公布日：2023.10.27
申請(qǐng)日：2023.08.29
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/461(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F3/12(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N;
C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種基于微電解-SRUSB-多級(jí)厭氧MBR-缺氧-好氧系統(tǒng)的廢水處理方法，該系統(tǒng)包括依次連通的微電解池、中間池、SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池、缺氧池、好氧MBR池；該方法包括：在微電解池中將廢水的大分子有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為小分子，再進(jìn)入中間池調(diào)節(jié)廢水溫度、pH、COD與SO42-濃度比，調(diào)節(jié)后廢水進(jìn)入SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池，去除廢水中有機(jī)污染物與硫酸根，廢水再進(jìn)入缺氧池與好氧MBR池，去除廢水中的有機(jī)污染物與氨氮。本發(fā)明不僅能處理高濃度廢水，高效去除有機(jī)污染物，還節(jié)省曝氣量和能源。
權(quán)利要求書
1.一種基于微電解-SRUSB-多級(jí)厭氧MBR-缺氧-好氧系統(tǒng)的廢水處理方法，其特征在于，采用微電解-SRUSB-多級(jí)厭氧MBR-缺氧-好氧系統(tǒng)進(jìn)行廢水處理；所述微電解-SRUSB-多級(jí)厭氧MBR-缺氧-好氧系統(tǒng)包括依次連通的微電解池、中間池、SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池、缺氧池和好氧MBR池；所述微電解池設(shè)有廢水進(jìn)口；所述中間池用于調(diào)節(jié)廢水的溫度、pH值以及COD與SO42-的濃度比；所述SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池由隔板分隔成若干依次連通的區(qū)域，沿水流方向的第一區(qū)域內(nèi)放置有上流式硫酸鹽還原厭氧污泥床反應(yīng)器，其余區(qū)域設(shè)置為多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池；上流式硫酸鹽還原厭氧污泥床反應(yīng)器的底部與中間池連通，多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池與缺氧池連通；所述好氧MBR池的內(nèi)部設(shè)有膜組件，膜組件上設(shè)有出水管；廢水處理方法，包括以下步驟：(1)將初始廢水泵入微電解池，進(jìn)行微電解處理，獲得處理后的廢水I；(2)廢水I進(jìn)入中間池中，調(diào)節(jié)廢水I的溫度、pH值和COD與SO42-濃度比，得到廢水II；(3)廢水II進(jìn)入SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池中，去除廢水中的有機(jī)污染物與硫酸根，得到廢水III；(4)廢水III泵入缺氧池中，再進(jìn)入好氧MBR池，去除廢水中的有機(jī)污染物，并將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，得到廢水IV；(5)廢水IV回流至缺氧池中，去除廢水中的硝態(tài)氮，再和廢水III混合得到廢水V；(6)廢水V進(jìn)入好氧MBR池，循環(huán)步驟(4)-(5)直至廢水中有機(jī)物、氨氮含量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，通過好氧池MBR膜組件過濾出水至清水池。
2.如權(quán)利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于，所述SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有依次連通的上流式硫酸鹽還原厭氧污泥床反應(yīng)器、一級(jí)厭氧池和內(nèi)部設(shè)有膜組件的二級(jí)厭氧池；所述上流式硫酸鹽還原厭氧污泥床反應(yīng)器與一級(jí)厭氧池之間設(shè)有底部開口的第一隔板；上流式硫酸鹽還原厭氧污泥床反應(yīng)器頂部設(shè)有出水口，上流式硫酸鹽還原厭氧污泥床反應(yīng)器的側(cè)壁與第一隔板之間形成水流通道。
3.如權(quán)利要求2所述的廢水處理方法，其特征在于，所述一級(jí)厭氧池和二級(jí)厭氧池之間設(shè)有上部開口的第二隔板；一級(jí)厭氧池頂部設(shè)有甲烷排氣口；所述二級(jí)厭氧池內(nèi)膜組件的出水管分別設(shè)有與缺氧池連通的出水支管，與中間池連通的回流支管，以及與反洗裝置連通的反洗支管。
4.如權(quán)利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于，步驟(1)中，所述初始廢水為咖啡因制藥廢水，COD濃度為1000～6000mg/L，SO42-濃度范圍150～3000mg/L，廢水中COD/SO42-濃度比2～6。
5.如權(quán)利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于，步驟(1)中，所述微電解池內(nèi)鐵碳體積比為1:1，廢水pH值為4～5，水力停留時(shí)間為2～4h。
6.如權(quán)利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于，步驟(2)中，所述中間池的廢水溫度為32～35℃，pH值調(diào)節(jié)6.5～7.2，廢水中COD/SO42-濃度比2～6。
7.如權(quán)利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于，步驟(3)中，SRUSB-多級(jí)厭氧MBR池水力停留時(shí)間為24～32h，SRUSB污泥濃度為4～10g/L，廢水COD/SO42-濃度比在2～6，所述多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池的廢水pH值為6.5～8.5，溫度為32℃，厭氧MBR池回流比100％～200％，所述厭氧池污泥質(zhì)量濃度為3～8g/L。
8.如權(quán)利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于，步驟(4)中，所述缺氧池內(nèi)部設(shè)有攪拌器，底部設(shè)有排泥口，缺氧池中廢水的pH值為7.0～8.5，運(yùn)行溫度條件為室溫。
9.如權(quán)利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于，步驟(5)中，所述好氧MBR池內(nèi)廢水pH值為6.5～8.5之間，運(yùn)行溫度條件為室溫。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于微電解-SRUSB-多級(jí)厭氧MBR-缺氧-好氧系統(tǒng)的廢水處理方法，該循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)不僅可以穩(wěn)定高效去除高濃度廢水有機(jī)污染物，同時(shí)還可以節(jié)省曝氣量和能源。
具體技術(shù)方案如下：
本發(fā)明提供了一種基于微電解-SRUSB-多級(jí)厭氧MBR-缺氧-好氧系統(tǒng)的廢水處理方法，采用微電解-SRUSB-多級(jí)厭氧MBR-缺氧-好氧系統(tǒng)進(jìn)行廢水處理；
所述微電解-SRUSB-多級(jí)厭氧MBR-缺氧-好氧系統(tǒng)包括依次連通的微電解池、中間池、SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池、缺氧池和好氧MBR池；
所述微電解池設(shè)有廢水進(jìn)口；所述中間池用于調(diào)節(jié)廢水的溫度、pH值以及COD與SO42-的濃度比；所述SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池由隔板分隔成若干依次連通的區(qū)域，沿水流方向的第一區(qū)域內(nèi)放置有上流式硫酸鹽還原厭氧污泥床反應(yīng)器，其余區(qū)域設(shè)置為多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池；上流式硫酸鹽還原厭氧污泥床反應(yīng)器的底部與中間池連通，多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池與缺氧池連通；所述好氧MBR池的內(nèi)部設(shè)有膜組件，膜組件上設(shè)有出水管；
廢水處理方法，包括以下步驟：
(1)將初始廢水泵入微電解池，進(jìn)行微電解處理，獲得處理后的廢水I；
(2)廢水I進(jìn)入中間池中，調(diào)節(jié)廢水I的溫度、pH值和COD與SO42-濃度比，得到廢水II；
(3)廢水II進(jìn)入SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池中，去除廢水中的有機(jī)污染物與硫酸根，得到廢水III；
(4)廢水III泵入缺氧池中，再進(jìn)入好氧MBR池，去除廢水中的有機(jī)污染物，并將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，得到廢水IV；
(5)廢水IV回流至缺氧池中，去除廢水中的硝態(tài)氮，再和廢水III混合得到廢水V；
(6)廢水V進(jìn)入好氧MBR池，循環(huán)步驟(4)-(5)直至廢水中有機(jī)物、氨氮含量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，通過好氧池MBR膜組件過濾出水至清水池。
進(jìn)一步地，SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有依次連通的上流式硫酸鹽還原厭氧污泥床反應(yīng)器、一級(jí)厭氧池和內(nèi)部設(shè)有膜組件的二級(jí)厭氧池；所述上流式硫酸鹽還原厭氧污泥床反應(yīng)器與一級(jí)厭氧池之間設(shè)有底部開口的第一隔板；上流式硫酸鹽還原厭氧污泥床反應(yīng)器頂部設(shè)有出水口，上流式硫酸鹽還原厭氧污泥床反應(yīng)器的側(cè)壁與第一隔板之間形成水流通道。
SRUSB全稱為上流式硫酸鹽還原厭氧污泥床反應(yīng)器，MBR為膜生物反應(yīng)器。
本發(fā)明中，初始廢水首先通過水泵泵入微電解池中，微電解池內(nèi)設(shè)有鐵碳混合填料，混合填料是由廢鐵屑和活性碳按一定比例混合燒制而成，廢水在微電解池中進(jìn)行大分子有機(jī)污染物向小分子有機(jī)污染物的轉(zhuǎn)化，經(jīng)過反應(yīng)后的廢水進(jìn)入中間池，廢水在中間池中通過加藥，控溫，保持廢水的pH與溫度在一定范圍內(nèi)，處理后的廢水泵入SRUSB中，SRUSB內(nèi)接種有硫酸鹽還原菌，硫酸鹽還原菌能夠以污水中的有機(jī)污染物為碳源和能源，將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為二氧化碳，同時(shí)將硫酸鹽還原成硫化物，降低廢水中硫酸根和有機(jī)污染物濃度，SRUSB和多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池間設(shè)有Z字型流道，二者通過Z字型流道相連，處理后廢水的經(jīng)Z字型流道進(jìn)入多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池的一級(jí)厭氧池內(nèi)，之后通過過水孔進(jìn)入二級(jí)厭氧池，多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池內(nèi)接種有產(chǎn)甲烷菌，能夠?qū)U水中有機(jī)污染物降解，產(chǎn)生生物氣，處理后的廢水泵入缺氧池中，部分回流至中間池，缺氧池內(nèi)反硝化細(xì)菌以污水中未分解有機(jī)物為碳源，將好氧池循環(huán)回流的硝酸根還原為氮?dú)馊コ毖醭靥幚砗蟮膹U水進(jìn)入好氧MBR反應(yīng)池中，好氧池中的好氧微生物輪蟲、鐘蟲、硝化菌等進(jìn)行有氧呼吸，將廢水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，處理后的廢水部分回流至缺氧池，剩余通過好氧池MBR膜組件過濾后排出。
進(jìn)一步地，初始廢水為咖啡因制藥廢水，特征為有機(jī)物濃度高、可生化性差、含鹽量大，其中COD濃度為1000～6000mg/L，SO42-濃度范圍150～3000mg/L，廢水中COD/SO42-最佳濃度比在2～6之間。
進(jìn)一步地，微電解池內(nèi)鐵碳體積比為1：1，廢水pH為4～5，水力停留時(shí)間為2～4h；鐵碳混合填料是由廢鐵屑和活性碳按一定比例混合燒制而成，微電解池一側(cè)連接有進(jìn)水管，另一側(cè)連接有出水管，進(jìn)水管上連接有進(jìn)水泵、氣泵。
進(jìn)一步地，中間池的廢水溫度為32～35℃，pH值為6.5～7.2，廢水中COD/SO42-濃度比為2～6，中間池一側(cè)與微電解池出水管相連，另一側(cè)設(shè)有出水管，出水管通過進(jìn)水泵與SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池的SRUSB底部連接，中間池內(nèi)設(shè)有加熱器、潛水?dāng)嚢杵骱图铀幑�，中間池還設(shè)有回流廢水進(jìn)水口，回流廢水進(jìn)水口與SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池的多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池上用于回流廢水的回流管相連。
進(jìn)一步地，SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池水力停留時(shí)間為24～32h，SRUSB污泥濃度為4～10g/L，硫酸鹽還原菌能夠以污水中的有機(jī)污染物為碳源和能源，將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為二氧化碳，同時(shí)將硫酸鹽還原成硫化物，處理后廢水中COD/SO42-濃度比大于6，SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池一側(cè)與中間池出水管相連，另一側(cè)與缺氧池相連，SRUSB上方設(shè)置有填料板。
作為優(yōu)選，SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池內(nèi)，SRUSB通過Z字型流道與多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池相連。
進(jìn)一步地，多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池的廢水pH值為6.5～8.5，溫度為32℃，多級(jí)厭氧MBR池內(nèi)產(chǎn)甲烷菌能夠?qū)⑽鬯械挠袡C(jī)污染物降解，轉(zhuǎn)化為生物氣，產(chǎn)生的生物氣大部分由氣泵抽吸泵入SRUSB-多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池底部循環(huán)曝氣，剩余部分通入氣體收集罐收集回用，厭氧MBR池回流比為100％～200％，出水pH值為7.6～8.5，厭氧污泥濃度為3～8g/L，多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池分為一級(jí)厭氧池與二級(jí)厭氧池，二者通過過水孔相連，一級(jí)厭氧池內(nèi)部連接有溫度計(jì)、潛水?dāng)嚢杵鳌⒓訜崞骱图訜峁�；二�?jí)厭氧池內(nèi)設(shè)有MBR膜組件，液位計(jì)，膜組件的上方連接有MBR出水管，多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池還設(shè)有回流廢水出水口，通過回流管道與中間池回流廢水進(jìn)水口相連，膜組件下方設(shè)有曝氣頭，連接生物氣循環(huán)曝氣管；多級(jí)厭氧池上方設(shè)有剩余生物氣收集管，與氣體收集罐相連。
進(jìn)一步地，缺氧池內(nèi)部設(shè)有攪拌器，底部設(shè)有排泥口，定時(shí)排泥，反硝化細(xì)菌以污水中未分解的含碳有機(jī)污染物為碳源，將好氧池內(nèi)通過內(nèi)循環(huán)回流進(jìn)來的硝酸根還原為氮?dú)舛尫牛毖醭刂袕U水的pH值為7.0～8.5，運(yùn)行溫度條件為室溫，缺氧池內(nèi)部還設(shè)有回流廢水進(jìn)水口與好氧MBR池用于回流廢水的回流管相連。
進(jìn)一步地，好氧MBR池內(nèi)廢水pH值為6.5～8.5之間，運(yùn)行溫度條件為室溫，好氧微生物輪蟲、鐘蟲等進(jìn)行有氧呼吸，將廢水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，污泥中的硝化菌將氨氮轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，好氧池內(nèi)設(shè)有MBR膜組件、曝氣管、液位計(jì)、回流泵，回流泵上連接有回流管，回流管與缺氧池連通，曝氣管設(shè)置于好氧MBR池底部，池內(nèi)曝氣管為L型，且等間距安裝有若干曝氣噴頭。
進(jìn)一步地，微電解-SRUSB-多級(jí)厭氧MBR-缺氧-好氧系統(tǒng)還有廢水處理系統(tǒng)設(shè)備間，廢水處理系統(tǒng)設(shè)備間內(nèi)設(shè)有PLC控制系統(tǒng)，反洗水箱，所述反洗水箱連接有反洗泵，反洗泵連接有反洗管，對(duì)好氧MBR池內(nèi)MBR膜組件進(jìn)行定期反洗，設(shè)有pH及溫度自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)與厭氧池連接，將厭氧池內(nèi)pH值和溫度控制在所需范圍內(nèi)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明采用微電解池、中間池、SRUSB、多級(jí)厭氧MBR反應(yīng)池、缺氧池、好氧MBR池的組合形式，不僅可以穩(wěn)定高效去除高濃度廢水有機(jī)污染物，同時(shí)還可以節(jié)省曝氣量和能源。
（發(fā)明人：李熒;黃連芝;汪健樺;樊宇坤;馬敏杰）
