CN208471845U - 一种养猪废水处理的sbr-mbr膜生物反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种养猪废水处理的SBR‑MBR膜生物反应系统由MBR膜反应罐和SBR反应罐构成；SBR反应罐包括SBR罐体、SBR出水堰、潜水搅拌机、SBR排水电动阀和排泥泵；MBR膜反应罐包括MBR罐体、MBR膜组件和MBR产水泵。本实用新型SBR‑MBR膜生物反应系统结合Fenton氧化，处理后养猪废水的COD去除率大于99%、BOD去除率大于99.5%、氨氮的去除率大于99%，色度去除率大于95%，总磷去除率大于99.5%，出水水质稳定达到《污水综合排放标准》（GB8978‑1996）一级标准。通过创新设计的SBR‑MBR膜生物反应系统应用于养猪废水的处理，工程投资比现有处理方法低，工期短，运行成本低，具有显著的技术经济效益。

Description

一种养猪废水处理的SBR-MBR膜生物反应系统

技术领域

本实用新型涉及一种养猪废水处理的SBR-MBR膜生物反应系统，具体属于废水处理技术领域。

背景技术

养猪废水中含有大量粪渣、猪毛、纤维素等复杂成分，具有高悬浮物（SS）、高COD、高氨氮、色度大、水质水量变化大等特点。根据养猪场清粪方式的不同，养猪废水可分为：人工干清粪废水、机械刮粪废水，水冲粪废水、水泡粪废水及机械刮粪和水泡粪结合清粪废水。现有废水处理方法一般采用预处理+厌氧处理+A/O或SBR生化处理+MBR/臭氧氧化/混凝沉淀等深度处理的方法，对于人工干清粪废水、水冲粪废水经处理后均能稳定达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）。

随着畜牧业的快速发展，畜牧业对环境污染的影响越来越大，现有的《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）已难于满足环境要求，国家对畜牧行业的环境治理越来越重视，全国各地环保部门对畜牧行业的排放标准都提出了更高的要求，需要同时达到《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）和《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001），甚至要求达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级排放标准。特别是针对水泡粪废水，采用预处理+厌氧处理+A/O或SBR生化处理+臭氧氧化或混凝沉淀的处理方法难于达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级排放标准，通常需在上述方法后面增加MBR膜及RO膜处理设施才能满足出水要求。而增加处理设施中MBR膜生物反应器中污泥浓度高、杂质多、易堵膜，使用寿命一年不到膜通量急剧下降，MBR膜更换成本高，RO膜进水指标差，使用寿命同样不到一年，RO膜更换成本高昂，且RO膜处理方法存在浓水去向问题，需要单独处理，使得运行成本成倍增长，业主难于承受，造成养猪场环保设施“建得起，用不起”的局面十分普遍。

针对上述情况，本实用新型通过创新设计的SBR-MBR膜生物反应系统，并与Fenton氧化相结合，使处理后养猪废水（特别是水泡粪废水）水质达到《污水综合排放标准》一级标准，相比现有养猪废水的处理设施，投资低20%以上，运行成本低50%以上，施工工期缩短一半时间，运行效果显著。

发明内容

本实用新型针对现有养猪废水的处理设施存在的不足，提出的一种养猪废水处理的SBR-MBR膜生物反应系统。

本实用新型一种养猪废水处理的SBR-MBR膜生物反应系统由MBR膜反应罐和SBR反应罐构成，其中MBR膜反应罐设置在SBR反应罐的内部；

所述SBR反应罐包括SBR罐体（1）、SBR出水堰（3）、潜水搅拌机（6）、SBR排水电动阀（7）和排泥泵（8）；SBR罐体（1）为环形筒体结构；圆形SBR出水堰（3）紧邻MBR罐体（2）的外围；在出水堰（3）的外围对应设置两台潜水搅拌机（6）；在MBR罐体（2）的内侧对应设置两只SBR排水电动阀（7）；在SBR罐体（1）外围对应设置两台排泥泵（8），并通过管道与微孔曝气器（10）下面铺设的吸泥口相连；

微孔曝气器（10）布置在SBR罐体（1）和MBR罐体（2）之间，MBR曝气装置在MBR膜组件（4）的正下方，并通过管道与SBR反应罐外的罗茨鼓风机（9）相连；

所述MBR膜反应罐包括MBR罐体（2）、MBR膜组件（4）和MBR产水泵（5）；MBR罐体（2）为圆筒形结构；MBR膜组件（4）设置在MBR罐体（2）的中央位置，并通过管道与MBR产水泵（5）相连接。

本实用新型有益效果：

1、SBR反应罐前端采用黑膜沼气塘发酵方式，具有容量大，发酵时间长，可通过调节黑膜沼气塘液位实现SBR反应罐间歇进水。

2、SBR反应罐与MBR膜反应罐构成SBR-MBR膜生物反应系统，采用圆筒形拼装罐式结构，投资省，施工周期短，SBR反应罐设置在外圈环形空间，MBR膜反应罐设置在中心圆柱形空间，SBR排水通过设置在MBR膜反应罐壁外侧的出水堰均匀排放上清液。SBR反应罐内污泥浓度控制在4000 mg/L -6000 mg/L，MBR膜反应罐内污泥浓度控制在2000 mg/L -4000mg/L，使MBR膜反应罐内污泥始终保持高活性、菌胶团的形式存在，有效防止膜的堵塞，大大延长MBR膜使用寿命。

3、通过SBR、MBR组合设计的膜生物反应系统，再结合Fenton氧化，处理后养猪废水的COD去除率大于99.5%、BOD去除率大于99.5%、氨氮的去除率大于99%，色度去除率大于98%，总磷去除率大于99.5%，出水水质稳定达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。

4、MBR罐及SBR罐体均采用搪瓷钢板现场拼装，一体化Fenton氧化装置工厂生产，现场安装，因此组合式养猪废水处理设施投资比现有设施低20%以上，运行成本低50%以上，施工工期缩短一半时间，推广和运行效果显著。

附图说明

图1为本实用新型SBR-MBR膜生物反应系统与Fenton氧化装置组合处理养猪废水工艺流程图;

图2为SBR-MBR膜生物反应系统平面结构示意图;

图中：1、SBR罐体；2、MBR罐体；3、SBR出水堰；4、MBR膜组件；5、MBR产水泵；6、潜水搅拌机；7、SBR排水电动阀；8、排泥泵；

图3为SBR-MBR膜生物反应系统剖面结构示意图;

图中：1、SBR罐体；2、MBR罐体；3、SBR出水堰；4、MBR膜组件；5、MBR产水泵；6、潜水搅拌机；7、SBR排水电动阀；8、排泥泵； 9、罗茨鼓风机；10、微孔曝气器。

具体实施方式

实施例1

本实用新型SBR-MBR膜生物反应系统由MBR膜反应罐和SBR反应罐构成，其中MBR膜反应罐设置在SBR反应罐的内部。SBR反应罐包括SBR罐体（1）、SBR出水堰（3）、潜水搅拌机（6）、SBR排水电动阀（7）和排泥泵（8）；SBR罐体（1）为环形筒体结构；圆形SBR出水堰（3）紧邻MBR罐体（2）的外围；在出水堰（3）的外围对应设置两台潜水搅拌机（6）；在MBR罐体（2）的内侧对应设置两只SBR排水电动阀（7）；在SBR罐体（1）外围对应设置两台排泥泵（8），并通过管道与微孔曝气器（10）下面铺设的吸泥口相连。

微孔曝气器（10）布置在SBR罐体（1）和MBR罐体（2）之间，MBR曝气装置在MBR膜组件（4）的正下方，并通过管道与SBR反应罐外的罗茨鼓风机（9）相连。

MBR膜反应罐包括MBR罐体（2）、MBR膜组件（4）和MBR产水泵（5）；MBR罐体（2）为圆筒形结构；MBR膜组件（4）设置在MBR罐体（2）的中央位置，并通过管道与MBR产水泵（5）相连接。

实施例2

养猪废水水质：

COD为12000～18000mg/L，氨氮为800～1200mg/L，总磷为80～120mg/L，悬浮物为５000～10000mg/L，色度800～1200倍，pH值为7～8。

本实用新型SBR-MBR膜生物反应系统结合与Fenton氧化装置组合处理养猪废水，包括以下步骤：

（1）通过机械格栅去除养猪废水中的大颗粒悬浮物、垃圾、猪毛及部分粪渣，栅后废水流入集水塘。格栅间隙为5mm，安装角度均为75°，机械清渣。

（2）通过集水塘均化、缓冲养猪废水水质及水量，停留时间为8天。集水塘内设置浮筒式液下循环搅拌机，搅拌均匀养猪废水水质，防止粪渣沉积，集水塘内污水泵入固液分离机。

（3）通过固液分离机进一步去除废水中的粪渣等悬浮物，粪渣用于制作有机肥，滤液进入黑膜沼气塘进行厌氧发酵。经固液分离后水质：COD为8000～12000mg/L，氨氮为800～1200mg/L，总磷为60～100mg/L，悬浮物为1000～2000mg/L，色度800～1200倍，pH值为7～8。

（4）黑膜沼气塘设置进水井和出水循环井与塘体连通，废水先流入进水井自然沉降后进入黑膜沼气塘内，通过黑膜沼气塘厌氧发酵，去除绝大部分有机污染物，同时产生沼气，沼液通过出水井提升泵泵入后续SBR反应罐；控制水力停留时间在15d，出水井还设置了循环搅拌泵，采用沼液循环布水搅拌方式，使塘内污泥与废水得于充分接触反应。循环搅拌为间歇搅拌，搅拌周期为运行0.5h，停止2.5h，沼液循环量与进水量比为20：1，布水搅拌孔口最大流速为2.0m/s，黑膜沼气塘出水泵入SBR反应罐。经黑膜沼气塘处理后水质：COD为2500～3500mg/L，氨氮为600～1000mg/L，总磷为60～100mg/L，悬浮物为500～800mg/L，色度600～800倍，pH值为7～8。

（5）通过SBR反应罐的进水搅拌、曝气反应、沉淀、排水、排泥等工序，去除大部分有机污染物的同时可去除绝大部分氨氮，上清液通过环形SBR出水堰（3）排入MBR膜反应罐；SBR反应罐内的污泥浓度为5000mg/L，污泥负荷为0.06kgCOD/kgMLVSS•d。控制停留时间8d，排水比1/m为1：8。经SBR处理后水质：COD为300～500mg/L，氨氮为10～20mg/L，总磷为50～60mg/L，悬浮物为50～100mg/L，色度100～200倍，pH值为6～7。

（6）MBR膜反应罐置于SBR反应罐内部，MBR膜反应罐中污泥杂质少，泥水分离采用孔径为0.4μm的中空纤维膜，MBR膜组件（4）置于MBR膜反应罐中，微孔曝气器（10）在MBR膜组件（4）的正下方，混合液随气流向上流动，MBR膜反应罐内污泥浓度控制在3000 mg/L，停留时间为2d，满足SBR反应罐间歇排水的要求，MBR产水通过MBR产水泵（5）泵入后续一体化Fenton氧化装置。经MBR后水质：COD为200～300mg/L，氨氮为5～15mg/L，总磷为50～60mg/L，悬浮物为20～30mg/L，色度80～120倍，pH值为6～7。

（7）采用一体化Fenton氧化装置对MBR膜反应罐的产水进行深度氧化处理，一体化Fenton氧化装置分为反应区和沉淀区，反应区分为3格，第一、二、三格分别投加FeSO₄、H₂O₂、PAM三种药剂，通过气体搅拌与废水充分混合并进行化学反应，总反应时间控制在2.0h，沉淀区表面负荷控制在0.6m³/m².h，硫酸亚铁投加量为600mg/L，双氧水投加量为300mg/L，PAM投加量5mg/L，没有投加酸和碱调节PH；经一体化Fenton氧化装置处理后水质：COD为70～90mg/L，氨氮为5～10mg/L，总磷为0.1～0.2mg/L，悬浮物为10～20mg/L，色度16～32倍，pH值为6～6.5。

养猪废水经本实用新型工艺方法处理后，COD（化学需氧量）去除率大于99.5%、BOD（生化需氧量）去除率大于99.5%、氨氮的去除率大于99%，总磷去除率大于99.5%，SS（悬浮物）去除率大于99.9%，色度去除率大于98%，可稳定达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。如下表所示：

本实用新型指标排放值与国标排放指标比较表

项目	排放值	标准值	监测方法	方法来源
					化学需氧量，mg/L	≤90	100	重铬酸钾回流滴定法	GB11914-89
生化需氧量，mg/L	≤15	20	稀释与接种法	GB7488-87
					悬浮物，mg/L	≤30	70	重量法	GB11901-1989
氨氮，mg/L	≤10	15	钠氏试剂比色法	GB7478-87
					总磷，mg/L	≤0.2	0.5	钼酸铵分光光度法	GB11893-89
PH值（无量纲）	6-6.5	6-9	玻璃电极法	GB6920-86
					色度，倍	≤40	50	稀释倍数法	GB11903-89

Claims (1)

1.一种养猪废水处理的SBR-MBR膜生物反应系统，其特征在于：所述SBR-MBR膜生物反应系统由MBR膜反应罐和SBR反应罐构成，其中MBR膜反应罐设置在SBR反应罐的内部；

所述SBR反应罐包括SBR罐体（1）、SBR出水堰（3）、潜水搅拌机（6）、SBR排水电动阀（7）和排泥泵（8）；SBR罐体（1）为环形筒体结构；圆形SBR出水堰（3）紧邻MBR罐体（2）的外围；在出水堰（3）的外围对应设置两台潜水搅拌机（6）；在MBR罐体（2）的内侧对应设置两只SBR排水电动阀（7）；在SBR罐体（1）外围对应设置两台排泥泵（8），并通过管道与微孔曝气器（10）下面铺设的吸泥口相连；

微孔曝气器（10）布置在SBR罐体（1）和MBR罐体（2）之间，MBR曝气装置在MBR膜组件（4）的正下方，并通过管道与SBR反应罐外的罗茨鼓风机（9）相连；

所述MBR膜反应罐包括MBR罐体（2）、MBR膜组件（4）和MBR产水泵（5）；MBR罐体（2）为圆筒形结构；MBR膜组件（4）设置在MBR罐体（2）的中央位置，并通过管道与MBR产水泵（5）相连接。