％-75％，第二个和第三个反应器的总HRT为4～13h，TCOD去除率为75％、SCOD去除率为70％～88％，有机物去除率与有机负荷呈线性关系。
MBR池是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，按照膜的结构可分为平板膜、管状膜和中空纤维膜等，按膜孔径可划分为超滤膜、微滤膜、纳滤膜、反渗透膜等，由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准(CJ25.1-89)，可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用，同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷(水质及水量)的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。
MBR池不但可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，降低污泥处理费用，而且生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省，该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式，同时该工艺实现了水力停留时间(HRT)与污泥停留时间(SRT)的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种处理高有机高氨氮工业废水的一体式MBBR工艺，包括混凝沉淀池、水解酸化池、MBBR池以及MBR池，其特征在于：所述MBBR池是处理高有机物高氨氮工业废水的核心部分，该一体机处理步骤如下：
步骤一：废水经调节池提升至混凝沉淀池，混凝沉淀池根据污水情况分别投加混凝剂絮凝剂，初步去除废水中的悬浮物及胶体等污染物；
步骤二：经物化预处理后的废水通过自流进入水解酸化池，经布水管道进入反应器，水流向上通过污泥层，所述厌氧污泥层通过投加专用厌氧污泥进行培养，污泥层上部是浓度低的悬浮污泥层，废水与污泥充分混合接触，在高浓度污泥的作用下，微生物分解可生化性差的有机物质，产生沼气，微小的气泡在上升过程中，不断合并逐渐形成较大的气泡，产生较强烈的搅动，气、水、泥的混合液上升至三相分离器，沼气经过挡板孔道进入气室，收集排出，水和泥经挡板折向沉淀区，在重力的作用下，固液分离，上清液从上部经出水堰排出，污泥沿斜壁返回污泥，在一定的水力负荷下，绝大部分污泥颗粒能保留在反应区内，使反应区有足够的污泥量；
步骤三：经水解酸化池将大分子有机物分解成有机物后，废水进入MBBR系统，通过在曝气池添加比表面积大，比重接近于1，易流态化的填料，MBR系统容积负荷高达10kg/m3.d,是普通活性污泥法的4倍，氨氮负荷可达1kg NH3-N/m3.d，而普通活性污泥法仅为0.1-0.3kgNH3-N/m3.d，MBBR池体得以通过减少池容，提高了处理能力，生物膜生长稳定，活性高，生物菌群丰富，有利于降解难降解有机物，且适合硝化菌生长，脱氮效率高，填料通过曝气在池内自由通畅旋转，增加对水中气泡的撞击及切割，延长气泡在水中的停留时间，提高氧气利用率，降低供氧能耗，本工艺相对普通活性污泥工艺，可提高50％以上处理能力，并达到脱氮除磷效果，运行维护稳定，耐冲击负荷及无污泥膨胀烦恼；
步骤四：经MBBR处理后的废水通过设置在底部的格栅板拦截填料，使处理后的废水进入MBR池，经处理过后的废水进行固液分离，膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反应器内，出水水质达到排放标准。
2.如权利要求1所述的一种处理高有机高氨氮工业废水的一体式MBBR工艺，其特征在于：所述混凝沉淀池投加的混凝剂通常为聚合氯化铝，所述聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂，它是一种无机高分子混凝剂，主要通过压缩双层，吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等机理作用，使水中细微悬浮粒子和胶体离子脱稳，聚集、絮凝、混凝、沉淀，达到净化处理效果。
3.如权利要求1所述的一种处理高有机高氨氮工业废水的一体式MBBR工艺，其特征在于：所述水解酸化池主要是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同，水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理，考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理，混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物，而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开，以创造各自的最佳环境。
4.如权利要求1所述的一种处理高有机高氨氮工业废水的一体式MBBR工艺，其特征在于：所述MBBR系统在高负荷条件下性能稳定，可多级联用处理污水，可将三个MBBR连接使用处理各类工业废水，第一个反应器的COD负荷高达10kg/m3，HRT约为4h，TC0D去除率为50％-75％，第二个和第三个反应器的总HRT为4～13h，TCOD去除率为75％、SCOD去除率为70％～88％，有机物去除率与有机负荷呈线性关系。
5.如权利要求1所述的一种处理高有机高氨氮工业废水的一体式MBBR工艺，其特征在于：所述MBR池是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，按照膜的结构可分为平板膜、管状膜和中空纤维膜等，按膜孔径可划分为超滤膜、微滤膜、纳滤膜、反渗透膜等，由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准(CJ25.1-89)，可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用，同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷(水质及水量)的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。
6.如权利要求5所述的一种处理高有机高氨氮工业废水的一体式MBBR工艺，其特征在于：所述MBR池不但可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，降低污泥处理费用，而且生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省，该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式，同时该工艺实现了水力停留时间(HRT)与污泥停留时间(SRT)的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。
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