申请日2013.09.05
公开(公告)日2013.12.11
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种处理有机废水的AABR—复合式MBR一体化装置及废水处理方法。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。本发明将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。
权利要求书
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)。
8. 一种利用权利要求1-7之一所述处理有机废水的AABR—复合式MBR一体化装置对有机废水进行处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)有机废水经过进水管(1)分别进入缺氧段(5)和多级厌氧段(7,8)中的第一级厌氧段(7)中，在溶解氧≤0.5mg/L的缺氧段(5)内处理4h-8h，在厌氧段(7,8)内处理12h~24h;
2)经过缺氧、厌氧处理后的废水进入MBR反应池(9)内，在溶解氧为2mg/L-4mg/L的MBR反应池(9)内处理15h~20h后，上清液排至产水池(23)，污泥/混合液回流至缺氧段(5)和多级厌氧池(7,8)中的第一级厌氧池(7)内，污泥龄为8d-20d。
9. 根据权利要求8所述的有机废水处理的方法，其特征在于，所述MBR膜组件采用连续曝气、间歇出水的方式，由MBR反应池(9)向产水池(23)抽水和停止产水池(23)抽水的时间比为(7min-9min)：(1.5min-2.5min);所述MBR反应池(9)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。
说明书
一种处理有机废水的AABR—复合式MBR一体化装置及处理方法
技术领域
本发明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”一体化装置及废水处理方法。
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。
发明内容
为了实现对中高浓度有机废水的达标处理，本发明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，本发明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。
以下为本发明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。
根据本发明的实施例，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。
进一步地，本发明还提供了一种利用上述处理有机废水的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反应池为例对本发明做进一步的解释和说明：
本发明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。
本发明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。
本发明由缺氧-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。
本发明根据倒置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。
本发明各步骤的进水、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。
本发明除具备常规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，本发明的有益效果是：本发明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。
本发明尤其适用于处理中高浓度的有机废水。