申请日2018.03.02
公开(公告)日2018.07.13
IPC分类号C02F9/14; C02F103/16; C02F101/20; C02F101/22; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种微电解‑动态膜生物反应器装置及废水处理工艺，该装置包括高位水箱，高位水箱通过管道依次连接有微电解池、调节池和动态膜生物反应器，高位水箱和微电解池之间的管道上设置有蠕动泵和时控开关，微电解池和调节池之间的管道上设置有蠕动泵和时控开关;调节池通过两根管道与动态膜生物反应器相连接，每个管道上设置有蠕动泵;动态膜生物反应器内设置有微孔曝气盘和平板膜，微孔曝气盘通过管道依次连接有转子流量计和曝气泵，平板膜通过管道连接有蠕动泵。采用本发明废水处理工艺处理含Cr6+、Ni2+电镀废水，Cr6+、Ni2+重金属离子平均去除率分别为98.91%、98.54%，COD平均去除率为93.25%。
权利要求书
1.一种微电解-动态膜生物反应器装置，其特征在于，包括高位水箱(7)，所述高位水箱(7)通过管道依次连接有微电解池(8)、调节池(9)和动态膜生物反应器(10)，所述高位水箱(7)和微电解池(8)之间的管道上设置有蠕动泵(1)和时控开关(2)，所述微电解池(8)和调节池(9)之间的管道上设置有蠕动泵(1)和时控开关(2);所述调节池(9)通过两根管道与动态膜生物反应器(10)相连接，每个管道上设置有蠕动泵(1);所述动态膜生物反应器(10)内设置有微孔曝气盘(5)和平板膜(6)，所述微孔曝气盘(5)通过管道依次连接有转子流量计(4)和曝气泵(3)，所述的平板膜(6)通过管道连接有蠕动泵(1)。
2.根据权利要求1所述的微电解-动态膜生物反应器装置，其特征在于，所述的高位水箱(7)、微电解池(8)和动态膜生物反应器(10)的材质均为有机玻璃。
3.根据权利要求1所述的微电解-动态膜生物反应器装置，其特征在于，所述的微电解池(8)的有效容积7L，动态膜生物反应器(10)的有效容积48L;微电解池(8)和动态膜生物反应器(10)的水力停留时间分别为6h和27h。
4.根据权利要求1所述的微电解-动态膜生物反应器装置，其特征在于，所述的动态膜生物反应器(10)由缺氧池和好氧池组成，缺氧池和好氧池的有效容积比为1:2，所述好氧池内设置微孔曝气盘(5)和平板膜(6)。
5.根据权利要求1所述的微电解-动态膜生物反应器装置，其特征在于，所述的平板膜(6)的膜基材采用500目的尼龙布。
6.一种基于微电解-动态膜生物反应器装置的废水处理工艺，其特征在于，采用权利要求1-5中任一权利要求所述的微电解-动态膜生物反应器装置，包括以下步骤：
步骤1、将废水储存在高位水箱(7)中，经管道由蠕动泵(1)抽吸至微电解池(8)中;
步骤2、废水在微电解池(8)中进行处理，微电解池(8)采用间歇进水、间歇出水的运行方式，进、出水时间由时控开关(2)控制;
步骤3、经微电解池(8)处理后的废水由蠕动泵(1)抽吸至动态膜生物反应器(10)内，并接种污泥，连续曝气24h，由转子流量计(4)控制曝气量，使其DO为3～4mg/L，得到硝化液和处理后的废水;硝化液通过蠕动泵(1)回流到调节池(9)中，回流比为200%;废水经过平板膜(6)后，由蠕动泵(1)抽出。
7.根据权利要求6所述的基于微电解-动态膜生物反应器装置的废水处理工艺，其特征在于，所述的废水中的Cr6+、Ni2+浓度为5-30mg/L，有机物包括质量浓度比为5:2:7的十二烷基磺酸钠、糖精钠和聚乙二醇，其水质特征为：COD值为450～550mg.L-1，NH4+-N值为25～35mg.L-1，pH为6.5～8，温度为18～25℃。
8.根据权利要求6所述的基于微电解-动态膜生物反应器装置的废水处理工艺，其特征在于，所述的污泥的SV30为20%，MLSS控制在5000～6000mg/L。
9.根据权利要求6所述的基于微电解-动态膜生物反应器装置的废水处理工艺，其特征在于，所述的微电解池(8)和动态膜生物反应器(10)的水力停留时间分别为6h和27h。
说明书
一种微电解-动态膜生物反应器装置及废水处理工艺
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体地说，涉及一种微电解-动态膜生物反应器装置及废水处理工艺。
背景技术
电镀行业是我国国民经济重要的基础性行业之一，重金属和有机物污染是电镀废水污染的2个重要特征，也是限制其治理和循环利用的两大瓶颈。近几十年来，在电镀废水处理工艺中重金属离子去除同时，难降解性有机物也得到去除。然而针对重金属离子的去除率、处理过程重金属的价态变化的研究报道有很多,而对有机物沿程变化的研究却鲜见报道。2008年国家颁布《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)，对COD排放指标提出明确规定，由原来《污水综合排放标准》提高至80mg·L-1。针对含重金属废水的常见处理方法有化学沉淀法、电解法、活性炭吸附以及生物吸附等，但存在处理成本较高、能耗大、易产生二次污染等问题。因此，如何高效廉价地在降低电镀废水中重金属离子的情况下，去除COD的浓度，使其达标排放，是为数众多的电镀企业急需解决的问题。
现阶段，研究最多的是微电解-生物法,电镀废水主要特征为COD高，可生化性差，含有较多重金属离子。微电解工艺可产生一系列的氧化还原、吸附絮凝、电场及气浮等作用，极大地提高电镀废水的生化性。对于含有Cr6+、Ni2+等重金属离子的废水，微电解可以很好地将之去除，同时使废水的pH上升2～3，再将废水进入反应器中通过微生物作用将废水中剩余的有机物去除，达到净化电镀废水的目的。
目前已有赖日坤(赖日坤.电镀废水中有机污染物处理的研究[D].华南理工大学,2009.)用微电解对电镀废水进行预处理，再通过厌氧好氧工艺;张彬彬(张彬彬，王开春，董自斌，等.微电解-A/O工艺处理电镀废水[J].电镀与环保,2013,33(1):39-42)等用微电解-A/O工艺处理浙江某电镀厂的废水;靳路山(微电场-生物固定化复合工艺处理工业电镀废水[J].科学技术与工程，2007,9：1981-1984)等利用新型微电场-生物固定化复合工艺法处理含重金属离子工业电镀废水等方法。但这些方法不同程度地存在基建和运行成本较高，且在运行过程中产生的浓差极化，膜易受污染，透水率下降，治理后的水排放达标不稳定等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种微电解-动态膜生物反应器装置及废水处理工艺，本发明的微电解-DMBR组合工艺集微电解和DMBR二者优点，具有占地小、容积负荷高、设备简单、出水水质好、运行稳定、通量大、膜污染清洗简易、能耗低等优点。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种微电解-动态膜生物反应器装置，包括高位水箱，所述高位水箱通过管道依次连接有微电解池、调节池和动态膜生物反应器，所述高位水箱和微电解池之间的管道上设置有蠕动泵和时控开关，所述微电解池和调节池之间的管道上设置有蠕动泵和时控开关;所述调节池通过两根管道与动态膜生物反应器相连接，每个管道上设置有蠕动泵;所述动态膜生物反应器内设置有微孔曝气盘和平板膜，所述微孔曝气盘通过管道依次连接有转子流量计和曝气泵，所述的平板膜通过管道连接有蠕动泵。
可选地，所述的高位水箱、微电解池和动态膜生物反应器的材质均为有机玻璃。
可选地，所述的微电解池的有效容积7L，动态膜生物反应器的有效容积48L;微电解池和动态膜生物反应器的水力停留时间分别为6h和27h。
可选地，所述的动态膜生物反应器由缺氧池和好氧池组成，缺氧池和好氧池的有效容积比为1:2，所述好氧池内设置微孔曝气盘和平板膜。
可选地，所述的平板膜的膜基材采用500目的尼龙布。
本发明还公开了一种基于微电解-动态膜生物反应器装置的废水处理工艺，采用上述的微电解-动态膜生物反应器装置，包括以下步骤：
步骤1、将废水储存在高位水箱中，经管道由蠕动泵抽吸至微电解池中;;
步骤2、废水在微电解池中进行处理，微电解池采用间歇进水、间歇出水的运行方式，进、出水时间由时控开关控制;
步骤3、经微电解池处理后的废水由蠕动泵抽吸至动态膜生物反应器内，并接种污泥，连续曝气24h，由转子流量计控制曝气量，使其DO为3～4mg/L，得到硝化液和处理后的废水;硝化液通过蠕动泵回流到调节池中，回流比为200%;废水经过平板膜后，由蠕动泵抽出。
可选地，所述的废水中的Cr6+、Ni2+浓度为5-30mg/L，有机物包括质量浓度比为5:2:7的十二烷基磺酸钠、糖精钠和聚乙二醇，其水质特征为：COD值为450～550mg.L-1，NH4+-N值为25～35mg.L-1，pH为6.5～8，温度为18～25℃。
可选地，所述的污泥的SV30为20%，MLSS控制在5000～6000mg/L。
可选地，所述的微电解池和动态膜生物反应器的水力停留时间分别为6h和27h。
与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
1)采用本发明微电解-DMBR工艺(废水处理工艺)处理含Cr6+、Ni2+电镀废水，Cr6+、Ni2+重金属离子平均去除率分别为98.91%、98.54%，COD平均去除率为93.25%。该工艺对重金属离子和COD均有较好的去除效果，且出水达到GB21900-2008《电镀污染物排放标准》。
2)UV-vis光谱表明：电镀废水中大分子量DOM物质随污水处理过程降解为小分子量DOM;三维荧光光谱图分析表明：废水中DOM存在高激发波长色氨酸、低激发波长色氨酸、紫外光区富里酸和类腐殖酸4种物质的荧光峰。荧光参数分析表明：电镀废水处理过程中DOM生物源增加，微生物表现活跃，可生化性提高。二者说明电镀废水处理过程DOM的降解过程和光谱特性。
3)高激发波长色氨酸、低激发波长色氨酸(峰A、峰B)和其荧光强度之和与COD浓度具有较好的线性关系，R2依次为0.94009、0.90791、0.95426。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。