CN211814033U - 一种高浓度有机废水好氧mbr及深度处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高浓度有机废水好氧MBR及深度处理系统，包括、A/O‑MBR生化单元、混凝除磷单元、臭氧催化氧化塔、加药单元；A/O‑MBR生化单元包括依次相连的一级A/O反应器、二级A/O反应器、超滤膜装置；混凝除磷单元包括依次相连的混凝反应罐、斜板沉淀器、混凝出水罐；臭氧催化氧化塔的一端与混凝出水罐的产水出口相连通，臭氧催化氧化塔的另一端连通至外部；加药单元包括混凝剂投加装置、絮凝剂投加装置，混凝剂投加装置与混凝反应罐相连通，絮凝剂投加装置分别与混凝反应罐相连通。本实用新型用于高浓度有机废水好氧及深度处理，其具有高效、稳定、出水水质好、操作管理简单、加药量小的特点。

Description

一种高浓度有机废水好氧MBR及深度处理系统

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，具体涉及一种高浓度有机废水好氧MBR及深度处理系统。

背景技术

高浓度有机废水的来源很多，如生物制药、酵母生产、酿造、养殖、固废处理及处置等，其特点为：高COD、高N、P，其COD的成分中包括一些分子结构复杂、难生化降解的有机物，通过常规的生化和物化处理难以达到排放标准。

对于高浓度有机废水，采用厌氧生化技术可大幅去除废水中的COD，而厌氧生化对氮的去除非常有限，还必须采用其他工艺进一步去除氮。去除氨氮的工艺可分为物化法和生化法两大类，其中物化法主要包括：吹脱(气提)法、折点加氯法、膜处理法、离子交换法等。生化法主要包括：硝化反硝化(A/O)工艺、A/O-MBR工艺、短程硝化-厌氧氨氧化工艺等。

吹脱(气提)法是在碱性条件下，用空气或蒸汽与废水接触，将氨从液相转移至气相，然后对气相中的氨进行吸收的工艺。其在工程应用中实例较多，优点是工艺简单易行，去除率较高，但也有较大局限性，如必须先加碱将废水调至碱性，吹脱后再加酸回调，导致酸碱耗量大；不能将氨氮浓度降到足够低,还需要用其他方法进一步脱氮；不能去除以有机物形式存在的氮；副产品铵盐的出路等。

折点加氯法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的氨氮氧化成N₂的脱氮工艺。一般用于给水处理或低浓度氨氮无机废水处理，有机废水中的COD较高，成分复杂，采用折点加氯法的药耗过大，不经济，并可能形成致癌的氯代有机物，因此折点加氯法不适用于高氨氮有机废水。

膜处理法、离子交换法脱氮目前尚在实验室研究阶段，由于有机废水成分复杂，易污堵，对关键材料的选择性及抗污染能力都有很高的要求，其大规模工程化应用尚不具备条件。

硝化反硝化(A/O)工艺是先在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮，再进一步氧化成硝酸盐氮，然后在缺氧条件下，通过兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将NO₂ ^--N和NO₃ ^--N还原成N₂。A/O工艺在有机废水除氮中得到了广泛应用，并衍生了多种工艺形式，如氧化沟工艺、SBR工艺等。随着废水膜处理技术的推广应用，又产生了将A/O工艺与膜处理技术结合起来的A/O-MBR工艺，与传统的硝化反硝化工艺相比，具有污泥浓度高、占地面积小、出水水质好、运行稳定等优点。

短程硝化-厌氧氨氧化工艺是在限制曝气的条件下，将一部分氨氮通过亚硝酸盐菌的作用氧化成亚硝酸盐氮，然后这部分亚硝酸盐氮与剩余的氨氮在厌氧氨氧化菌的作用下生成氮气，从而实现脱氮。该工艺具有动力消耗低、碳源需求少、剩余污泥量少等优点，是一项发展前景广阔的技术。目前该技术应用的局限性在于厌氧氨氧化菌的生长速度缓慢，在与异养菌、好氧菌的竞争中均不占优势，因此对运行条件的控制要求比较苛刻，对废水中的抑制性物质更加敏感，在适用性上受到废水水质的限制。

有机废水中一般含有少量分子结构相对复杂、化学稳定性好、难以生物降解的有机物，即所谓的惰性COD。废水浓度越高，惰性COD相应也越高，导致生化处理后的COD不能满足排放标准，必须进行深度处理。目前最能有效去除惰性COD的工艺首推高级氧化工艺，即以羟基自由基(﹒OH)为氧化剂，破坏惰性COD的分子结构，将其转化为小分子、易降解的有机物，然后进一步氧化降解为CO₂和H₂O。基于羟基自由基的高级氧化工艺有：芬顿(Fe₂+/H+/H₂O₂)氧化、臭氧催化氧化、光催化氧化(UV+O₃)等。

基于高浓度有机废水的水质特点及现有处理技术，本申请提出了一种高浓度有机废水好氧MBR及深度处理系统。

实用新型内容

根据高浓度有机废水水质特点，针对现有技术所存在的缺陷，本实用新型提供了一种高浓度有机废水好氧MBR及深度处理系统，用于高浓度有机废水好氧及深度处理，其具有高效、稳定、出水水质好、操作管理简单、加药量小的特点。

本实用新型的具体技术方案为：

一种高浓度有机废水好氧MBR及深度处理系统，包括：

A/O-MBR生化单元；

混凝除磷单元；

臭氧催化氧化塔；以及

加药单元；

其中，A/O-MBR生化单元包括依次相连的一级A/O反应器、二级A/O反应器、超滤膜装置，一级A/O反应器的进水连接上游供水端(可以是原废水或厌氧处理的出水)，超滤膜装置的膜浓缩液通过膜浓缩液回流管分别与一级A/O反应器、二级A/O反应器相连通，超滤膜装置的产水出口与混凝除磷单元相连通，二级A/O反应器的污泥通过剩余污泥管排出至外部；

其中，混凝除磷单元包括依次相连的混凝反应罐、斜板沉淀器、混凝出水罐，混凝反应罐的进水连接超滤膜装置的产水出口，斜板沉淀器的污泥通过混凝污泥管排出至外部，混凝出水罐的产水出口与臭氧催化氧化塔相连通；

其中，臭氧催化氧化塔的一端与混凝出水罐的产水出口相连通，臭氧催化氧化塔的另一端连通至外部；

其中，加药单元包括混凝剂投加装置、絮凝剂投加装置，混凝剂投加装置与混凝反应罐相连通，絮凝剂投加装置分别与混凝反应罐相连通。

在本实用新型的上述技术方案中，高浓度有机废水经过一级A/O反应器和二级A/O反应器，在微生物的作用下，水中的COD转化成CO₂和水，氨氮转化为N₂；然后废水经过混凝除磷单元，通过投加混凝剂和絮凝剂，废水中的PO₄ ^3--P形成沉淀，从水中分离出去；最后废水经过臭氧催化氧化塔，废水中残余的COD被氧化为CO₂和水，色度也得到去除，从而使废水得到净化；

二级A/O反应器产生的生化污泥、混凝除磷单元产生的化学污泥收集后排出至外部的污泥处理设备进行处理。

作为本实用新型的优选方案，超滤膜装置包括外置式超滤膜组件、膜供料泵、膜循环泵、膜清洗罐以及膜清洗泵，其过滤方式为错流过滤；

进一步的，二级A/O反应器的泥水混合液，经外置式超滤膜组件过滤后，分为膜产水和膜浓缩液两股，其中膜产水与混凝除磷单元进水端相连通，膜浓缩液通过膜浓缩液回流管分别与一级A/O反应器、二级A/O反应器相连通。

作为本实用新型的优选方案，一级A/O反应器和二级A/O反应器内设有溶解氧监控模块、鼓风曝气模块，其中，鼓风曝气模块采用空压机或鼓风机，为一级A/O反应器和二级A/O反应器内的生化反应提供所需的氧气，溶解氧监控模块用于监控溶解氧并对鼓风模块的运行进行调控。

作为本实用新型的优选方案，加药单元还包括用于补充生物脱氮所需碳源的葡萄糖投加装置，葡萄糖投加装置分别与一级A/O反应器、二级A/O反应器相连通。

作为本实用新型的优选方案，进一步设有砂滤器，砂滤器的进水端与混凝出水罐的产水出口相连通，砂滤器的出水端与臭氧催化氧化塔相连通，其中，采用砂滤器作为臭氧催化氧化的预处理，降低进水悬浮物浓度。

作为本实用新型的优选方案，还包括用于向臭氧催化氧化塔提供臭氧的臭氧发生器。

作为本实用新型的优选方案，臭氧催化氧化塔中填充有强化臭氧氧化的催化剂，在其催化作用下，产生具有强氧化作用的羟基自由基。

本实用新型具备以下有益效果：

1)本实用新型采用传统A/O硝化反硝化工艺与超滤膜装置相结合的MBR形式，可维持比一般A/O工艺更高的好氧污泥浓度，从而可缩小A/O反应器容积，减少占地面积；

2)高浓度废水好氧处理中，二沉池浮泥是常见问题，浮泥随出水流失不仅直接影响出水水质，也会造成好氧污泥的流失并进一步带来去除效率的下降。本实用新型采用MBR形式，避免了出水带泥和污泥流失，有利于系统的稳定运行；

3)MBR采用超滤膜过滤，可去除悬浮物和部分胶体，从而减少了后续混凝除磷的加药量和污泥量；

4)本实用新型采用臭氧催化氧化作为深度处理，利用催化剂催化产生氧化性极强的羟基自由基，对COD的去除率数倍于普通的臭氧氧化，同时也能彻底去除出水色度；

5)臭氧催化氧化在中性条件下即可进行，而同样基于羟基自由基的芬顿氧化在pH＝3～4左右运行，需要投加大量的酸碱进行pH调节，因此臭氧催化氧化不会增加废水的含盐量。

附图说明

图1是本实用新型高浓度有机废水好氧MBR及深度处理系统的框架示意图。

具体实施方式

一种高浓度有机废水好氧MBR及深度处理系统，如图1所示，包括一级A/O反应器、二级A/O反应器、超滤膜装置、膜浓缩液回流管、剩余污泥管、混凝反应罐、斜板沉淀器、混凝出水罐、混凝污泥管、砂滤器、臭氧催化氧化塔、臭氧发生器、葡萄糖投加装置、混凝剂投加装置、絮凝剂投加装置。

其中一级A/O反应器、二级A/O反应器、超滤膜装置依次相连组成A/O-MBR生化单元；

一级A/O反应器的进水连接上游供水端，可以是原废水或厌氧处理的出水，一级A/O反应器内分为硝化区和反硝化区，进水先进入反硝化区，流向硝化区，从硝化区流出一级A/O反应器，在此过程中，废水与反应器内的好氧污泥接触，废水中的COD被转化为CO₂和H₂O，氨氮通过硝化反硝化作用被转化为N₂。

一级A/O反应器的出水流入二级A/O反应器，二级A/O反应器内分为硝化区和反硝化区，进水先进入反硝化区，流向硝化区，从硝化区流向超滤膜装置，经超滤膜装置过滤后，分为两股，即膜产水和膜浓缩液，膜产水流向混凝除磷单元，膜浓缩液通过膜浓缩液回流管分别连通至一级A/O反应器和二级A/O反应器，二级A/O反应器中的污泥通过剩余污泥管排出至外部。

超滤膜装置的膜浓缩液通过膜浓缩液回流管分别与一级A/O反应器、二级A/O反应器相连通，超滤膜装置的产水出口与混凝除磷单元相连通，具体的，超滤膜装置包括外置式超滤膜组件、膜供料泵、膜循环泵、膜清洗罐以及膜清洗泵，过滤方式为错流过滤。

进一步的，一级A/O反应器和二级A/O反应器各自设有溶解氧监控模块和鼓风曝气模块，其中，鼓风曝气模块采用空压机或鼓风机，为一级A/O反应器和二级A/O反应器内提供生化反应所需的氧气，溶解氧监控模块用于监控溶解氧并对鼓风模块的运行进行调控。

在本实用新型的其它示例中，一级A/O反应器、二级A/O反应器内根据具体需要投加葡萄糖，以补充生物脱氮所需的碳源。

混凝反应罐、斜板沉淀器、混凝出水罐依次相连组成混凝除磷单元，超滤膜装置产水进入混凝反应罐，同时投加混凝剂和絮凝剂，废水中的磷酸根与混凝剂生成沉淀，流入斜板沉淀器进行固液分离，上清液流入混凝出水罐，然后提升至臭氧催化氧化塔，斜板沉淀器底部沉降的污泥通过混凝污泥管排出至外部进行污泥处理。

砂滤器、臭氧催化氧化塔、臭氧发生器组成臭氧催化氧化单元，砂滤器进水端与混凝出水罐相连通，臭氧催化氧化塔的出水达标排放或经进一步处理后作为中水回用。

具体的，砂滤器作为臭氧催化氧化的预处理，起到降低进水悬浮物浓度，防污堵的作用。

进一步的，臭氧催化氧化塔中填充有强化臭氧氧化作用的催化剂，在其催化作用下，产生具有强氧化作用的羟基自由基。

本示例中，葡萄糖投加装置、混凝剂投加装置、絮凝剂投加装置组成加药单元，葡萄糖投加装置分别与一级A/O反应器、二级A/O反应器相连通，混凝剂投加装置和絮凝剂投加装置分别与混凝反应罐相连通，以进行分别的加药过程。

虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本实用新型实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本实用新型所做的同等改进，应为本实用新型的范围所涵盖。

Claims (7)

1.一种高浓度有机废水好氧MBR及深度处理系统，其特征在于，包括：

A/O-MBR生化单元；

混凝除磷单元；

臭氧催化氧化塔；以及

加药单元；

其中，所述A/O-MBR生化单元包括依次相连的一级A/O反应器、二级A/O反应器、超滤膜装置，所述一级A/O反应器的进水连接上游供水端，所述超滤膜装置的膜浓缩液通过膜浓缩液回流管分别与所述一级A/O反应器、所述二级A/O反应器相连通，所述超滤膜装置的产水出口与所述混凝除磷单元相连通，所述二级A/O反应器的污泥通过剩余污泥管排出至外部；

其中，所述混凝除磷单元包括依次相连的混凝反应罐、斜板沉淀器、混凝出水罐，所述混凝反应罐的进水连接所述超滤膜装置的产水出口，所述斜板沉淀器的污泥通过混凝污泥管排出至外部，所述混凝出水罐的产水出口与所述臭氧催化氧化塔相连通；

其中，所述臭氧催化氧化塔的一端与所述混凝出水罐的产水出口相连通，所述臭氧催化氧化塔的另一端连通至外部；

其中，所述加药单元包括混凝剂投加装置、絮凝剂投加装置，所述混凝剂投加装置与所述混凝反应罐相连通，所述絮凝剂投加装置分别与所述混凝反应罐相连通。

2.如权利要求1所述的高浓度有机废水好氧MBR及深度处理系统，其特征在于，所述超滤膜装置包括外置式超滤膜组件、膜供料泵、膜循环泵、膜清洗罐以及膜清洗泵。

3.如权利要求1所述的高浓度有机废水好氧MBR及深度处理系统，其特征在于，所述一级A/O反应器和所述二级A/O反应器内设有溶解氧监控模块、鼓风曝气模块。

4.如权利要求1所述的高浓度有机废水好氧MBR及深度处理系统，其特征在于，所述加药单元还包括用于补充生物脱氮所需碳源的葡萄糖投加装置，所述葡萄糖投加装置分别与所述一级A/O反应器、所述二级A/O反应器相连通。

5.如权利要求1所述的高浓度有机废水好氧MBR及深度处理系统，其特征在于，进一步设有砂滤器，所述砂滤器的进水端与所述混凝出水罐的产水出口相连通，所述砂滤器的出水端与所述臭氧催化氧化塔相连通。

6.如权利要求5所述的高浓度有机废水好氧MBR及深度处理系统，其特征在于，还包括用于向所述臭氧催化氧化塔提供臭氧的臭氧发生器。

7.如权利要求1所述的高浓度有机废水好氧MBR及深度处理系统，其特征在于，所述臭氧催化氧化塔中填充有强化臭氧氧化的催化剂。

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