申请日2007.07.13
公开(公告)日2011.02.09
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明涉及一种厌氧复合式膜生物反应器组合系统及处理混合废水的方法，厌氧发生器置于保温箱内，其进水口分别连接原水水箱中的潜水泵、加碱箱、加磷箱;保温箱进、出流口分别与自来水水箱中的潜水泵出水口和自来水水箱的进水口相连;复合式膜生物反应器内置有组合性填料，曝气头，膜组件，膜组件出口连接由自动控制程序器控制的出水泵;厌氧发生器中反应区的出水口接复合式膜生物反应器的进水口，复合式膜生物反应器回流口通过回流泵接厌氧发生器进水口。生活垃圾中转站的混合废水用碱将pH调节至7.0～8.5，并补充磷元素后进入厌氧发生装置，再溢流入复合式膜生物反应器，出水由出水泵抽吸，出口处部分污泥混合液回流至厌氧发生装置。
权利要求书
1.一种厌氧-复合式膜生物反应器组合系统，包括厌氧发生器(14)，复合式膜生物反应器(19)，自动程序控制器PLC(26)，其特征在于，所述厌氧发生器(14)置于保温箱(15)内，厌氧发生器(14)进水口分别连接原水水箱(2)中的潜水泵(1)、加碱箱(3)和加磷箱(4)，且在厌氧发生器(14)进水口与原水水箱(2)的连接管路上接有液体流量计(12)，以及与加碱箱(3)、加磷箱(4)之间分别接有加碱计量泵(9)和加磷计量泵(10)，保温箱(15)进、出水口分别与自来水水箱(7)中的潜水泵(6)出水口和自来水水箱(7)的进水口相连;复合式膜生物反应器(19)内置有组合性填料(18)、曝气头(20)和膜组件(21)，膜组件(21)出口连接真空表(24)和由自动程序控制器PLC(26)控制的出水泵(25)，曝气头(20)连接气体流量计(22)和增氧泵(23);厌氧发生器(14)中反应区的出水口接复合式膜生物反应器(19)的进水口，复合式膜生物反应器(19)回流口通过回流泵(17)接厌氧发生器(14)进水口。
2.根据权利1所述的厌氧-复合式膜生物反应器组合系统，其特征在于，所述厌氧发生器(14)的反应区为直径200mm，高0.8m，有效容积为24L的圆柱体区，反应区顶部设有机械搅拌装置(13)，用于加强反应区泥水混合的程度。
3.根据权利1所述的厌氧-复合式膜生物反应器组合系统，其特征在于，所述保温箱(15)呈立方体，其外部长28cm，宽28cm，高0.7m，总容积为55L。
4.根据权利1所述厌氧-复合式膜生物反应器组合系统，其特征在于，所述自来水水箱(7)中设有加热棒(5)。
5.根据权利1所述的厌氧-复合式膜生物反应器组合系统，其特征在于，所述复合式膜生物反应器(19)长为50cm，宽为40cm，高为40cm，有效容积为60L。
6.根据权利1所述的厌氧-复合式膜生物反应器组合系统，其特征在于，所述的组合性填料(18)由塑料圆片压扣改成的双圈大塑料环构成，其中，涤纶丝压在环的环圈上，在废水中涤纶丝发散成丝束，并分散均匀;环内圈是雪花状塑料枝条，用于挂膜和有效切割气泡，提高氧的转移速率和利用率;填料的单元直径为Φ80mm，间距为20mm，中心绳为纤维绳;整个填料所占膜生物反应器有效容积的60%。
7.根据权利1所述的厌氧-复合式膜生物反应器组合系统，其特征在于，所述膜组件(21)由中空纤维膜构成，中空纤维膜材质为聚丙烯，膜孔径为0.2μm，膜总面积为0.24m2，膜的工作压力0.01MPa～0.03MPa。
8.根据权利1所述的厌氧-复合式膜生物反应器组合系统，其特征在于，所述复合式膜生物反应器(19)出口处污泥混合液回流至厌氧发生器(14)的回流比为200%～300%。
9.一种应用权利要求1所述系统进行处理混合废水的方法，其特征在于，其具体步骤是：
1)调节混合废水的PH值
A.将原水水箱(2)中的原水由潜水泵(1)打入厌氧发生器(14)内，同时自来水水箱(7)中的水由加热棒(5)加热到35℃后由潜水泵(6)打入保温箱(15)，保温箱(15)出水在重力作用下回流到自来水水箱;
B.将加碱箱(3)中的10%氢氧化钠通过加碱计量泵(9)送入厌氧发生器(14)内，使废水的PH调节至7～8;
2)厌氧反应器中去除COD，BOD，NH3-N
将加磷箱(4)中的30%磷酸二氢钾溶液通过加磷计量泵(10)补充至厌氧反应器(14)中;在水力停留时间为12h，温度为35℃，PH为7～8条件下，去除COD，BOD，NH3-N率分别为>85%，>89%，>75%;
3)复合式膜生物反应器中再去除COD，BOD，NH3-N和TN
厌氧反应器(14)中的厌氧出水溢流入复合式膜生物反应器(19)，首先经过组合性填料(18)，再经过膜组件(21)的过滤，进一步去除COD，BOD，NH3-N，在水力停留时间为30h条件下，TN的去除率为98%，COD，BOD，NH3-N去除率为99%，98%，97%以上，从复合式膜生物反应器(19)中出水的COD，BOD，NH3-N浓度分别为60mg/L，40mg/L，20mg/L。
10.根据权利9所述的处理混合废水的方法，其特征在于，步骤3)中，所述复合式膜生物反应器(19)的出水由出水泵(25)抽吸，出口处部分污泥混合液回流至厌氧发生器(14)。
说明书
厌氧复合式膜生物反应器组合系统及处理混合废水的方法
技术领域
本发明涉及一种高浓度有机废水无害化处理系统及其方法，特别是一种膜生物反应器处理垃圾中转站混合废水处理系统及其方法。
背景技术
生活垃圾中转站作为垃圾收集与最终处理的枢纽，越来越受大中型城市的欢迎，其带来的环境污染也越来越受到关注。垃圾中转站内的废水是多种废水的混合，不仅包括站内垃圾压缩水，还有其它各种渠道排放过来的生活污水，生产性废水，粪便污水以及餐厨废水等等。其中，垃圾压缩水COD，BOD5和氨氮含量都极高，而且可生化性较差。其它废水与垃圾压缩水混合后，水质更加复杂，总的来说这种混合废水的水质特点有如下几点：
(1)水质变化大，由于实际中各种废水混合的比例是动态的，所以水质也在不停的变化，BOD/COD一般在0.40-0.65，但是当垃圾堆放的时间稍长，垃圾自身厌氧发酵分解，有机物浓雾降低，难降解的大分子有机物占的比例增大，此时BOD/COD可以降到0.1左右;
(2)色度深，而且有恶臭。表面还有少量浮油;
(3)COD，BOD浓度较高，混合后的废水COD最高可以达到30000mg/L，BOD5最高可达13500mg/L;
(4)氨氮含量高，含盐量高，氨氮最高时达到1000mg/L。废水中的氮主要以氨氮存在，约占总凯氏氮的50%左右。废水中的氯化盐及硫酸盐较高，分别达到3000mg/L，2000mg/L;
(5)废水中微生物所需要的营养元素比例严重失调，有机物和氨氮含量高而磷元素严重缺乏。
目前，大部分的中转站的废水直接运至垃圾填埋场集中处理，这不仅加重垃圾填埋场垃圾渗滤液处理的负担，而且废水的运输还要消耗大量人力和财力，甚至还会因包装不慎造成废水泄露，带来严重的环境污染。因此，越来越多的城市由于实际条件(诸如垃圾填埋场距离中转站较远)要求在垃圾中转站内配套建立相应的污水处理设施，直接就地处理达标排放。
生活垃圾中转站的混合废水相比垃圾填埋场的垃圾渗滤液，可生化性稍好，而重金属含量较低。因此，垃圾渗滤液的处理方法并不能直接照搬用来处理中转站的废水，否则会大大提高成本。
发明内容
本发明的目的是提出一种厌氧一复合式膜生物反应器组合系统及处理混合废水的方法，主要解决目前存在的两个问题：
(1)生活垃圾中转站的废水通常都是运到垃圾填埋场集中处理，这不仅浪费了大量人力，物力和财力，而且还加重了为数不多的垃圾填埋场的处理负担。
(2)常规的垃圾渗滤液处理方法复杂，通常还需要预处理和深度处理，不仅投资大，处理成本较高，而且占地面积大，难以应用到垃圾中转站内的小型污水处理厂。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明的一种厌氧-复合式膜生物反应器组合系统，包括厌氧发生器，复合式膜生物反应器，自动程序控制器PLC，其特点是：厌氧发生器置于保温箱内，厌氧发生器进水口分别连接原水水箱中的潜水泵、加碱箱和加磷箱，且在厌氧发生器进水口与原水水箱的连接管路上接有液体流量计，以及与加碱箱，加磷箱之间分别接有加碱计量泵和加磷计量泵，保温箱进、出水口分别与自来水水箱中的潜水泵出水口和自来水水箱的进水口相连;复合式膜生物反应器内置有组合性填料，曝气头和膜组件，膜组件出口连接由自动程序控制器PLC控制的出水泵，曝气头连接增氧泵;厌氧发生器中反应区的出水口接复合式膜生物反应器的进水口，复合式膜生物反应器回流口通过回流泵接厌氧发生器进水口。
厌氧发生器的反应区为直径200mm，高0.8m，有效容积为24L的圆柱体区，反应区顶部设有机械搅拌装置，用于加强反应区泥水混合的程度。
保温箱呈立方体，其外部为长28cm，宽28cm，高0.7m，总容积为55L。自来水水箱中设有加热棒。复合式膜生物反应器长为50cm，宽为40cm，高为40cm，有效容积为60L。
组合性填料由塑料圆片压扣改成的双圈大塑料环构成，其中，涤纶丝压在环的环圈上，在废水中涤纶丝发散成丝束，并分散均匀;环内圈是雪花状塑料枝条，用于挂膜和有效切割气泡，提高氧的转移速率和利用率;填料的单元直径为Φ80mm，间距为20mm，中心绳为纤维绳;整个填料所占膜生物反应器有效容积的60%。
膜组件由中空纤维膜构成，中空纤维膜材质为聚丙烯，膜孔径为0.2μm，膜总面积为0.24m2，膜的工作压力0.01MPa～0.03MPa。复合式膜生物反应器出口处污泥混合液回流至厌氧发生器的回流比为200%～300%。
一种厌氧-复合式膜生物反应器组合系统处理混合废水的方法，其具体步骤是：
(1)调节混合废水的PH值
A.将原水水箱中的原水由潜水泵1打入厌氧发生器内，同时自来水水箱中的水由加热棒加热到35℃后由潜水泵打入保温箱，保温箱的出水在重力作用下回流到自来水水箱;
B.将加碱箱中的10%氢氧化钠通过加碱计量泵送入厌氧发生器内，使废水的PH调节至7～8;
(2)厌氧反应器中去除COD，BOD，NH3-N
将加磷箱中的30%磷酸二氢钾溶液通过加磷计量泵补充至厌氧反应器中;在水力停留时间为12h，温度为35℃，PH为7～8条件下，去除COD，BOD，NH3-N率分别为>85%，>89%，>75%;
(3)复合式膜生物反应器中再去除COD，BOD，NH3-N和TN
厌氧反应器中的厌氧出水溢流入复合式膜生物反应器，首先经过组合性填料，再经过膜组件的过滤，进一步去除COD，BOD，NH3-N，在水力停留时间为30h条件下，TN的去除率为98%，COD，BOD，NH3-N去除率为99%，98%，97%以上，从复合式膜生物反应器(19)中出水的COD，BOD，NH3-N浓度分别为60mg/L，40mg/L，20mg/L。
步骤3)中，复合式膜生物反应器的出水由出水泵抽吸，出口处部分污泥混合液回流至厌氧发生器。
本发明的有益效果：本发明涉及高浓度有机废水无害化处理技术。采用厌氧-复合式膜生物反应器处理技术，给出了厌氧反应器启动的操作条件和整个A/HMBR系统运行的最佳运行条件，以及厌氧反应器和复合式膜生物反应器的构造特征和运行工艺流程。生活垃圾中转站混合废水经过A/HMBR系统COD，BOD5，NH3-N总去除率分别达到99%，98%，97%以上。