CN203451338U - 一种处理有机废水的aabr—复合式mbr一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种处理有机废水的AABR—复合式MBR一体化装置。为了实现对中高浓度有机废水的达标处理，所述一体化装置包括具有填料和MBR膜组件的复合式MBR反应池，该复合式MBR反应池的出水端与一产水池连通；所述复合式MBR反应池的进水侧设有与进水管连通的AABR反应池，该AABR反应池包括缺氧段和与多级厌氧池，所述缺氧段和厌氧池内均设有竖向布置的折流板；所述复合式MBR反应池的出泥端分别与所述缺氧段和第一级厌氧池连通；所述进水管分别与所述AABR反应池的缺氧段和多级厌氧池中的第一级厌氧池连通。本实用新型将ABR进行改进组成AABR，再由AABR与复合式MBR反应池组成倒置A/A/O脱氮除磷工艺的形式，在降解中高浓度有机物的同时，实现了脱氮除磷。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种处理有机废水的“AABR—复合式MBR”一体化装置。
背景技术
ABR反应器内置竖向导流板，将反应器分隔成串联的几个反应室，每个反应室都是一个相对独立的上流式污泥床（UASB）系统。虽然在构造上ABR可以看作是多个UASB的简单串联，但在工艺上与单个UASB有着显著的不同，ABR更接近于推流式工艺。每个反应室中可以驯化培养出与流至该反应室中的污水水质、环境条件相适应的微生物群落，从而导致厌氧反应产酸相和产甲烷相沿程得到分离，有利于充分发挥厌氧菌群的活性，提高系统的处理效果和运行的稳定性。
相对于其他厌氧反应器，ABR具有构造设计简单，不需要昂贵的进水系统和气固液三相分离器，且启动容易，能在不同条件和隔室中形成性能不同的颗粒污泥等优点。因此，ABR法的投资少，运行费用较低。
MBR膜生物反应器是将活性污泥法和膜分离技术相结合，以膜分离技术取代传统常规活性污泥法中二沉池的污水处理新方法。得益于膜的高截留率，使生物反应器内维持较高的污泥浓度，使出水的有机污染物含量降到最低，能有效地去除氨氮，对难降解的工业废水也非常有效。此外，还具有能获得高质量处理水质、占地面积小、易于安装，运行操作方便等许多优点。
MBR膜生物反应器按照工艺形式分类可以分为分置式、一体式（浸没式）以及复合式。其中复合式MBR形式上也属于一体式MBR，所不同的是在膜生物反应池内同时加装填料和膜组件，从而形成复合式膜生物反应器，填料的增加一方面改变了膜生物反应器部分污泥的性状，提高了对有机污染物的去除效率，另一方面可以对MBR膜组件起到预过滤的作用，减缓膜污染程度。
ABR 反应器和膜生物反应器（MBR）的共同特点在于污泥停留时间（SRT）与水力停留时间（HRT）完全分离，使反应器容积大大缩小，处理能力大大提高，是一种有发展前途的节能型生物反应技术。但由于ABR 反应器和膜生物反应器（MBR）自身的特点，对于中高浓度的有机废水处理后的出水水质达不到《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）和《污水综合排放标准》（GB 8978 1996）二级标准。
实用新型内容
为了实现对中高浓度有机废水的达标处理，本实用新型旨在提供一种处理有机废水的AABR—复合式MBR一体化装置，该装置将ABR进行改进组成缺氧-厌氧折流反应池（AABR），再由缺氧-厌氧折流反应池（AABR）与复合式MBR反应池组成倒置A/A/O脱氮除磷工艺的形式，在降解中高浓度有机物的同时，实现脱氮除磷。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种处理有机废水的AABR—复合式MBR一体化装置，包括复合式MBR反应池；所述复合式MBR反应池内设有位于进水端的填料和位于填料后侧的MBR膜组件；所述复合式MBR反应池的出水端与一产水池连通；其结构特点是；所述复合式MBR反应池的进水侧设有与进水管连通的AABR反应池，该AABR反应池包括缺氧段和与缺氧段的出水端连通的由多级厌氧池串联而成的缺氧段，多级厌氧池中的最后一级厌氧池与所述复合式MBR反应池连通；所述缺氧段和厌氧池内均设有竖向布置的折流板；所述复合式MBR反应池的出泥端通过污泥/混合液回流泵、管道及阀门分别与所述缺氧段和多级厌氧池中的第一级厌氧池连通；所述进水管分别与所述AABR反应池的缺氧段和多级厌氧池中的第一级厌氧池连通。
所述倒置A/A/O工艺是在常规A/A/O工艺基础上发展起来的分点进水的污水处理工艺，通过把缺氧池置于厌氧池前面，避免了传统A/A/O处理工艺系统中，回流混合液和回流污泥中大量硝酸盐对厌氧池嗜磷菌放磷过程的影响。
以下为本实用新型的进一步改进的技术方案：
为了使污水与缺氧段内混合液、好氧池回流污泥/混合液充分混合，所述缺氧段内设有搅拌器，优选设置在缺氧段的底部。
所述填料为弹性填料，该弹性填料的下方设有位于复合式MBR反应池底部的弹性填料区曝气管；所述MBR膜组件下方设有位于复合式MBR反应池底部的MBR区曝气管；所述弹性填料区曝气管和MBR区曝气管与设置在复合式MBR反应池外的鼓风机相连。由此，所述MBR膜组件底部与弹性填料底部分别配置单独的曝气管路，MBR膜组件底部进行曝气，防止活性污泥大量黏附在膜表面而使产水量下降过快，MBR膜组件底部曝气管路除了减缓MBR膜污染外，并且为前端弹性填料区的好氧反应提供部分溶解氧。前端弹性填料区单独设置曝气管路，通过自动溶解氧仪控制曝气装置的启停。
所述进水管上装有滤网和阀门，由此，采用多点进水的方式，通过自动调节阀门与流量传感器自动调节进入缺氧段和厌氧段的水量。在进水管上安装不大于30目的滤网，防止大颗粒杂质进入装置中，缺氧段底部安装潜水搅拌器。复合式MBR反应池前端安装弹性填料，后端配有MBR膜组件。
根据本实用新型的实施例，所述AABR反应池包括一个缺氧段和与缺氧段的出水端连通的两级厌氧池。
所述MBR膜组件为帘式中空纤维膜组件。
所述缺氧段和MBR反应池上均设置有放空管；所述多级厌氧池上设置有沼气收集管。
利用本实用新型处理有机废水的AABR—复合式MBR一体化装置对有机废水进行处理的方法，包括如下步骤：
1）有机废水经过进水管分别进入缺氧段和多级厌氧段中的第一级厌氧段中，在溶解氧≤0.5mg/L的缺氧段内处理4h-8h，在厌氧段内处理12h~24h；
2）经过缺氧、厌氧处理后的废水进入MBR反应池内，在溶解氧为2mg/L-4mg/L的MBR反应池内处理15h~20h后，上清液排至产水池，污泥/混合液回流至缺氧段和多级厌氧池中的第一级厌氧池内，污泥龄为8d-20d。
所述MBR膜组件采用连续曝气、间歇出水的方式，由MBR反应池向产水池抽水和停止产水池抽水的时间比为（7min-9min）：（1.5min-2.5min）；所述MBR反应池内填料底部气水比为3-5:1，MBR膜组件底部气水比为16-20:1。
以下以具有两级厌氧段的AABR反应池为例对本实用新型做进一步的解释和说明：
本实用新型通过设置上下折流板将AABR反应池在水流方向形成依次串联的三个隔室，第一个隔室通过潜水搅拌器形成缺氧环境，第二、三隔室为厌氧段，由此组成缺氧-厌氧折流反应池（AABR）。采用多点进水的方式，通过阀门控制进入缺氧段和厌氧段的水量；然后废水沿导流板上下折流前进，进入厌氧段，微生物种群沿水流方向的不同隔室实现产酸和产甲烷相的分离，在单个反应器中达到两相或多相运行。经过厌氧反应的废水由AABR反应池自流进入复合式MBR反应池，前端悬挂弹性填料，去除COD的同时进行部分硝化反应，并可以拦截大颗粒悬浮物，减轻后续MBR膜污染；后端为MBR膜反应区，主要进行硝化反应以及进一步去除COD。由自吸泵抽吸得到产水流入产水池。复合式MBR反应池配有污泥/混合液回流系统，可以分配进入缺氧区和厌氧区的污泥/混合液量，从而达到脱氮除磷的目的。
本实用新型通过上下折流板将反应池在水流方向形成依次串联的三个隔室，第一个隔室通过潜水搅拌器形成缺氧环境，第二、三隔室为厌氧段，由此组成缺氧-厌氧折流反应池（AABR）。缺氧段顶部设置放空管，厌氧段顶部为沼气排放和收集管。
本实用新型由缺氧-厌氧折流反应池（AABR）与复合式MBR反应池组成倒置A/A/O脱氮除磷工艺的形式，在降解中高浓度有机物的同时，实现了脱氮除磷。
本实用新型根据倒置A/A/O工艺的特点将污泥和混合液回流合并为一根污泥/混合液回流管，污泥/混合液回流泵出口的污泥/混合液可以通过厌氧区回流支管进入厌氧区，也可以通过缺氧区回流支管进入缺氧区，每根支管上装有流量传感器和自动调节阀门，可以自动分配进入厌氧区和缺氧区污泥/混合液的流量。
本实用新型各步骤的进水、过滤、反洗、曝气、污泥回流皆为自动/手动两种控制方式运行。排空、排泥为手动控制。
本实用新型除具备常规ABR与复合式MBR组合工艺的全部优点外还具有：
（1）通过改进，由缺氧-厌氧折流反应池（AABR）与复合式MBR反应池组成倒置A/A/O脱氮除磷工艺的形式，在降解中高浓度有机物的同时，达到脱氮除磷的目的；
（2）将污泥回流管和混合液回流管合并为一根回流管道，膜生物反应区底部与弹性填料底部单独配置曝气管路，并且通过变频调节风机转速的方式优化曝气量，从而减少了能耗。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用多点进水的方式，通过阀门自动控制进入缺氧段和厌氧段的水量。缺氧段配有潜水搅拌器，使污水与缺氧段内混合液、好氧池回流污泥/混合液充分混合；然后废水沿导流板上下折流前进，进入厌氧段，微生物种群沿水流方向的不同隔室实现产酸和产甲烷相的分离，在单个反应器中达到两相或多相运行。经过厌氧反应的废水由AABR反应池自流进入复合式MBR反应池，前端悬挂弹性填料，去除COD的同时进行部分硝化反应，并可以拦截大颗粒悬浮物，减轻后续MBR膜污染；后端为MBR膜反应区，主要进行硝化反应以及进一步去除COD。由自吸泵抽吸得到产水流入产水池。MBR膜组件底部进行曝气，防止活性污泥大量黏附在膜表面而使产水量下降过快，并且为前端弹性填料区的好氧反应提供部分溶解氧。前端弹性填料区单独设置曝气管路，通过自动溶解氧仪和阀门控制曝气装置的启停。复合式MBR反应池配有污泥/混合液回流系统，可以分配进入缺氧区和厌氧区的污泥/混合液量，从而达到脱氮除磷的目的。
本实用新型尤其适用于处理中高浓度的有机废水。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步阐述。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的结构原理图。
在图中
1-进水管，2-滤网，3-缺氧段进水管，4-厌氧段进水管，5-缺氧段，6-潜水搅拌器，7、8-厌氧，9-复合式MBR反应池，10-弹性填料，11-MBR膜组件，12-产水管，13-产水泵，14-反洗泵，15-反洗管，16-污泥/混合液回流泵，17-排泥管，18-厌氧区污泥/混合液回流管，19-缺氧区污泥/混合液回流管，20-鼓风机，21-弹性填料区曝气管，22-MBR区曝气管，23-产水池，24-缺氧区放空管，25-厌氧区沼气收集管，26-好氧区放空管。
具体实施方式
一种处理中高浓度有机废水的AABR—复合式MBR一体化装置，如图1所示，采用多点进水的方式，通过缺氧段进水管3和厌氧段进水管4上的自动阀门和流量传感器控制进入缺氧段5和厌氧段7的水量。缺氧段配有潜水搅拌器6，使污水与缺氧段内混合液、好氧池回流污泥/混合液充分混合；然后废水沿导流板上下折流前进，依次自流进入厌氧段7、8、复合式MBR反应池9，复合式MBR反应池9前端悬挂弹性填料10，去除COD的同时进行部分硝化反应，并可以拦截大颗粒悬浮物，减轻后续MBR膜污染；后端为配有MBR膜组件11，主要进行硝化反应以及进一步去除COD。由自吸泵13抽吸得到产水流入产水池23。MBR膜组件11底部进行曝气22，防止活性污泥大量黏附在膜表面而使产水量下降过快，并且为前端弹性填料区的好氧反应提供部分溶解氧。前端弹性填料区单独设置曝气管路21，通过自动溶解氧仪控制曝气装置的启停。复合式MBR反应池9配有污泥/混合液回流系统，可以自动分配进入缺氧区5和厌氧区7的污泥/混合液量，从而达到脱氮除磷的目的。
复合式MBR反应池9较高的污泥浓度不仅从固定的生化反应池容积中争取到好氧池硝化所需要的反应容积，而且活性污泥絮体内部的缺氧微环境使得硝化和反硝化过程在曝气时段内就同步进行，从而为进一步提高系统的脱氮效率创造了条件。
实例一、处理水量：某生物制药废水200m3/d。
进水水质：COD：2000~2700mg/L，BOD：500~700mg/L，NH3-N：130~160mg/L，TP：4~6mg/L，SS：≤200mg/L。
设计参数：AABR反应池分三个隔室，第一隔室为缺氧段，第二、三隔室为厌氧段。每个隔室容积相同，下、上向流室宽度比定为1：4，折流板折角为45°。缺氧段停留时间6h，厌氧段停留时间12h，复合式MBR反应池停留时间16h。
设备选型：潜水搅拌机功率0.3KW，MBR膜组件采用帘式中空纤维膜组件，型号FP－AⅣ，弹性填料规格：??200×1500，鼓风机功率：3kw，污泥/混合液回流泵功率2.2kw，产水泵功率3kw，反洗泵功率1.5kw。
运行条件：抽停比8min/2min，反洗周期1次/10min，反洗时间30~60s。缺氧段溶解氧≤0.5mg/L，弹性填料底部气水比4:1，溶解氧2~4mg/L，MBR膜组件底部气水比18:1，污泥/混合液回流比200~300%，污泥龄8~20d。
出水水质：COD≤40mg/L，BOD≤20mg/L，NH3-N≤20mg/L，TP≤1mg/L，SS≤10mg/L。出水水质达《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）标准。
电耗：处理一吨水的电耗约为0.97kw.h/m3。
实例二、处理水量：某甜菜制糖废水1000m3/d。
进水水质：COD：5000~6000mg/L，BOD：2000~2800mg/L，NH3-N：≤50mg/L，SO4 2-：350~600mg/L，SS：1000~4000mg/L。
设计参数：AABR反应池分三个隔室，第一隔室为缺氧段，第二、三隔室为厌氧段。每个隔室容积相同，下、上向流室宽度比定为1：4，折流板折角为45°。缺氧段停留时间6h，厌氧段停留时间24h，复合式MBR反应池停留时间20h。
设备选型：潜水搅拌机功率1.5KW，MBR膜组件采用帘式中空纤维膜组件，型号FP－AⅣ，弹性填料规格：??200×1500，鼓风机功率：15kw，污泥/混合液回流泵功率4kw，产水泵功率12kw，反洗泵功率5.5kw。
运行条件：抽停比8min/2min，反洗周期1次/10min，反洗时间30~60s。缺氧段溶解氧≤0.5mg/L，弹性填料底部气水比4:1，溶解氧2~4mg/L，MBR膜组件底部气水比18:1，污泥/混合液回流比100~200%，污泥龄8~20d。
出水水质：COD≤200mg/L，BOD≤100mg/L，NH-N≤20mg/L，SO4 2-≤50mg/L，SS≤50mg/L。出水水质达《污水综合排放标准》（GB 8978 1996）二级标准。
电耗：处理一吨水的电耗约为0.75kw.h/m3。
自动控制说明：设备运行过程包括进水、过滤、过滤停止、反洗、待机。运行过程中，除排空、排泥及MBR膜组件系统外浸渍清洗需要人工干预外，其他可自动运行，也可手动操作运行。操作界面采用触摸屏。
MBR膜过滤采用连续曝气，间歇出水的方式，抽停比8min/2min，产水管路安装流量传感器和自动控制阀门，实现定流量过滤。停止出水时进行自动清水反洗，反洗时间30~60s。
保证产水管压力<50kpa，否则，产水管自动阀门关闭，人工决定是否进行在线药剂反洗。
鼓风机为变频控制，可以根据溶解氧的变化适当减小或增加曝气量，但曝气量不能为0。风机停止时会导致产水管自动阀门的关闭。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
Claims (7)
1. 一种处理有机废水的AABR—复合式MBR一体化装置，包括复合式MBR反应池（9）；所述复合式MBR反应池（9）内设有位于进水端的填料（10）和位于填料（10）后侧的MBR膜组件（11）；所述复合式MBR反应池（9）的出水端与一产水池（23）连通；其特征在于；所述复合式MBR反应池（9）的进水侧设有与进水管（1）连通的AABR反应池，该AABR反应池包括缺氧段（5）和与缺氧段（5）的出水端连通的由多级厌氧池（7,8）串联而成的缺氧段，多级厌氧池（7,8）中的最后一级厌氧池（8）与所述复合式MBR反应池（9）连通；所述缺氧段（5）和厌氧池（7,8）内均设有竖向布置的折流板；所述复合式MBR反应池（9）的出泥端通过污泥/混合液回流泵（16）、管道及阀门分别与所述缺氧段（5）和多级厌氧池（7,8）中的第一级厌氧池（7）连通；所述进水管（1）分别与所述AABR反应池的缺氧段（5）和多级厌氧池（7,8）中的第一级厌氧池（7）连通。
2. 根据权利要求1所述的处理有机废水的AABR—复合式MBR一体化装置，其特征在于，所述缺氧段（5）内设有搅拌器（6）。
3. 根据权利要求1所述的处理有机废水的AABR—复合式MBR一体化装置，其特征在于，所述填料（10）为弹性填料，该弹性填料的下方设有位于复合式MBR反应池（9）底部的弹性填料区曝气管（21）；所述MBR膜组件（11）下方设有位于复合式MBR反应池（9）底部的MBR区曝气管（22）；所述弹性填料区曝气管（21）和MBR区曝气管（22）与设置在复合式MBR反应池（9）外的鼓风机（20）相连。
4. 根据权利要求1所述的处理有机废水的AABR—复合式MBR一体化装置，其特征在于，所述进水管（1）上装有滤网（2）和阀门。
5. 根据权利要求1~4之一所述的处理有机废水的AABR—复合式MBR一体化装置，其特征在于，所述AABR反应池包括一个缺氧段（5）和与缺氧段（5）的出水端连通的两级厌氧池（7,8）。
6. 根据权利要求1~4之一所述的处理有机废水的AABR—复合式MBR一体化装置，其特征在于，所述MBR膜组件（11）为帘式中空纤维膜组件。
7. 根据权利要求1~4之一所述的处理有机废水的AABR—复合式MBR一体化装置，其特征在于，所述缺氧段（5）和MBR反应池（9）上均设置有放空管；所述多级厌氧池（7,8）上设置有沼气收集管（25）。
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