申请日2015.01.29
公开(公告)日2015.05.06
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种粉末活性炭污水处理装置，其包括第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、絮凝槽和MBR膜池，其中，所述MBR膜池的pH控制为5.0至6.8。本发明还涉及所述装置在处理废水中的用途。
权利要求书
1.一种粉末活性炭污水处理装置，其包括第一缺氧池、第一好氧池、第二 缺氧池、第二好氧池、絮凝槽和MBR膜池，其中，所述MBR膜池的pH控制 为5.0至6.8，至少在第一缺氧池中投加活性炭填料，所述污水处理装置中，活 性炭填料的总投加量为0.5-3g/L。
2.权利要求1的装置，其中所述MBR膜池中的膜可以为微滤膜、纳滤膜、 超滤膜中的一种。
优选地，所述MBR膜池中的膜组件材料可以为聚偏氟乙烯、纤维素或聚砜。
优选地，MBR膜池的pH值可以为5.0至6.8，例如5.5至6.5、或5.5至 6.0。
3.权利要求1-2任一项的装置，其中所述MBR膜池的pH通过加入有机酸、 无机酸或其混合物来控制。
优选地，所述有机酸选自甲酸、乙酸、丙酸、乙二酸、丙二酸、1,4-丁二酸、 1,2-丁二酸、1,3-丁二酸、1,5-戊二酸、柠檬酸中的一种或多种的混合物;所述无 机酸选自盐酸、硫酸、硝酸中的一种或多种的混合物。
4.权利要求1-3任一项的装置，其中所述MBR膜池与出水管相连通，所 述膜池底部还设有澄清池，该澄清池通过污泥回流管与所述一级缺氧池相连通， 用于将回流污泥注入一级缺氧池。
5.权利要求1-4任一项的装置，其中所述第二缺氧池中投加活性炭填料。
优选地，所述活性炭填料全部加入缺氧池。
优选地，所述活性炭填料全部加入第一缺氧池，优选地，其投加量为 0.5-3g/L，或者为0.6-2.8g/L，更优选1-2g/l。例如0.8、1.0、1.5、2.0、2.5g/L。
更优选地，所述活性炭填料全部一级加入，或者分两级加入。优选地，所 述活性炭填料一部分加入第一缺氧池，另一部分加入第二缺氧池。例如，所述 活性炭填料可以一级加入，也可以分两级加入。优选的，第一缺氧池中的投加 量占总投加量的50-90%，第二缺氧池中的投加量占总投加量的10-50%。优选 地，若分级投加，则所述第一缺氧池中的投加量占总投加量的60-80%，第二缺 氧池中的投加量占总投加量的20-40%。更优选地，所述第一缺氧池中的投加量 占总投加量的65-75%，第二缺氧池中的投加量占总投加量的25-45%。
6.权利要求5的装置，其中所述澄清池的剩余生物碳泥经浓缩后回用。
7.权利要求1-6任一项的装置，其中所述回用的碳泥分别进入第一缺氧池、 第二缺氧池。
优选地，所述第一好氧池与第一缺氧池的体积比可以约为2:1。
优选地，所述第二好氧池与第二缺氧池的体积比可以为(2～1):1。
更优选地，所述第二好氧池与第二缺氧池的体积比可以为(2～1):1。
8.权利要求1-7任一项的装置，其中所述污水可以分两股分别进入第一缺 氧池和第二缺氧池。优选加入外碳源。
优选地，所述两股污水的分配系数中，第一缺氧池的分配系数用n1表示， 第二缺氧池的分配系数用n2表示，若仅在第一缺氧池中添加活性炭，则 n1:n2=(6～9):(1～4)，分配系数比n1:n2还可以为(7～8):(2～3)。
优选地，若第一和第二缺氧池中均投放了活性炭，则n1:n2=(5～9):(1～5)， 优选(6～8):(2～4);还可以为(5～6):(4～5)。
9.权利要求1-8任一项的装置，其中所述第一缺氧池、第二缺氧池中设置 有搅拌装置。所述第一好氧池和/或第二好氧池中设置有曝气装置。
优选地，所述装置的各好氧池和缺氧池之间无需内循环。
10.权利要求1-9任一项的装置在废水处理中的用途。
优选地，所述废水为工业废水或者城市污水。所述工业废水如：炼油、石 油化工、印染废水、焦化废水、煤化工废水、有机化工废水的处理。
说明书
一种包括膜生物反应器的粉末活性炭污水处理装置
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及包括膜生物反应器的粉末活性炭污水 处理装置及其污水处理方法。
背景技术
近年来，随着城市发展及工业化程度的不断提高，城市污水及工业污水对 环境的影响程度越来越大。为此，对城市污水及工业污水处理工艺的改进受到 广泛的关注，对这些污水的排放标准也日趋严格。
粉末活性炭处理工艺方法不仅保持了传统活性污泥法的优点，同时也由于 活性炭吸附剂的加入而大幅度提升了有机、无机污染物的去除率。该法一经产 生就因其在经济和处理效率方面的优势广泛地应用于城市污水及工业废水如： 浓盐水、放射性污染物废水、石油类污染物废水等的处理。
中国公开专利CN101445311A中公开了一种印染废水的处理方法，包括水 解酸化-粉末活性炭处理生物强化-混凝过滤的组合工艺。中国公开专利 CN102659280A中公开了一种印染污水的处理方法，其将水解酸化、粉末活性 炭处理和絮凝工艺组合处理污水。中国公开专利CN103086503A中公开了一种 改进的粉末活性炭处理工艺，其将一种活性炭-微生物菌胶团用于处理污水。
此外，国外还曾提出湿式氧化法系统(粉末活性炭处理-WAO)，其在适当 的温度及压力水的液相氧化程序下，将过剩的生物污泥摧毁并氧化粉末填料生 物污泥中吸附的污染物质，即将WAO流程与粉末活性炭处理法结合的新工艺。
但上述工艺毕竟还是有些繁琐，有待开发新型的简易高效的工艺和设备。
膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型 水处理技术。其中膜的种类繁多，包括：反应膜、离子交换膜、渗透膜、天然 膜和合成膜等。然而，MBR装置成本较高，且对难降解的溶解性污染物去除能 力有限，加之易产生老化、堵塞等状况，其在污水处理工业上的应用仍需进一 步改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种性能得到改善的粉末活性炭污水处理装置。该目 的通过如下技术方案实现：
一种粉末活性炭污水处理装置，其包括第一缺氧池、第一好氧池、第二缺 氧池、第二好氧池、絮凝槽和MBR膜池，其中，所述MBR膜池的pH控制为 5.0至6.8，至少在第一缺氧池中投加活性炭填料，所述污水处理装置中，活性 炭填料的总投加量为0.5-3g/L
所述MBR膜池中的膜可以为微滤膜、纳滤膜、超滤膜中的一种。
根据本发明，所述MBR膜池中的膜组件材料可以为聚偏氟乙烯、纤维素或 聚砜。
所述MBR膜池的pH可以通过加入有机酸、无机酸或其混合物来控制。
根据本发明，MBR膜池的pH值可以为5.0至6.8，例如5.5至6.5、或5.5 至6.0。
本发明可用的有机酸可以为例如甲酸、乙酸、丙酸、乙二酸、丙二酸、1,4- 丁二酸、1,2-丁二酸、1,3-丁二酸、1,5-戊二酸、柠檬酸中的一种或多种的混合物; 无机酸可以为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或多种的混合物。
根据本发明，所述MBR膜池与出水管相连通，所述膜池底部还设有澄清池， 该澄清池通过污泥回流管与所述一级缺氧池相连通，用于将回流污泥注入一级 缺氧池。
根据本发明，还可以在所述第二缺氧池中投加活性炭填料。
根据本发明，所述活性炭填料全部加入缺氧池。
根据本发明，所述活性炭填料全部一级加入，或者分两级加入。优选地， 所述活性炭填料一部分加入第一缺氧池，另一部分加入第二缺氧池。
根据本发明，所述活性炭填料全部加入第一缺氧池，优选地，其投加量为 为0.5-3g/L，或者为0.6-2.8g/L，更优选1-2g/l。例如0.8、1.0、1.5、2.0、2.5g/L。
根据本发明，所述活性炭填料可以一级加入，也可以分两级加入，所述分 两级加入，优选的，第一缺氧池中的投加量占总投加量的50-90%，第二缺氧池 中的投加量占总投加量的10-50%。优选地，若分级投加，则所述第一缺氧池中 的投加量占总投加量的60-80%，第二缺氧池中的投加量占总投加量的20-40%。 更优选地，所述第一缺氧池中的投加量占总投加量的65-75%，第二缺氧池中的 投加量占总投加量的25-45%。
根据本发明，所述澄清池的剩余生物碳泥经浓缩后回用。
根据本发明，所述回用的碳泥分别进入第一缺氧池、第二缺氧池。
根据本发明，所述第一好氧池与第一缺氧池的体积比可以约为2:1。
根据本发明，所述第二好氧池与第二缺氧池的体积比可以为(2～1):1。
根据本发明，所述第二好氧池与第二缺氧池的体积比可以为(2～1):1。
根据本发明，所述污水可以分两股分别进入第一缺氧池和第二缺氧池。优 选加入外碳源。
根据本发明，所述两股污水的分配系数中，第一缺氧池的分配系数用n1表 示，第二缺氧池的分配系数用n2表示，若仅在第一缺氧池中添加活性炭，则 n1:n2=(6～9):(1～4)，分配系数比n1:n2还可以为(7～8):(2～3)。
根据本发明，若第一和第二缺氧池中均投放了活性炭，则n1:n2=(5～9):(1～5)， 优选(6～8):(2～4);还可以为(5～6):(4～5)。
根据本发明，所述第一缺氧池、第二缺氧池中设置有搅拌装置。
根据本发明，所述第一好氧池、第二好氧池中设置有曝气装置。
根据本发明，所述装置的各好氧池和缺氧池之间无需内循环。
本发明的装置可以适用于多种污水的处理，包括工业废水如：炼油、石油 化工、印染废水、焦化废水、煤化工废水、有机化工废水的处理;以及城市污 水处理。
本发明还涉及所述装置在处理废水中的用途。
本发明的有益效果是：
1、在与MBR工艺结合后，系统对总氮降解能力得到提高，出水总氮明显 优于已有工艺。并且，膜池中还包括了沉淀区，该沉淀区与膜组合降低了膜的 负荷，整体上降低了整个方法的能耗。
2、本发明的MBR膜池通过控制pH值减少了活性污泥絮体内部及表面聚 合物的沉积，降低了膜阻力，且提高了酚类物质的降解速率，提高了污水处理 系统的效率。
3、利用本发明设计的结构，活性炭采用单次或分级投放，且投放量仅为原 投放量的最多50%(甚至可以仅为10%)即可实现污水的高效净化，有效节约 了活性炭的使用量。
4、采用简单的手段，有机结合了传统的活性污泥法和粉末活性炭处理法(称 之为“CBRS-R”)，无需额外添加有机碳源，无需内循环，简易实现污水中氮 的高效去除。
5、在不需要传统的WAO工艺的情况下，也可以实现生物碳泥的有效回用 和污泥量的减少(仅为传统工艺的90%)。