一种基于MBR的循环式AO高含氮有机废水处理装置

摘要

本发明涉及水处理装置。本发明提供了一种基于MBR的循环式AO高含氮有机废水处理装置，包括具有储水腔体的反应器和控制装置，所述反应器连接有进水装置、曝气装置和膜出水装置，所述反应器的储水腔体内设有膜生物反应器，所述进水装置包括进水管，所述曝气装置包括曝气管，所述膜生物反应器悬于所述进水管之上，所述膜生物反应器悬于所述曝气管之上，所述膜生物反应器与所述膜出水装置连接，所述进水装置、曝气装置和膜出水装置分别与所述控制装置连接。本发明的有益效果是节省了曝气量，降低了排泥量，控制简单，日常维护管理简单，使得出水水质得到保证；膜生物反应器不容易受到污染，成本较低，占地面积较小，维护方便。

说明书

技术领域

本发明涉及水处理装置，尤其涉及水处理装置中的一种基于MBR的循环式AO高含氮有机废水处理装置。

背景技术

随着我国城市人口的增加和城市规模的扩大，高氨氮有机废水（如垃圾渗滤液、低C/N比污水等）其处理装置已成为当前环境领域急需的技术需求。当前，废水脱氮工艺主要为生物脱氮工艺，主要包括好氧（Anoxic）硝化和缺氧（Oxic）反硝化两个阶段。由于废水存在碳源不足问题，以及受微生物的限制，脱氮效果很难保证。传统生物脱氮工艺的脱氮率主要受微生物浓度的限制，也即受硝化液回流量和污泥回流量的控制，为了达到较高的脱氮率，就要提高回流量，但是回流量过大会影响脱氮除磷的效率；同时因碳源不足（低C/N比污水），传统的生物脱氮效果很难保证。膜生物反应器（MBR）将通过膜截留作用大大提高了反应器内的微生物浓度，使得不同类型的微生物得以富集生长，提高了对有机物、氮和磷等去除效果。但是传统MBR存在以下问题：一、曝气强度很大，能耗较高；二、定期排泥，剩余污泥处置难度大；三、工艺控制繁琐，日常维护管理困难，使得出水水质难以保证；四、膜容易污染。综上所述，以上污水处理工艺均存在工艺控制繁琐、维护管理复杂等问题，使得系统出水水质难以保障，且存在投资和运行成本高，占地大等问题。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于MBR的循环式AO高含氮有机废水处理装置。

本发明提供了一种基于MBR的循环式AO高含氮有机废水处理装置，包括具有储水腔体的反应器和控制装置，所述反应器连接有进水装置、曝气装置和膜出水装置，所述反应器的储水腔体内设有膜生物反应器，所述进水装置包括设置在所述储水腔体内的进水管，所述曝气装置包括设置在所述储水腔体内的曝气管，所述膜生物反应器悬于所述进水管之上，所述膜生物反应器悬于所述曝气管之上，所述膜生物反应器与所述膜出水装置连接，所述进水装置、曝气装置和膜出水装置分别与所述控制装置连接。

作为本发明的进一步改进，所述述反应器的储水腔体内设有导流板，所述导流板围合成向上流通道，所述膜生物反应器设置在所述向上流通道内。

作为本发明的进一步改进，所述曝气管设有曝气孔，所述向上流通道的底部为输入端，所述向上流通道的顶部为输出端，所述曝气孔位于所述向上流通道的输入端之下或者之内，所述曝气孔位于所述膜出水装置之下。

作为本发明的进一步改进，所述进水管设有进水孔，所述向上流通道的底部为输入端，所述向上流通道的顶部为输出端，所述进水孔位于所述向上流通道的输入端之下或者之内，所述进水孔位于所述膜出水装置之下。

作为本发明的进一步改进，所述向上流通道的顶端与所述反应器的储水腔体的顶部之间设有用于流体向侧边循环的顶间隙，所述向上流通道的侧部与所述反应器的储水腔体的侧部之间设有用于流体向下循环的侧间隙，所述向上流通道的底部与所述反应器的储水腔体的底部之间设有用于流体向下循环的底间隙。

作为本发明的进一步改进，所述曝气管、进水管均位于所述底间隙之内。

作为本发明的进一步改进，所述底间隙为水解酸化区，所述侧间隙为缺氧区，所述向上流通道为膜反应区。

作为本发明的进一步改进，所述反应器的储水腔体内设有生物填料。

作为本发明的进一步改进，所述曝气管位于所述进水管之上。

作为本发明的进一步改进，所述膜生物反应器的顶端与所述膜出水装置连接。

本发明的有益效果是：通过上述方案，在反应器的储水腔体内形成好氧（Anoxic）硝化和缺氧（Oxic）反硝化的循环，首先，能够抑制亚硝酸盐硝化菌的生长，而促进实现氨氮硝化为亚硝酸盐而非硝酸盐；其次，能够促进产生的亚硝酸盐及时高效地通过反硝化得到去除，促进脱氮效率的提高，克服了AO或两级AO等常规工艺的缺陷；再次，取消了硝化液回流促进反硝化脱氮，节省回流所需能耗等；最后，膜生物反应器能提高生物量以及生物种类；节省了曝气量，降低了排泥量，控制简单，日常维护管理简单，使得出水水质得到保证；膜生物反应器不容易受到污染，成本较低，占地面积较小，维护方便。

附图说明

图1是本发明一种基于MBR的循环式AO高含氮有机废水处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

图1中的附图标号为：进水管1；水解酸化区2；膜生物反应器3；缺氧区4；曝气管5；膜出水装置6；导流板7；控制装置8；生物填料9; 反应器10。

针对我国高浓度含氮有机废水的水质特征，结合最近脱氮理论及MBR的研究进展，本发明提出了一种基于MBR的循环式AO高含氮有机废水处理装置。

本发明基于MBR的循环式AO高含氮有机废水处理装置，结构图见附图1，主要是由水解酸化、循环式缺氧（A）/好氧（O）等过程组成。

如图1所示，一种基于MBR的循环式AO高含氮有机废水处理装置，包括具有储水腔体的反应器10和控制装置8，所述反应器10可以是容器、构筑物（如水池）等，所述反应器10连接有进水装置、曝气装置和膜出水装置，所述反应器10的储水腔体内设有膜生物反应器3，所述进水装置包括设置在所述储水腔体内的进水管1，所述曝气装置包括设置在所述储水腔体内的曝气管5，所述膜生物反应器3悬于所述进水管1之上，所述膜生物反应器3悬于所述曝气管5之上，所述膜生物反应器3与所述膜出水装置6连接，所述进水装置、曝气装置和膜出水装置6分别与所述控制装置8连接，通过所述控制装置8分别控制所述进水装置、曝气装置和膜出水装置6。

如图1所示，所述述反应器10的储水腔体内设有导流板7，所述导流板7围合成向上流通道，所述膜生物反应器3设置在所述向上流通道内，所述进水管1输入的水可以沿所述向上流通道向上流动并进入所述膜生物反应器3内，所述曝气管5输入的气体同样也可以沿所述向上流通道向上流动并进入所述膜生物反应器3内。

如图1所示，所述向上流通道为垂直于水平面，即竖直向上，所述向上流通道也可以与水平面形成夹角，即倾斜向上。

如图1所示，所述导流板7可以围合成圆筒状。

如图1所示，所述曝气管5设有曝气孔，所述曝气孔可以沿所述曝气管5的轴向均匀设置多个，形成向上推流，所述向上流通道的底部为输入端，所述向上流通道的顶部为输出端，所述曝气孔位于所述向上流通道的输入端之下或者之内，所述曝气孔位于所述膜出水装置6之下。

如图1所示，所述进水管1设有进水孔，所述进水孔可以沿所述进水管1的轴向均匀设置多个，形成向上推流，所述向上流通道的底部为输入端，所述向上流通道的顶部为输出端，所述进水孔位于所述向上流通道的输入端之下或者之内，所述进水孔位于所述膜出水装置之下。

如图1所示，所述向上流通道的顶端与所述反应器10的储水腔体的顶部之间设有用于流体向侧边循环的顶间隙，所述向上流通道的侧部与所述反应器10的储水腔体的侧部之间设有用于流体向下循环的侧间隙，所述向上流通道的底部与所述反应器10的储水腔体的底部之间设有用于流体向下循环的底间隙。

如图1所示，所述曝气管5、进水管1均位于所述底间隙之内。

如图1所示，所述底间隙为水解酸化区2，所述侧间隙为缺氧区4，所述向上流通道为膜反应区，水体在进水管1及曝气管5的作用下，在向上流通道的导向下，形成水解酸化区2、膜反应区、缺氧区4的循环流动。

如图1所示，所述反应器10的储水腔体内设有生物填料9。

如图1所示，所述曝气管5位于所述进水管1之上。

如图1所示，所述膜生物反应器3的顶端与所述膜出水装置6连接。

如图1所示，通过合适的条件控制，本装置可以得到很好地脱氮除磷效果。根据实验研究结果，针对进水水质COD为500～1000mg/L，NH4-N为50～100 mg/L，通过本装置处理，出水COD和TN平均去除率为95～98%和 95～98%。和传统生物脱氮工艺和MBR工艺相比，节省曝气量约30～40%，占地减少约50%以上，维护管理方便。

如图1所示，水解酸化区2，主要是对进水中颗粒或大分子的碳源物质进行水解酸化，以转化为小分子利于微生物利用的有机物质，以备后期反硝化用。

如图1所示，膜反应区，主要是将水中有机物、氨氮进行氧化，进行硝化和亚硝化等反应，清水通过真空泵汲取。在该膜反应区的底部设置曝气装置，曝气量可根据水质确定。该装置一方面为生物降解提供必要的溶解氧，另一方面为污水在系统内循环流动提供动力。因膜生物反应器3的截留作用，微生物浓度和种类会大大提高。

如图1所示，缺氧区4，主要是将水中氧化态的硝酸盐、亚硝酸盐以及其他物质进行转化，完成脱氮等反应。

如图1所示，生物填料9，主要是通过自主开发的生物填料附着生长丰富的微生物种群，不仅大大提高了微生物的浓度，而且显著提高了生物龄，改善对多种污染物去除的效果。该生物填料9分布于膜反应区和缺氧区4，投加量根据水质确定。

如图1所示，该装置具有以下优势：首先能够抑制亚硝酸盐硝化菌的生长，而促进实现氨氮硝化为亚硝酸盐而非硝酸盐；其次，能够促进产生的亚硝酸盐及时高效地通过反硝化得到去除，促进脱氮效率的提高，克服了AO或两级AO等常规工艺的缺陷；再次，取消了硝化液回流促进反硝化脱氮，节省回流所需能耗等；最后，膜生物反应器3和生物填料9能提高生物量以及生物种类。

本发明提供的一种基于MBR的循环式AO高含氮有机废水处理装置的工作原理为：污水首先经过进水管1流入水解酸化区2，实现充分水解把颗粒或大分子有机碳源转化为小分子有机碳源。从水解酸化区2流出的污水混合液在向上流通道的导向下进入膜反应区，然后经过上间隙进入缺氧区4，开始循环式好氧（Anoxic）硝化和缺氧（Oxic）反硝化阶段，发生硝化反硝化，同时清水经膜生物反应器3过滤汲取，经消毒后排放。本装置的控制主要通过控制装置8，根据在线氨氮和溶解氧等指标，进行曝气量和曝气时间的控制。

本发明提供的一种基于MBR的循环式AO高含氮有机废水处理装置的优点为：节省了曝气量，降低了排泥量，控制简单，日常维护管理简单，使得出水水质得到保证；膜生物反应器不容易受到污染，成本较低，占地面积较小，维护方便。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。