一种难生物降解有机废水处理设备及处理方法技术

本发明专利技术公开了一种难生物降解有机废水处理设备及处理方法，包括：膜生物反应池，膜生物反应池内设有分隔板，分隔板将膜生物反应池分隔成升流区和降流区，升流区和降流区之间能够进行水流循环流动；升流区内设有膜分离组件，膜分离组件下方设有曝气头，曝气头与压缩空气管连通，升流区上部设有混凝剂投加单元；降流区设有电絮凝单元；进水管，进水管与膜生物反应池的进水口连通；出水管，出水管与膜分离组件的出水口连通，在出水管上设有抽吸泵。本发明专利技术使出水能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级排放标准A标准，并且处理设备能够长时间稳定地运行，膜组件化学药剂清洗频率低。

A kind of treatment equipment and method of refractory organic wastewater

The invention discloses a treatment equipment and a treatment method for refractory organic wastewater, which comprises a membrane bioreactor, wherein a separator plate is arranged in the membrane bioreactor, which divides the membrane bioreactor into an upflow area and a downflow area, between which water flow can circulate; a membrane separation component is arranged in the upflow area, and an aeration head is arranged under the membrane separation component, The aeration head is connected with the compressed air pipe, the upper part of the upflow area is provided with coagulant dosing unit, the downflow area is provided with electric flocculation unit, the water inlet pipe is connected with the water inlet of the membrane bioreactor, the water outlet pipe and the water outlet pipe are connected with the water outlet of the membrane separation module, and the water outlet pipe is provided with a suction pump. The invention enables the effluent to meet the first level discharge standard a of the discharge standard for pollutants of urban sewage treatment plant (GB 18918-2002), and the treatment equipment can operate stably for a long time, and the cleaning frequency of membrane component chemical agent is low.

【技术实现步骤摘要】
一种难生物降解有机废水处理设备及处理方法
本专利技术属于污水处理
，更具体地，涉及一种难生物降解有机废水处理设备及处理方法。
技术介绍
随着工农业的发展，产生了大量的有毒难降解有机物，如卤代、含偶氮及硝基芳香化合物等等。这些化合物被广泛应用于人们生产和生活中并经过多种途径进入自然环境，呈现长期残留性和高毒性等特点。其中的某些物质具有致畸或致癌作用，可在食物链中生物聚积，严重威胁到人类的生命安全。现有技术中对难降解有机废水的处理方法主要有三种，即混凝沉淀法、高级氧化法和膜生物反应器(MBR)法。其中，混凝沉淀法是直接向难降解有机废水中投加高效絮凝剂，可以去除一部分有机物和悬浮物，但由于其只能去除部分有机物和悬浮物，出水无法达到排放标准，且其运行费用较高，使其应用范围受限。高级氧化法是利用光催化氧化、超声波空化、湿式氧化或强氧化性物质如臭氧、二氧化氯、双氧水等对水中的有机物进行氧化去除，但由于其投资和运行费用都较高，无法在大工程上应用。膜生物反应器(MBR)是将膜分离技术和生物反应器结合而成的污水处理工艺，它把膜分离与生物降解结合起来，利用高浓度的活性污泥对有机物进行有效降解，把膜分离与生物降解结合起来，以膜分离装置取代普通生物反应器中的二沉池，从而取得高效的固液分离效果。MBR具有操作简单，无二次污染的优点，因此是上述废水的首选处理技术。但该技术其仍然存在自身的缺陷，运行能耗问题是限制MBR广泛应用的主要瓶颈，其中曝气能耗是决定MBR运行能耗的根本原因，其占整个运行能耗的80％以上。另外，由于膜在运行过程中容易受到污染，即指与膜接触的料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分子与膜存在物理、化学、生化作用或机械作用，引起膜面或膜孔内吸附、沉积以及微生物在膜水界面的积累，造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性大幅度降低的现象，造成膜通量下降，增加了膜清洗频率和膜的更换频率，直接影响了膜组件的效率和使用寿命，阻碍了其在实际中的广泛应用。因此，专利技术一种能高效去除污染物质，并且尽量少用化学清洗或无需化学清洗控制，使系统能够连续稳定地运行，保证出水水质和产水量的新的MBR工艺成了水处理技术人员研究的热点问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种难生物降解有机废水处理设备及工艺。通过该处理设备能高效降解水中难生物降解的有机污染物质，出水能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级排放标准A标准，并且处理设备能够长时间稳定地运行，膜组件化学药剂清洗频率低，大大降低运行成本。为了实现上述目的，本专利技术的一方面提供一种难生物降解有机废水处理设备，该难生物降解有机废水处理设备包括：膜生物反应池，所述膜生物反应池内设置有分隔板，所述分隔板将所述膜生物反应池分隔成升流区和降流区，所述升流区和降流区之间能够进行水流循环流动；所述升流区内设置有膜分离组件，所述膜分离组件下方设置有曝气头，所述曝气头与压缩空气管连通，所述升流区上部设置有混凝剂投加单元；所述降流区设置有电絮凝单元；进水管，所述进水管与所述膜生物反应池的进水口连通；出水管，所述出水管与所述膜分离组件的出水口连通，在所述出水管上设置有抽吸泵。本专利技术的另一方面提供一种有机废水处理方法，采用上述难生物降解有机废水处理设备，该有机废水处理方法包括：(1)在膜生物反应池内先投加活性污泥微生物、然后在升流区持续投加混凝剂并且持续通入压缩空气，同时开启降流区的电絮凝单元，使原水在膜生物反应池内进行生物降解、混凝处理和电絮凝处理；(2)处理后的水在抽吸泵的抽吸作用下通过膜分离组件进行固液分离，得到处理水。本专利技术的技术方案具有如下优点：(1)本专利技术中，在膜生物反应池中升流区投加传统铝盐AlCl3混凝剂，AlCl3水解后转化为单体和低聚物，这些水解产物在混合液中分布均匀，向活性污泥微生物絮凝体内部渗透能力强，与活性污泥微生物小絮凝体结合。同时水解产物中的铝元素主要通过沉淀分布在小絮凝体中心形成微晶核，微生物小絮凝体以微晶核为中心聚集形成较小的密实颗粒，随着晶核的逐渐形成，越来越多的微生物聚集在晶核上生长，形成具有一定粒径和较高机械强度的微生物絮凝体。较高的机械强度表明AlCl3的投加使得活性污泥微生物絮凝体结构更加紧密，其内部的微生物具有良好的稳定性。(2)本专利技术中，污水在升流区经过AlCl3混凝反应后，进入降流区，在降流区电絮凝装置进行絮凝反应，在外加电压的作用下，利用可溶性阳极板即铝极板产生的Al3+在溶液中水解、聚合生成一系列多核羟基络合离子和氢氧化物，利用这些水解产物的压缩双电层和吸附电中和以及架桥作用，使混合液中的活性污泥微生物絮凝体进一步进行絮凝，形成更大的絮凝体。同时在降流区可使部分污染物在电极上直接或间接发生氧化还原反应而从废水中去除。(3)由于本专利技术中絮凝体尺寸较大，絮凝体内含丰富的好氧、缺氧、厌氧环境，这为多种适应不同环境的微生物的生存提供了足够的微环境，使得它们有了更加适宜的环境，从而为降解有机污染物提供了便利的条件。同时由于外加电场的存在，能够刺激微生物的生长和代谢，因为在一定的外加电场刺激下，微生物细胞膜扩大，使营养物质更易通过细胞膜，从而促进微生物生长。另外微生物处于特定电场体系中，阳极板上附着一定数量产电菌，其作为催化剂，辅助微生物对有机物进行还原，而阴极板上产生氢气和电子，它们作为持续的有效电子供体，大大加快了生化反应体系中电子的转移速率，也加快了体系中微生物对有机污染物的降解速率。(4)由于AlCl3混凝和电絮凝的协同效应，使膜生物反应池中微生物浓度高，形成的微生物絮凝体结构密实，比重大，尺寸大，使得絮凝体在反应池内免遭气水剪切力的破碎，维持了絮凝体结构的稳定，同时絮凝体结构致密可压缩性低，沉降性能好，体系内尺寸微小而又松散的絮凝体很少，大大减轻了MBR膜面的吸附沉积和膜孔内的阻塞，减缓了膜污染，延长了膜的使用寿命，而且当膜污染后清洗方法简便，膜通量恢复率高。(5)本专利技术的技术方案中所形成的活性污泥微生物絮凝体比较密实且表面较光滑，存在明显边界，由于密度和尺寸相对于传统活性污泥微生物絮凝体要大得多，在膜生物反应池内曝气的过程中，絮凝体体积和气泡体积相差不大，使得絮凝体和气泡是一种碰撞关系，这种碰撞关系并不会随着膜生物反应池内活性污泥微生物浓度的增大而改变，所以气液接触面积也不会随着微生物浓度的增大而减小，相反的是这种碰撞作用起到了一种搅拌的作用，使得膜生物反应池内气液传质方面有着明显的优势。本专利技术和传统MBR膜生物反应器相比，在维持反应池内同样浓度的溶解氧条件下，本专利技术需要的曝气量就会相应减少，节省了能耗。本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术的一个实施例的有机废水处理设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种难生物降解有机废水处理设备，其特征在于，该难生物降解有机废水处理设备包括：/n膜生物反应池，所述膜生物反应池内设置有分隔板，所述分隔板将所述膜生物反应池分隔成升流区和降流区，所述升流区和降流区之间能够进行水流循环流动；所述升流区内设置有膜分离组件，所述膜分离组件下方设置有曝气头，所述曝气头与压缩空气管连通，所述升流区上部设置有混凝剂投加单元；所述降流区设置有电絮凝单元；/n进水管，所述进水管与所述膜生物反应池的进水口连通；/n出水管，所述出水管与所述膜分离组件的出水口连通，在所述出水管上设置有抽吸泵。/n

【技术特征摘要】
1.一种难生物降解有机废水处理设备，其特征在于，该难生物降解有机废水处理设备包括：
膜生物反应池，所述膜生物反应池内设置有分隔板，所述分隔板将所述膜生物反应池分隔成升流区和降流区，所述升流区和降流区之间能够进行水流循环流动；所述升流区内设置有膜分离组件，所述膜分离组件下方设置有曝气头，所述曝气头与压缩空气管连通，所述升流区上部设置有混凝剂投加单元；所述降流区设置有电絮凝单元；
进水管，所述进水管与所述膜生物反应池的进水口连通；
出水管，所述出水管与所述膜分离组件的出水口连通，在所述出水管上设置有抽吸泵。


2.根据权利要求1所述的难生物降解有机废水处理设备，其中，所述分隔板沿竖直方向的一端低于所述膜生物反应池的液面，以使所述升流区水流能够流向所述降流区，另一端与所述膜生物反应池的内底面形成回流间隙，以使所述降流区水流能够回流到所述升流区。


3.根据权利要求1所述的难生物降解有机废水处理设备，其中，所述混凝剂投加单元为铝盐混凝剂投加单元，优选为铝盐混凝剂投加管；所述铝盐混凝剂优选为AlCl3。


4.根据权利要求1所述的难生物降解有机废水处理设备，其中，所述电絮凝单元包括阴极板、可溶性阳极板和电源，所述阴极板和可溶性阳极板与所述电源连接；所述阴极板为惰性电极板，所述可溶性阳极板为金属铝电极板；
优选地，所述阴极板和可溶性阳极板的极板间距为2-4cm；
优选地，所述可溶性阳极板与所述电源正极连接，所述阴极板与所述电源负极连接。


5.根据权利要求1所述的难生...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺杏华，张荣堂，张静，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42