CN102381801B - 一种膜生物反应器处理废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种膜生物反应器处理废水的方法，针对膜生物反应器易受污染和难降解的有机物在系统中累积的问题，提出设置膜生物反应器前置生物处理系统，并与之形成污泥回流，以减少膜污染，延长使用寿命。本发明所述的膜生物反应器处理废水的方法，能够减少膜生物反应器运行中不正常来水直接冲击膜系统，反应器中难降解有机物排出或转移，防止池中造成膜污堵的难降解有机物的累积，与前置生物处理流程结合提高有机物去除率，并减少膜的污染，延长其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及环境工程及废水处理技术领域，具体说是一种膜生物反应器处理废水的方法。
背景技术
膜生物反应器是一种新型生物+膜的处理技术，它利用了放置在曝气池中的微滤膜，截留曝气池中的活性污泥，能提高曝气池中的污泥浓度，延长污泥泥龄，在合适的条件下有利于硝化菌的生长。
由于膜生物反应器结合了膜分离技术和生物处理技术，可以取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，和传统的生化处理相比有出水水质好、稳定，占地小、方便旧厂升级改造等优点，是一种污水处理与资源化的技术。在实际应用中发现，其主要缺点为膜生物反应池可生物降解的有机物分解完成后难降解有机物容易累积，尤其是膜生物反应池受到不正常来水冲击时，膜生物反应器内有机物的瞬间提高，更是加剧膜的污染，池中的微滤膜使得大量有机物不能及时排除或转移，缩短膜的清洗时间和使用寿命。
中国专利200710120388.9公开日期：2008年3月12日，名称：一种有机废水处理方法，公开了一种具有除磷脱氮功能的膜生物反应器的有机废水处理方法。该方法是在典型的厌氧—缺氧—好氧脱氮除磷方法的前面设置了一个缺氧池，在该方法后面设置一个采用一体式膜生物反应器的好氧池。该专利的流程主要是针对废水中的除磷脱氮，对于膜污染控制及前置生物处理与膜生物反应器关系没有说明。
中国专利200820229111.X公开日期：2009年8月26日，名称：膜生物反应器，公开了一种包括氧化沟、产水池，输水泵以及管式膜，所述氧化沟、输水泵、管式膜，以及产水池顺次相连接，另外，管式膜的污泥浓缩液排出端连接到氧化沟。该专利实际为分体式的膜生物反应器系统，与本专利的工艺有较大的区别。
中国专利200410009624.6公开日期：2005年3月30日，名称：控制膜污染的一种膜生物反应器中混合液性质调控方法，公开了一种控制膜污染的一种膜生物反应器中混合液性质调控方法，提供了一种利用臭氧对膜生物反应器中的混合液进行有效处理，利用臭氧发生器产生臭氧，以不高于1mg O3/g-SS的臭氧投加量对所述膜生物反应器内的混合液进行集中处理；或者通过污泥循环泵将所述膜生物反应器内的部分混合液抽吸至臭氧反应池中，利用投加量高于100mg O3/g-SS的臭氧对臭氧反应池的混合液进行处理，然后将处理过后的混合液循环至所述膜生物反应器中与原混合液混合。该专利主要采用臭氧清洗膜生物反应器中的膜污染，与本专利流程上控制完全不同。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种膜生物反应器处理废水的方法，能够减少膜生物反应器运行中不正常来水直接冲击膜系统，反应器中难降解有机物排出或转移，防止池中造成膜污堵的难降解有机物的累积，与前置生物处理流程结合提高有机物去除率，并减少膜的污染，延长其使用寿命。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种膜生物反应器处理废水的方法，其特征在于，其具体步骤为：
待处理的污水作为来水进入前置生物处理池1并通入空气，所述前置生物处理池为曝气池；
前置生物处理池1中的混合液进入前置沉淀池3，对混合液进行泥水分离，
沉淀后的污泥一部分通过前置污泥回流泵2将其回流至前置生物处理池1进水端，回流比控制在50～150％，剩余部分的污泥外排，在脱水后等待进入后续处理过程继续处理，
沉淀池的上清液进入膜生物反应器4并通入空气，进一步去除有机物，膜生物反应器4处理后的污水通过置于膜生物反应器中的膜组件5过滤后外排，
所述膜生物反应器的出水侧设有一套污泥回流系统，该污泥回流系统同时进行小回流和大回流，
所述小回流系统通过膜生物反应器污泥回流泵6将部分膜生物反应器污泥回流至膜生物反应器进水端，
所述大回流系统通过膜生物反应器污泥回流泵6将部分膜生物反应器污泥回流至前置生物处理池进水端，
且膜生物反应器污泥回流泵的回流量根据膜生物反应器污泥负荷确定。
在上述技术方案的基础上，膜生物反应器中的污泥负荷与污泥回流至前置生物处理池满足以下关系式：
Q＝10L×C，
式中：
Q-污泥回流比，单位为％
L-污泥负荷，单位为kgCOD/kgMLVSS·d
C-系数，取值为20～100；
小回流系统回流比控制在50～100％。
本发明所述的膜生物反应器处理废水的方法，能够减少膜生物反应器运行中不正常来水直接冲击膜系统，反应器中难降解有机物排出或转移，防止池中造成膜污堵的难降解有机物的累积，与前置生物处理流程结合提高有机物去除率，并减少膜的污染，延长其使用寿命。
本发明的有益效果是：
1、采用本工艺后可减轻膜生物反应器膜污染，主要体现在清洗时间的延长，稳定运行1年后化学清洗时间可延长30天左右。
2、通过与前置生物处理建立污泥回流系统，可降减少膜生物反应器中难生物降解有机物(如石油类)的累积和污染。
3、膜生物反应器设有前置生物系统，可提高总体生物处理效果，污染物的去除率可提高5～90％。
附图说明
本发明有如下附图：
图1膜生物反应器处理废水的方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明所述的膜生物反应器处理废水的方法，针对膜生物反应器易受污染和难降解的有机物在系统中累积的问题，提出设置膜生物反应器前置生物处理系统，并与之形成污泥回流，以减少膜污染，延长使用寿命。本工艺可以避免不正常来水直接冲击膜生物反应器中的膜；通过控制膜生物反应器污泥负荷和与前置生物处理的污泥回流量，减少难生物降解的有机物在膜生物反应器中累积；使用生物处理串联流程，可有效强化生物处理的深度，提高COD去除率。
本发明所述的膜生物反应器处理废水的方法，其工艺流程如图1所示：
为避免膜生物反应器的膜受到不正常来水直接冲击，采用后置膜生物反应器流程，在膜生物反应器前设有至少一段完整的生物处理系统，减少不正常来水对膜生物反应器膜的冲击，降低膜生物反应器污堵的风险，
为减少膜生物反应器系统中难降解有机物的累积，解决膜生物反应器系统的“排毒”，与前段生物处理系统建立大回流系统，根据膜生物反应器中的污泥负荷，设定回流比将膜生物反应器剩余污泥回流至前段生物处理系统，并带走池中累积的难降解有机物，在前段剩余污泥排出的同时“排毒”，防止造成膜生物反应器膜污堵难降解有机物的累积。
本发明由于采用了生物处理串联流程，不仅可减少膜污染，还可强化生物处理的深度，稳定膜生物反应器处理效果，提高COD去除率。
本发明所述的膜生物反应器处理废水的方法，其具体步骤为：
待处理的污水作为来水进入前置生物处理池1并通入空气，所述前置生物处理池为曝气池；前置生物处理池用于去除部分有机物，并起到减少不正常来水直接冲击膜生物反应器4的效果；
前置生物处理池1中的混合液进入前置沉淀池3，对混合液进行泥水分离，
沉淀后的污泥一部分通过前置污泥回流泵2将其回流至前置生物处理池1进水端，回流比控制在50～150％，剩余部分的污泥外排，在脱水后等待进入后续处理过程继续处理，
沉淀池的上清液进入膜生物反应器4并通入空气，进一步去除有机物，膜生物反应器4处理后的污水通过置于膜生物反应器中的膜组件5过滤后外排，即膜组件的出水端形成膜生物反应器的出水，
所述膜生物反应器的出水侧设有一套污泥回流系统，该污泥回流系统同时进行小回流和大回流，
所述小回流系统通过膜生物反应器污泥回流泵6将部分膜生物反应器污泥回流至膜生物反应器进水端，
所述大回流系统通过膜生物反应器污泥回流泵6将部分膜生物反应器污泥回流至前置生物处理池进水端，
且膜生物反应器污泥回流泵的回流量根据膜生物反应器污泥负荷确定。污泥回流系统可共用一个膜生物反应器污泥回流泵完成小回流和大回流，小回流和大回流可以同时工作，回流量的具体测量可采用现有技术实现，例如：可用阀门和流量计进行控制。
如果污泥回流量过大，则膜生物反应器污泥过少，
如果污泥回流量较小，则膜生物反应器中“毒素”容易累积。
在上述技术方案的基础上，膜生物反应器中的污泥负荷与污泥回流至前置生物处理池有一定的关系，具体的说，二者满足以下关系式：
Q＝10L×C，
式中：
Q-污泥回流比，单位为％
L-污泥负荷，单位为kgCOD/kgMLVSS·d
C-系数，取值为20～100；
小回流系统回流比控制在50～100％。
本发明特点如下：
1、膜生物反应器前置生物处理系统，部分有机物可以在前置生物处理系统得到去除，前置生物处理有厌氧或缺氧工艺也可提高其可生化性，与膜生物反应器结合后有利于提高生物处理深度；前置生物处理系统可以是的厌氧或好氧生物处理；可以串联或是并联；前置生物处理设有泥水分离系统，并可连续或间歇排出剩余污泥。
2、膜生物反应器设有自回流系统，出水端污泥可回流至进水端；
3、膜生物反应器与前置生物处理系统设有污泥回流系统，可以通过污泥回流泵和管线回流至前置生物处理系统，前置曝气池末端污泥可以直接流入膜生物反应器。
以下为具体实施例。
实施例1
某石化厂废水经隔油、浮选后，生物处理采用分别采用膜生物反应器和前置生物处理(A/O)+膜生物反应器处理工艺，处理效果见附表1。
附表1
从附表1可以看出，仅采用膜生物反应器处理工艺，COD、氨氮和石油类的平均去除率分别为85.9％、-7.7％和74.1％，稳定运行后的膜清洗时间约55天。由于废水中的有机氮存在，单级膜生物反应器只能进行氨化反应，基本没有硝化或硝化速度小于氨化。
仅采用一段A/O处理工艺，COD、氨氮和石油类的平均去除率分别为46.0％、27.8％和35.2％。
采用A/O+膜生物反应器处理工艺后，COD、氨氮和石油类的总平均去除率分别为89.6％、90.7％和91.4％，比仅MBR流程分别提高4.7％、98.4％和17.3％，比仅A/O流程分别提高43.6％、62.9％和56.2％。
膜生物反应器在污泥负荷为0.19kgCOD/kgMLVSS·d，与前置A/O生物处理系统的污泥回流比在35～60％之间，稳定运行后的膜清洗时间约80天。
实施例2
某石化厂废水经隔油、浮选后，生物处理采用前置生物处理(A/O)+膜生物反应器工艺，处理效果见附表2。
附表2
从附表2可以看出，仅采用一段A/O处理工艺，COD、氨氮和石油类的平均去除率分别为40.1％、-2.3％和33.3％。
采用A/O+膜生物反应器处理工艺后，COD、氨氮和石油类的总平均去除率分别为87.8％、99.2％和89.2％，比仅A/O流程分别提高47.7％、101.5％和55.9％。
膜生物反应器在污泥负荷为0.18kgCOD/kgMLVSS·d，与前置A/O生物处理系统的污泥回流比在30～50％之间，稳定运行后的膜清洗时间约90天。
Claims (2)
1.一种膜生物反应器处理废水的方法，其特征在于，其具体步骤为：
待处理的污水作为来水进入前置生物处理池1并通入空气，所述前置生物处理池为曝气池；
前置生物处理池1中的混合液进入前置沉淀池3，对混合液进行泥水分离，
沉淀后的污泥一部分通过前置污泥回流泵2将其回流至前置生物处理池1进水端，回流比控制在50～150％，剩余部分的污泥外排，在脱水后等待进入后续处理过程继续处理，
沉淀池的上清液进入膜生物反应器4并通入空气，进一步去除有机物，膜生物反应器4处理后的污水通过置于膜生物反应器中的膜组件5过滤后外排，
所述膜生物反应器的出水侧设有一套污泥回流系统，该污泥回流系统同时进行小回流和大回流，
所述小回流系统通过膜生物反应器污泥回流泵6将部分膜生物反应器污泥回流至膜生物反应器进水端，
所述大回流系统通过膜生物反应器污泥回流泵6将部分膜生物反应器污泥回流至前置生物处理池进水端，
且膜生物反应器污泥回流泵的回流量根据膜生物反应器污泥负荷确定。
2.如权利要求1所述的膜生物反应器处理废水的方法，其特征在于：膜生物反应器中的污泥负荷与污泥回流至前置生物处理池满足以下关系式：
Q＝10L×C，
式中：
Q-污泥回流比，单位为％
L-污泥负荷，单位为kgCOD/kgMLVSS·d
C-系数，取值为20～100；
小回流系统回流比控制在50～100％。
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