接触氧化型MBR装置及其部分硝化快速启动与运行方法制造方法及图纸

技术编号:20558861 阅读:28 留言:0更新日期:2019-03-14 04:21
本发明专利技术提供一种接触氧化型MBR装置及其部分硝化快速启动与运行方法,属于生物化学法污水处理技术领域。该装置包括进水水箱、内循环接触氧化膜生物反应器、膜组件出水装置、曝气装置、酸碱调节水箱、循环加热水箱和PLC控制器,根据氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌在不同氨氮负荷和pH的活性差异控制氨氮负荷和pH抑制系统中亚硝酸盐氧化细菌的活性,及氨氧化细菌以悬浮和填料表面生物膜的状态附着在生物填料上可维持装置内高污泥浓度,膜组件控制出水避免污泥流失。本发明专利技术有益效果是:具有部分硝化构建时间短、抗冲击效果好、可实现微生物的选择与淘汰、部分硝化出水效果稳定的优点,组合式在线检测仪可保证装置的优化运行。

Contact oxidation MBR plant and its rapid start-up and operation of partial nitrification

The invention provides a contact oxidation type MBR device and a rapid start-up and operation method of partial nitrification, belonging to the technical field of biochemical wastewater treatment. The device includes a water inlet tank, an internal circulation contact oxidation membrane bioreactor, a membrane module effluent device, an aeration device, an acid-base regulating water tank, a circulating heating water tank and a PLC controller. The activity of nitrite-oxidizing bacteria and ammonia-oxidizing bacteria in the ammonia-nitrogen load and pH inhibition system are controlled according to the activity difference of ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria at different ammonia-nitrogen loads and pH values, and the activity of ammonia-oxid High sludge concentration can be maintained by attaching biofilm on the surface of suspension and filler, and the effluent of membrane module can be controlled to avoid sludge loss. The invention has the advantages of short partial nitrification construction time, good impact resistance, microbial selection and elimination, and stable partial nitrification effluent effect. The combined online detector can ensure the optimal operation of the device.

【技术实现步骤摘要】
接触氧化型MBR装置及其部分硝化快速启动与运行方法
本专利技术属于生物化学法污水处理
,特别涉及接触氧化型MBR装置及其部分硝化快速启动与运行方法。
技术介绍
随着城市规模扩大和工农业的发展,污泥消化液和半导体工业废水等高氨氮废水的产量逐年增加。传统好氧硝化/缺氧反硝化生物脱氮工艺处理上述高氨氮废水需要消耗大量的外加碳源和氧气,存在能耗高的缺点。部分硝化-厌氧氨氧化工艺可以在缺氧或厌氧条件下,直接以NH4+-N为电子供体,NO2--N为电子受体,将NH4+-N、NO2--N转变为NO3--N和N2。该工艺的反应式如下:NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.13H+→1.02N2+0.26NO3-+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O(1)与传统生物脱氮工艺相比,部分硝化-厌氧氨氧化工艺有着节省约60%的曝气量、几乎所有的外加碳源和污泥产量减少80%的优点。部分硝化和厌氧氨氧化在同一个反应器中进行的系统被称为一体化部分硝化-厌氧氨氧化。由于节省占地空间和运行成本,一体化部分硝化-厌氧氨氧化系统已经成为高氨氮废水处理工艺的重要发展方向。部分硝化是指氨氧化细菌(AOB)将氨氮氧化为亚硝酸盐而不继续氧化为硝酸盐的过程。但是在系统中,同为好氧自养型的亚硝酸盐氧化细菌(NOB)一方面会与AOB竞争氧气影响后者生长,另一方面,NOB会将生成的亚硝酸盐氧化为硝酸盐,根据工艺的反应式可知,厌氧氨氧化菌无法利用硝酸盐,由此导致出水总氮浓度难于达标排放的问题;部分硝化存在着系统构建时间长,出水水质不稳定的难题,另外,处理过程中进水氨氮浓度的波动也会影响部分硝化的稳定运行。通过在装置内部形成内循环可以提高装置中污泥的造粒能力和颗粒性能力,有利于颗粒污泥的形成。接触氧化法中高比表面积的生物填料能够提供极高的生物附着量,增加反应器中的污泥浓度,减少反应器水力停留时间从而提高处理效率;生物填料表面形成的生物膜能够减少污泥冲刷造成污泥流失,提高系统抗冲击能力。膜生物反应器具有极高的固体停留时间和极强的生物截留能力,有利于世代周期较长的AOB和厌氧氨氧化细菌生长,延长污泥龄;膜组件控制出水解决了微生物随出水流失的影响处理效果的问题,同时节省了沉淀池减少了装置占地面积。通过选择合适的填料,构建生物膜反应器,并耦合膜分离技术,控制合适的上升流速,形成新型的生物膜-膜分离组合反应器系统,可望实现一体化部分硝化-厌氧氨氧化系统中部分硝化功能的快速启动和稳定控制,有利于一体化部分硝化-厌氧氨氧化系统在高氨氮废水处理中的推广应用。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种接触氧化型MBR装置。本专利技术的第二个目的是提供一种接触氧化型MBR装置的部分硝化快速启动与运行方法,通过控制pH,进水氨氮浓度和碱度,得出最佳运行控制参数,达到快速实现部分硝化启动稳定运行的效果。为实现上述目的,本专利技术采取的技术方案是:一种接触氧化型MBR装置,由进水水箱、内循环接触氧化膜生物反应器、膜组件出水装置、曝气装置、酸碱调节水箱、循环加热水箱和PLC控制器连接而成;所述进水水箱的出水口通过进水泵与内循环接触氧化膜生物反应器底部的进水口连通,进水水箱内部设有1号组合式在线检测仪并与PLC控制器连接;所述内循环接触氧化膜生物反应器中的内循环筒通过内循环筒顶部固定盘固定在内循环接触氧化膜生物反应器内壁的卡口上;生物填料经尼龙线固定在内循环筒外壁与内循环接触氧化膜生物反应器内壁之间;内循环接触氧化膜生物反应器上部设有气体排出口和与PLC控制器连接的2号组合式在线检测仪;内循环接触氧化膜生物反应器外侧设有恒温水夹层;回流水经回流口通过回流泵与内循环接触氧化膜生物反应器底部的进水口连通,回流水和进水通过内循环筒至反应器顶部经生物填料回落至内循环接触氧化膜生物反应器底部;所述膜组件出水装置中的膜组件连接膜组件出水泵,膜组件出水泵由PLC控制器控制进行周期抽吸出水;所述曝气装置位于内循环接触氧化膜生物反应器底部,曝气装置与空气压缩机连接,空气压缩机分别连接气体流量计和PLC控制器;所述酸碱调节水箱分为储酸水箱和储碱水箱,储酸水箱出水通过酸进水泵经加酸管路与内循环接触氧化膜生物反应器连通,储碱水箱出水通过碱进水泵经加碱管路与内循环接触氧化膜生物反应器连通,酸碱调节水箱与PLC控制器连接;所述循环加热水箱出水通过循环加热进水泵与内循环接触氧化膜生物反应器底部的循环加热进水口连接,循环加热水通过循环加热出水口由循环加热出水管路回到循环加热水箱。回流管路、循环加热进水管路、加酸管路和加碱管路上均设有阀门;在进水水箱和内循环接触氧化膜生物反应器中均设有组合式在线检测仪,包括COD电极、pH值电极、溶解氧电极、氨氮电极和硝态氮电极,各组合式在线检测仪均与PLC控制器进行信号连接。本专利技术的另一个技术方案是:一种接触氧化型MBR装置的部分硝化快速启动与运行方法,设有以下步骤:启动阶段:内循环接触氧化膜生物反应器中水温为30~35℃,初始活性污泥接种MLSS为3500~4000mg/L,控制进水氨氮浓度为100~250mg/L,水力停留时间(HRT)为24h,装置中pH为7.9~8.2,进水HCO3-与NH4+的摩尔比为2,回流比为150%,控制溶解氧为1~5mg/L;增加进水氨氮负荷阶段:控制内循环接触氧化膜生物反应器中水温为30~35℃,进水氨氮浓度从250mg/L增加为400mg/L,HRT为24h,装置中pH为7.9~8.2,进水HCO3-与NH4+的摩尔比为2,回流比为150%,控制溶解氧为2~2.5mg/L;增加进水氨氮负荷阶段:控制内循环接触氧化膜生物反应器中水温为30~35℃,进水氨氮浓度从400mg/L增加为600mg/L,HRT为24h,装置中pH为7.9~8.2,进水HCO3-与NH4+的摩尔比为2,回流比为150%,控制溶解氧为2~2.5mg/L;降低进水氨氮负荷阶段:控制内循环接触氧化膜生物反应器中水温为30~35℃,进水氨氮浓度从250mg/L降低为100mg/L,HRT为24h,装置中pH为7.9~8.2,进水HCO3-与NH4+的摩尔比为2,回流比为150%,控制溶解氧为2~2.5mg/L;本专利技术所提供的部分硝化快速启动装置和运行方法是将提高AOB活性,降低NOB活性的因素综合在一起,具体包括:1)高氨氮废水系统中,AOB相较于NOB有着更高的适应性和生长速率,因此在高氨氮负荷下能够快速实现AOB相较于NOB的高活性,快速启动部分硝化过程;2)AOB的最佳生长pH范围为7.9~8.2,NOB适宜生长的pH范围为7.2~7.6。通过向内循环接触氧化膜生物反应器中投加0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的氢氧化钠溶液能够充分控制反应器中的pH在7.9~8.2,从而有效满足AOB的最佳生长pH要求同时抑制NOB的活性;3)由公式(1)知,每氧化1mol的NH4+需要消耗2mol的HCO3-,通过控制进水HCO3-与NH4+的摩尔比为2~2.5,为AOB完全氧化氨氮为亚硝酸盐氮提供充足的HCO3-;4)内循环接触氧化膜生物反应器中水温30~35℃,AOB的生长速度高于NOB,长期在此条件下运行,AOB能够获得充分的生长从而提高AOB本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种接触氧化型MBR装置,其特征在于:包括进水水箱(1‑1)、内循环接触氧化膜生物反应器(2‑1)、膜组件出水装置(3‑1)、曝气装置(4‑1)、酸碱调节水箱(5‑1)、循环加热水箱(6‑1)和PLC控制器(7‑1),所述进水水箱(1‑1)的出水口通过进水泵(1‑3)与内循环接触氧化膜生物反应器(2‑1)底部进水口(2‑2)连通,进水水箱(1‑1)内部设有1号组合式在线检测仪(1‑2),所述1号组合式在线检测仪(1‑2)与PLC控制器(7‑1)连接;所述内循环接触氧化膜生物反应器(2‑1)为笔筒型结构,内设有上下口贯通的内循环筒(2‑3),内循环筒(2‑3)通过内循环筒顶部固定盘(2‑4)固定在内循环接触氧化膜生物反应器(2‑1)内壁的卡口(2‑5)上且将内循环接触氧化膜生物反应器(2‑1)内腔分成上、下两层,下层内循环筒(2‑3)外壁与内循环接触氧化膜生物反应器(2‑1)内壁之间设有经尼龙线(2‑7)固定的生物填料(2‑6),上层在内循环接触氧化膜生物反应器(2‑1)上部设有气体排出口(2‑8)和与外部PLC控制器(7‑1)连接的2号组合式在线检测仪(2‑9);所述膜组件出水装置(3‑1)包括设置在内循环接触氧化膜生物反应器(2‑1)内上部的膜组件(3‑2)和外部膜组件出水管路(3‑4)上的膜组件出水泵(3‑3),经由PLC控制器(7‑1)控制的膜组件出水泵(3‑3)抽吸出水;所述曝气装置(4‑1)位于内循环接触氧化膜生物反应器(2‑1)内的内循环筒(2‑3)下方,与外部空气压缩机(4‑5)连接,空气压缩机(4‑5)分别连接气体流量计(4‑4)和PLC控制器(7‑1);所述酸碱调节水箱(5‑1)包括储酸水箱(5‑2)和储碱水箱(5‑3),储酸水箱(5‑2)出水通过酸进水泵(5‑6)经加酸管路(5‑8)与内循环接触氧化膜生物反应器(2‑1)的加酸进水口(5‑10)连通,储碱水箱(5‑3)出水通过碱进水泵(5‑7)经加碱管路(5‑9)与内循环接触氧化膜生物反应器(2‑1)的加碱进水口(5‑11)连通,酸进水泵(5‑7)和碱进水泵(5‑8)分别与PLC控制器(7‑1)连接;所述内循环接触氧化膜生物反应器(2‑1)的外壁设有恒温水夹层(2‑10),上部设有循环水出口、笔尖部设有循环水进口,所述循环加热水箱(6‑1)出水通过循环加热进水泵(6‑3)与内循环接触氧化膜生物反应器(2‑1)底部的循环加热进水口(6‑5)连接,进入恒温水夹层(2‑10),循环加热水通过循环加热出水口(6‑6)由循环加热出水管路(6‑7)回到循环加热水箱(6‑1)。...

【技术特征摘要】
1.一种接触氧化型MBR装置,其特征在于:包括进水水箱(1-1)、内循环接触氧化膜生物反应器(2-1)、膜组件出水装置(3-1)、曝气装置(4-1)、酸碱调节水箱(5-1)、循环加热水箱(6-1)和PLC控制器(7-1),所述进水水箱(1-1)的出水口通过进水泵(1-3)与内循环接触氧化膜生物反应器(2-1)底部进水口(2-2)连通,进水水箱(1-1)内部设有1号组合式在线检测仪(1-2),所述1号组合式在线检测仪(1-2)与PLC控制器(7-1)连接;所述内循环接触氧化膜生物反应器(2-1)为笔筒型结构,内设有上下口贯通的内循环筒(2-3),内循环筒(2-3)通过内循环筒顶部固定盘(2-4)固定在内循环接触氧化膜生物反应器(2-1)内壁的卡口(2-5)上且将内循环接触氧化膜生物反应器(2-1)内腔分成上、下两层,下层内循环筒(2-3)外壁与内循环接触氧化膜生物反应器(2-1)内壁之间设有经尼龙线(2-7)固定的生物填料(2-6),上层在内循环接触氧化膜生物反应器(2-1)上部设有气体排出口(2-8)和与外部PLC控制器(7-1)连接的2号组合式在线检测仪(2-9);所述膜组件出水装置(3-1)包括设置在内循环接触氧化膜生物反应器(2-1)内上部的膜组件(3-2)和外部膜组件出水管路(3-4)上的膜组件出水泵(3-3),经由PLC控制器(7-1)控制的膜组件出水泵(3-3)抽吸出水;所述曝气装置(4-1)位于内循环接触氧化膜生物反应器(2-1)内的内循环筒(2-3)下方,与外部空气压缩机(4-5)连接,空气压缩机(4-5)分别连接气体流量计(4-4)和PLC控制器(7-1);所述酸碱调节水箱(5-1)包括储酸水箱(5-2)和储碱水箱(5-3),储酸水箱(5-2)出水通过酸进水泵(5-6)经加酸管路(5-8)与内循环接触氧化膜生物反应器(2-1)的加酸进水口(5-10)连通,储碱水箱(5-3)出水通过碱进水泵(5-7)经加碱管路(5-9)与内循环接触氧化膜生物反应器(2-1)的加碱进水口(5-11)连通,酸进水泵(5-7)和碱进水泵(5-8)分别与PLC控制器(7-1)连接;所述内循环接触氧化膜生物反应器(2-1)的外壁设有恒温水夹层(2-10),上部设有循环水出口、笔尖部设有循环水进口,所述循环加热水箱(6-1)出水通过循环加热进水泵(6-3)与内循环接触氧化膜生物反应器(2-1)底部的循环加热进水口(6-5)连接,进入恒温水夹层(2-10),循环加热水通过循环加热出水口(6-6)由循环加热出水管路(6-7)回到循环加热水箱(6-1)。2.根据权利要求1所述一种接触氧化型MBR装置,其特征在于:所述内循环接触氧化膜生物反应器(2-1)的上部侧壁上设有回流口(2-11),回流水经回流口(2-11)通过回流泵(2-14)与内循环接触氧化膜生物反应器(2-1)底部进水口(2-2)连通。3.根据权利要求1所述一种接触氧化型MBR装置,其特征在于:所述生物填料(2-6)的材质为高密度聚乙烯HDPE改性材料、直径比表面积>1000m2/m3,孔隙率>85%,比重0.96~0.98,填料填充比为80%。4.根据权利要求1所述一种接触氧化型MBR装置,其特征在于:所述膜组件出水装置(3-1)采用孔径为0.22μm、膜通量为30L/(m2·h)的PVDF中空纤维U型微滤膜,膜组件(3-2)由PLC控制器(7...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁艳梅钱允致马华继苑宏英池勇志
申请(专利权)人:天津城建大学
类型:发明
国别省市:天津,12

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1