CN1253388C - 一种污染流体的处理方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种污染流体的生物铁法-膜生物反应器处理方法及其设备，通过对膜生物反应器中投加一定浓度的铁系絮凝剂，经过驯化成为结构紧密，性能优良的生物铁污泥，对废水进行生物处理后，污泥混合液再经过微孔滤膜的作用予以过滤。由于铁系絮凝剂的吸附絮凝作用将污染流体中的颗粒变大，极大增强了膜的过滤性能，减少了膜污染，同时通过生物铁污泥的强化生物作用和膜的过滤作用，得到清洁的回用水。本发明的方法和设备适用于生活污水、含碱减量印染废水、各种工业废水的处理。

Description

一种污染流体的处理方法及其设备
技术领域
本发明涉及一种污染流体的处理方法及其设备，特别是涉及一种污染流体的生物铁法一膜生物反应器处理方法及其设备。
背景技术
目前普遍采用的生化、物化方法虽然证明是一种行之有效的方法，但是由于采用重力式沉淀池作为处理水和污泥的固液分离手段，往往出水水质不稳定，需要三级处理才能达到回用水标准，而新型的膜生物反应器组合工艺显示了很强的优势，但是由于膜污染的和能耗的问题是膜生物反应器应用推广中遇到的共同问题，寻求膜污染防治技术成为当前膜生物反应器研究的一个重要方向。
为了解决膜污染问题，近年来，国内外都相继对膜污染控制问题进行了研究。如“Potential and limitations of alum or zeolite addition to improve theperformance of a submerged membrane bioreactor.”《Wat.Sci.Tech》.2001，43(11)：59-66.介绍了韩国学者将明矾和沸石投加入浸没式膜生物反应器中，减少了膜污染，出水水质稳定，但是明矾对微生物系统有一定的毒性作用，氨氮处理效果受到明显影响。又如“投加粉末活性炭对膜阻力的影响研究.”《中国给水排水》2001，17(2)：1-4.报道了活性炭粉末加入膜生物反应器中实现了膜污染的防治作用，但是活性炭成本较高，需根据需要不断补充活性炭于反应器中，处理成本随之提高。
目前还未见用于废水处理中应用生物铁法和膜生物反应器结合的设备及处理系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种污染流体的处理方法及其设备，以解决现在技术中存在的膜污染严重、占地面积大、成本高、出水水质不稳定的缺点。
本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种污染流体的处理方法，该方法包括如下步骤：
A.将铁系絮凝剂加入生物反应器中，驯化形成生物铁污泥，并将污染物质凝聚成颗粒；
B.利用生物反应器中的活性污泥进行生化作用，去除污染流体中的污染物质，运行的水力停留时间为6-15小时，污泥龄为20-100天，污泥浓度在2-10g/L；
C.采用孔径为0.01μm-100μm的纤维滤膜组件截留流体中的污染物质；
D.得到回用的清洁流体；
其中所述的铁系絮凝剂的添加到反应器溶液浓度为5-1000mg/L。
其中所述的铁系絮凝剂为硫酸亚铁、氢氧化铁、聚合氯化铁或氯化铁中的一种或一种以上，所述的纤维膜为聚偏氟乙烯、聚氯乙烯或聚砜中的一种或一种以上。
所述的污染流体为可含碱减量印染废水、淀粉废水或生活废水中的一种或一种以上。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种用于污染流体处理方法的设备，该设备包括集水池、液位平衡水箱、生物反应器、进水泵、膜组件、絮凝剂溶解箱、絮凝剂投加箱和出水泵；
其中所述的集水池设在地面以下，所述的絮凝剂溶解箱、絮凝剂投加箱底部管道通向生物反应器，所述的生物反应器位于絮凝剂溶解箱、絮凝剂投加箱的上部，所述的膜组件位于生物反应器的内部，所述的进水泵经进水阀与液位平衡箱相连，并经进水阀与生物反应器相连，膜组件与出水流量计和出水阀门相通，所述的絮凝剂溶解箱和絮凝剂投加箱之间通过药剂控制阀连接，絮凝剂投加箱通过加药泵、流量计和进药阀门与生物反应器连接。
所述的生物反应器包括曝气管、放空管、风机和曝气流量计。
本发明具有占地面积小、出水质量好、水质稳定、使用操作方便、膜污染小等优点。采用膜分离技术，将主要处理工艺集成后发明的一体化成套设备，加上生物铁法的强化絮凝和生物化学处理效果，形成了一种能够处理多种废水处理系统，极大的减少了膜污染和达到了良好的出水水质。
本设计适于多种废水处理，采用的主要处理技术包括物化混凝、生物化学处理、膜分离、生物铁法等工艺。本项目的特点是采用了许多高新技术，如：生物铁法、中空纤维膜等，出水水质稳定、易于使用操作、便于维修。膜技术的使用使处理出水水质明显好于以往处理工艺、特别对膜污染问题的解决有着效果显著。
附图说明
图1为废水处理工艺流程图；
图2为废水处理设备示意图。
图中：集水池1、进水泵2、液位平衡箱3、风机4、曝气流量计5、生物反应器6、膜组件7、曝气管8、出水泵9、絮凝剂溶解箱10、絮凝剂投加箱11、进水阀12、平衡控制阀13、气量控制阀14、进药阀15、出水阀16、放空阀17、药剂控制阀18、搅拌器19、搅拌器20、流量计21、出水流量计22、加药泵23
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
实施例1.
采用如下方法对淀粉废水进行处理：
(1)将硫酸亚铁加入生物反应器中，反应器中溶液浓度为700mg/L，驯化形成生物铁污泥，并将污染物质凝聚成颗粒；
(2)利用生物反应器中的活性污泥进行生化作用，去除污染流体中的污染物质，运行的水力停留时间10小时，污泥龄为20天，污泥浓度稳定在7g/L；
(3)采用聚偏氟乙烯0.2μm中空纤维膜组件进行过滤；
(4)得到回用的清洁流体。
                            表1  检测方法及标准
  项目   测定方法名称   测定方法(国家标准号)
  pH   玻璃电极法   GB/T6920-1986
  浊度(NTU)   分光光度法   GB/T13200-1991
  SS(mg/L)   重量法   GB/T11901-1989
  COD(mg/L)   重铬酸盐法   GB/T11914-1989
  BOD(mg/L)   稀释与接种法   GB/T7488-1987
  总大肠菌数(个/L)   平皿培养法   生活饮用水检验规范
  余氯   N，N-二乙级-1，4-苯二胺滴定法   GB/T11897-1989
       表2  水质测定结果
项目           实例1
  淀粉废水   处理后水质
  pH   7-8   6.8-7.5
浊度(NTU)   500   -2000 ＜5
  SS(mg/L)   28-1600   ＜5
  COD(mg/L)   650-850   25-83
  BOD(mg/L)   300-450   9-20
实施例2.
采用如下方法对印染废水(含碱减量废水)进行处理：
(1)将氢氧化铁加入生物反应器中，反应器内溶液浓度为175mg/L，驯化形成生物铁污泥，并将污染物质凝聚成颗粒；
(2)利用生物反应器中的活性污泥进行生化作用，去除污染流体中的污染物质，运行的水力停留时间15小时，污泥龄为20天，污泥浓度稳定在3.5g/L；
(3)采用聚偏氟乙烯0.2μm中空纤维膜组件进行过滤；
(4)得到回用的清洁流体。
        表3  水质测定结果
项目           实例2
  印染废水   处理后水质
  pH   8-11   6.8-8.5
浊度(NTU)   500   -2000 ＜5
  SS(mg/L)   28-1600   ＜5
  COD(mg/L)   600-1000   20-80
  BOD(mg/L)   200-300   9-20
  色度(倍)   100-500   ＜16
实施例3.
采用如下方法对生活污水进行处理：
(1)将氯化铁加入生物反应器中，反应器浓度内40mg/L，驯化形成生物铁污泥，并将污染物质凝聚成颗粒；
(2)利用生物反应器中的活性污泥进行生化作用，去除污染流体中的污染物质，运行的水力停留时间6小时，污泥龄为100天，污泥浓度稳定在4g/L；
(3)膜组件采用聚偏氟乙烯0.2μm中空纤维膜组件；
(4)得到回用的清洁流体。
                 表4  水质测定结果
项目 实例3   生活杂用水水质标准(GJ25.1-89)规定的限值
  生活污水   处理后水质
 pH   6.7-6.8   6.8-6.9   6.5-9.0
浊度(NTU)   500   -2000 ＜5 5
 SS(mg/L)   28-1600   ＜5   5
 COD(mg/L)   80-320   12-39   50
 BOD(mg/L)   26-68   3-10   10
 总大肠菌数(个/L)   20-1000   未检出   3
 余氯   -   2.0-3.0   管网末端水不小于0.2
实施例4.
采用如下方法对棉纺(活性染料)印染废水进行处理：
(1)将聚合氯化铁加入生物反应器中，反应器内浓度为450mg/L，驯化形成生物铁污泥，并将污染物质凝聚成颗粒；
(2)利用生物反应器中的活性污泥进行生化作用，去除污染流体中的污染物质，运行的水力停留时间9小时，污泥龄为100天，污泥浓度稳定在9g/L；
(3)膜组件采用聚偏氟乙烯0.2μm中空纤维膜组件；
(4)得到回用的清洁流体。
                 表5  水质测定结果
项目            实例4
  印染废水   处理后水质
  pH   8-11   6.8-6.9
浊度(NTU)   500   -2000 ＜5
  SS(mg/L)   28-1600   ＜5
  COD(mg/L)   600-850   30-70
  BOD(mg/L)   150-250   14-30
  色度(度)   100-500   ＜16
实施例5
一种用于污染流体处理方法的设备，该设备包括集水池1、液位平衡箱3、生物反应器6、进水泵2、膜组件7、絮凝剂溶解箱10、絮凝剂投加箱11和出水泵9；
其中集水池1设在地面以下，絮凝剂溶解箱10、絮凝剂投加箱11底部管道通向生物反应器6，生物反应器6位于絮凝剂溶解箱10、絮凝剂投加箱11的上部，膜组件7位于生物反应器的内部，进水泵2经进水阀12与液位平衡箱3相连，并经进水阀12与生物反应器6相连，膜组件7与出水流量计22和出水阀门16相通，絮凝剂溶解箱10和絮凝剂投加箱11之间通过药剂控制阀18连接，絮凝剂投加箱11通过加药泵23、流量计21和进药阀门15与生物反应器6连接。生物反应器6包括曝气管8、放空管17、风机4和曝气流量计5。

Claims (6)

1.一种污染流体的处理方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
A.将铁系絮凝剂加入生物反应器中，驯化形成生物铁污泥，并将污染物质凝聚成颗粒；
B.利用生物反应器中的活性污泥进行生化作用，去除污染流体中的污染物质，运行的水力停留时间为6-15小时，污泥龄为20-100天，污泥浓度在2-10g/L；
C.采用孔径为0.01μm-100μm的纤维滤膜组件截留流体中的污染物质；
D.得到回用的清洁流体；
其中所述的铁系絮凝剂添加到反应器浓度为5-1000mg/L。
2.根据权利要求1所述的污染流体的处理方法，其特征在于所述的铁系絮凝剂为硫酸亚铁、氢氧化铁、聚合氯化铁或氯化铁中的一种或一种以上，所述的纤维膜为聚偏氟乙烯、聚氯乙烯或聚砜中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的污染流体的处理方法，其特征在于所述的污染流体为可含碱减量印染废水、淀粉废水或生活废水中的一种或一种以上。
4.根据权利要求1所述的污染流体的处理方法，其特征在于所述的铁系絮凝剂为硫酸亚铁、氢氧化铁、聚合氯化铁或氯化铁中的一种或一种以上。
5.根据权利要求1所述的污染流体的处理方法，其特征在于所述的纤维膜为聚偏氟乙烯、聚氯乙烯或聚砜中的一种或一种以上。
6.一种用于如权利要求1～5任一项所述的污染流体处理方法的设备，其特征在于该设备包括集水池(1)、液位平衡箱(3)、生物反应器(6)、进水泵(2)、膜组件(7)、絮凝剂溶解箱(10)、絮凝剂投加箱(11)和出水泵(9)；
其中所述的集水池(1)设在地面以下，所述的絮凝剂溶解箱(10)、絮凝剂投加箱(11)底部管道通向生物反应器(6)，所述的生物反应器(6)位于絮凝剂溶解箱(10)、絮凝剂投加箱(11)的上部，所述的膜组件(7)位于生物反应器的内部，所述的进水泵(2)经进水阀(12)与液位平衡箱(3)相连，并经进水阀(12)与生物反应器(6)相连，膜组件(7)与出水流量计(22)和出水阀门(16)相通，所述的絮凝剂溶解箱(10)和絮凝剂投加箱(11)之间通过药剂控制阀(18)连接，絮凝剂投加箱(11)通过加药泵(23)、流量计(21)和进药阀门(15)与生物反应器(6)连接。7.根据权利要求6所述的用于污染流体处理方法的设备，其特征在于所述的生物反应器(6)包括曝气管(8)、放空管(17)、风机(4)和曝气流量计(5)。
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