申請日2015.09.09

　　公開(公告)日2015.12.16

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種改性顆�；钚蕴狂詈夏ど�物反應(yīng)器及含重金屬廢水處理方法，本發(fā)明所述的改性顆�；钚蕴狂詈夏ど�物反應(yīng)器包括曝氣活性污泥反應(yīng)池和膜組件，所述曝氣活性污泥反應(yīng)池上設(shè)有進(jìn)水口和排水口，底部設(shè)有排泥管，且底部設(shè)有與曝氣泵連接的曝氣管，還包括改性顆�；钚蕴拷M件，所述改性顆�；钚蕴拷M件包括由承吊構(gòu)架支撐的濾網(wǎng)和填充在濾網(wǎng)內(nèi)部的改性顆�；钚蕴�，所述改性顆�；钚蕴拷M件設(shè)置于曝氣活性污泥反應(yīng)池內(nèi)，所述膜組件設(shè)置于曝氣活性污泥反應(yīng)池外部，所述排水口通過水泵與膜組件的進(jìn)口連接，所述膜組件還通過污泥回流管與曝氣活性污泥反應(yīng)池連接。本發(fā)明與常規(guī)膜生物反應(yīng)器相比，可以提高對廢水的處理效果，適應(yīng)性強(qiáng)，操作簡單、方便。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種改性顆粒活性炭耦合膜生物反應(yīng)器，包括曝氣活性污泥反應(yīng)池和膜 組件，所述曝氣活性污泥反應(yīng)池上設(shè)有進(jìn)水口和排水口，底部設(shè)有排泥管，且 底部設(shè)有與曝氣泵連接的曝氣管，其特征在于：還包括改性顆�；钚蕴拷M件， 所述改性顆�；钚蕴拷M件包括由承吊構(gòu)架承吊的濾網(wǎng)和填充在濾網(wǎng)內(nèi)部的改性 顆�；钚蕴�，所述改性顆�；钚蕴拷M件設(shè)置于曝氣活性污泥反應(yīng)池內(nèi)，所述膜 組件設(shè)置于曝氣活性污泥反應(yīng)池外部，所述排水口通過水泵與膜組件的進(jìn)口連 接，所述膜組件還通過污泥回流管與曝氣活性污泥反應(yīng)池連接。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性顆粒活性炭耦合膜生物反應(yīng)器，其特征在于： 所述改性顆�；钚蕴拷M件為板狀結(jié)構(gòu)，外部為承吊構(gòu)架，所述承吊構(gòu)架由不銹 鋼制成，內(nèi)部承吊由尼龍網(wǎng)制成的濾網(wǎng)，所述改性顆�；钚蕴拷M件中改性顆粒 活性炭的量為1-4g/L，改性顆�；钚蕴拷M件以10cm以下的間隔安裝于曝氣活性 污泥反應(yīng)池中。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性顆�；钚蕴狂詈夏ど�物反應(yīng)器，其特征在于： 所述改性顆�；钚蕴拷M件的厚度為1-3cm。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性顆�；钚蕴狂詈夏ど�物反應(yīng)器，其特征在于： 所述改性顆�；钚蕴康谋缺砻娣e介于1363.8-1548.3m2/g。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性顆粒活性炭耦合膜生物反應(yīng)器，其特征在于： 所述進(jìn)水口設(shè)置于曝氣活性污泥反應(yīng)池一側(cè)的下部，排水口設(shè)置于曝氣活性污 泥反應(yīng)池的另一側(cè)。

　　6.一種改性顆�；钚蕴狂詈夏ど�物反應(yīng)器含重金屬廢水處理方法，使用如 權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的改性顆�；钚蕴狂詈夏ど�物反應(yīng)器，其特征 在于：包括如下步驟：

　�、賹�廢水由進(jìn)水口排入曝氣活性污泥反應(yīng)池，開啟曝氣泵;

　�、谖鬯�在曝氣活性污泥反應(yīng)池內(nèi)反應(yīng)后經(jīng)排水口進(jìn)入膜組件;

　　③曝氣活性污泥反應(yīng)池排出的污水經(jīng)過膜組件處理后排出，膜組件中的污 泥經(jīng)回流管回流至曝氣活性污泥反應(yīng)池。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改性顆�；钚蕴狂詈夏ど�物反應(yīng)器含重金屬廢水 處理方法，其特征在于：步驟②中，所述曝氣活性污泥反應(yīng)池中微生物濃度維 持在2500mg/L-3500mg/L，pH值維持在6.5-8.5之間，污水在曝氣活性污泥反 應(yīng)池內(nèi)的停留時(shí)間為3.5-4.5小時(shí)。

　　說明書

　　改性顆粒活性炭耦合膜生物反應(yīng)器及含重金屬廢水處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種含重金屬廢水處理裝置及方法，具體地說是一種改性顆粒 活性炭耦合膜生物反應(yīng)器及含重金屬廢水處理方法。

　　背景技術(shù)

　　近幾十年以來，隨著人類社會經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代化工業(yè)的飛速發(fā)展以及人類自身 社會活動的影響，重金污染越來越嚴(yán)重，其中以水體當(dāng)中的重金屬污染最為嚴(yán) 重。重金屬污染自身很難治理，一旦重金屬污染物進(jìn)水地表水體和底下水系， 由于諸如此類的重金屬本身和其化合物具有高度的穩(wěn)定性和難降解性，將對環(huán) 境和人類生活構(gòu)成極大的威脅。

　　如鎘是典型的重金屬元素，在環(huán)境中廣泛存在。金屬鎘一旦進(jìn)入人體并引 發(fā)金屬中毒以后主要表現(xiàn)為骨質(zhì)疏松和軟化、肝腎功能衰竭、終日感到疼痛不 止。由于鎘對人體的毒害引起了全國乃至世界范圍內(nèi)的高度重視,國家環(huán)境保護(hù) 法明確規(guī)定，鎘是一類污染物，不能用單一的物理方法(如稀釋法)代替有針 對性的處理，而工廠排放的含鎘廢水在未經(jīng)處理前所含鎘的濃度不得高于國家 制定的標(biāo)準(zhǔn)，含鎘廢水必須經(jīng)過必要的處理并經(jīng)過檢查達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)以下才可 直接排放。

　　目前，實(shí)用的含重金屬廢水處理方法包括氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、 離子交換法、吸附法、氧化還原法、鐵氧化法、膜分離法和生化沉淀法等。目 前，雖然水體除重金屬技術(shù)已取得了長足發(fā)展，但在理論和應(yīng)用方面還存在很 大問題。一方面是上述各類方法中主要基于物理及化學(xué)沉淀為基礎(chǔ)，產(chǎn)生大量 的金屬污泥，二次排放會對環(huán)境產(chǎn)生很大影響;另一方面基于膜分離的技術(shù)雖 然具有較高的發(fā)展應(yīng)用前景，但由于存在嚴(yán)重的膜污染和極化等問題，影響分 離技術(shù)的廣泛使用。

　　因此，如何提高廢水的處理效果并將重金屬的去除納入到廢水的處理系統(tǒng)， 提高整體去除率是含重金屬廢水處理中需要解決的技術(shù)瓶頸，對解決目前普遍 存在的水體重金屬污染問題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和開發(fā)應(yīng)用前景。

　　生物處理技術(shù)是目前廣為使用的廢水處理技術(shù)，但在部分含金屬廢水的處 理中具有一定的局限性。隨著處理技術(shù)的發(fā)展和對水質(zhì)要求的提高，膜生物反 應(yīng)器這種將膜分離與生物處理技術(shù)的結(jié)合對廢水處理具有極高的效果和發(fā)展應(yīng) 用趨勢。膜生物反應(yīng)器(MBR)是膜分離與微生物處理技術(shù)組合而成的水處理新 工藝，具有處理效率高、出水水質(zhì)好、工藝流程短、占地面積小等許多常規(guī)水 處理工藝不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是二十一世紀(jì)最具發(fā)展前途的水處理技術(shù)。 目前，膜生物反應(yīng)器技術(shù)在水處理中已被廣為研究使用，膜生物反應(yīng)器可提高 廢水處理的效果，出水水質(zhì)更優(yōu)，但由于重金屬對大部分生物存在一定的毒性， 因此尚無將膜生物反應(yīng)器應(yīng)用于除含重金屬廢水方面的研究應(yīng)用報(bào)道�；钚蕴� 作為一種吸附劑，在水處理中廣為使用，尤其在對水體中重金屬的去除方面物 理吸附技術(shù)的應(yīng)用研究更為普遍。但由于吸附容量的限制，一般僅將吸附作用 于深度處理使用，在廢水處理中難于使用活性炭等的吸附技術(shù)。因此，研究開 發(fā)一種適于膜生物反應(yīng)器應(yīng)用的有效去除重金屬污染的廢水處理技術(shù)和裝置意 義重大。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明針對以上問題的提出，而研究設(shè)計(jì)一種改性顆�；钚蕴狂詈夏ど�物 反應(yīng)器及廢水處理方法。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

　　一種改性顆�；钚蕴狂詈夏ど�物反應(yīng)器，包括曝氣活性污泥反應(yīng)池和膜組 件，所述曝氣活性污泥反應(yīng)池上設(shè)有進(jìn)水口和排水口，底部設(shè)有排泥管，且底 部設(shè)有與曝氣泵連接的曝氣管，還包括改性顆�；钚蕴拷M件，所述改性顆粒活 性炭組件包括由承吊構(gòu)架承吊的濾網(wǎng)和填充在濾網(wǎng)內(nèi)部的改性顆�；钚蕴浚�所 述改性顆粒活性炭組件設(shè)置于曝氣活性污泥反應(yīng)池內(nèi)，所述膜組件設(shè)置于曝氣 活性污泥反應(yīng)池外部，所述排水口通過水泵與膜組件的進(jìn)口連接，所述膜組件 還通過污泥回流管與曝氣活性污泥反應(yīng)池連接。

　　進(jìn)一步地，所述改性顆粒活性炭組件為板狀結(jié)構(gòu)，外部為承吊構(gòu)架，所述 承吊構(gòu)架由不銹鋼制成，內(nèi)部承吊由尼龍網(wǎng)制成的濾網(wǎng)，所述改性顆�；钚蕴� 組件中改性顆粒活性炭的量為1-4g/L，改性顆粒活性炭組件以10cm以下的間隔 安裝于曝氣活性污泥反應(yīng)池中。

　　進(jìn)一步地，所述改性顆�；钚蕴拷M件的厚度為1-3cm。

　　進(jìn)一步地，所述改性顆�；钚蕴康谋缺砻娣e介于1363.8-1548.3m2/g。

　　進(jìn)一步地，所述進(jìn)水口設(shè)置于曝氣活性污泥反應(yīng)池一側(cè)的下部，排水口設(shè) 置于曝氣活性污泥反應(yīng)池的另一側(cè)。

　　一種改性顆�；钚蕴狂詈夏ど�物反應(yīng)器含重金屬廢水處理方法，使用本發(fā) 明所述的改性顆�；钚蕴狂詈夏ど�物反應(yīng)器，包括如下步驟：

　　①將廢水由進(jìn)水口排入曝氣活性污泥反應(yīng)池，開啟曝氣泵;

　�、谖鬯�在曝氣活性污泥反應(yīng)池內(nèi)反應(yīng)后經(jīng)排水口進(jìn)入膜組件;

　�、燮貧饣钚晕勰喾磻�(yīng)池排出的污水經(jīng)過膜組件處理后排出，膜組件中的污 泥經(jīng)回流管回流至曝氣活性污泥反應(yīng)池。

　　進(jìn)一步地，步驟②中，所述曝氣活性污泥反應(yīng)池中微生物濃度維持在 2500mg/L-3500mg/L，pH值維持在6.5-8.5之間，污水在曝氣活性污泥反應(yīng)池內(nèi) 的停留時(shí)間為3.5-4.5小時(shí)。

　　與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明所述的一種改性顆�；钚蕴狂詈夏ど�物反應(yīng)器及 廢水處理方法具有以下有益效果：

　　(1)本發(fā)明與常規(guī)膜生物反應(yīng)器相比，可以提高對含重金屬廢水的處理效 果，適應(yīng)性強(qiáng)，操作簡單、方便。

　　(2)本發(fā)明將改性顆�；钚蕴课�附、生物吸收及代謝、生物吸附等多作用 有效耦合一體，實(shí)現(xiàn)對水中重金屬的有效去除目的，適應(yīng)性強(qiáng)，適合含重金屬 廢水的治理，除重金屬效果好;

　　(3)本發(fā)明借助改性顆粒活性炭的蓮藕作用，促進(jìn)菌膠團(tuán)的形成與增長， 增加了接觸面積，促進(jìn)菌膠團(tuán)的凝聚，改善了污泥的沉降性能，減少污泥的排 放量;

　　(4)本發(fā)明借助顆粒活性炭的聚集作用，減少進(jìn)入膜組件的污泥濃度，降 低膜的污染;

　　(5)本發(fā)明采用改性顆粒活性炭耦合于膜生物反應(yīng)器，提高了廢水的適應(yīng) 性和處理效果;

　　(6)本發(fā)明可間歇操作亦可連續(xù)操作，既適合小水量的批次處理，又適合 連續(xù)處理，可操作性強(qiáng);

　　(7)本發(fā)明中改性顆�；钚蕴繕�(gòu)建成框架懸吊濾網(wǎng)片狀，易于替換再生;

　　(8)本發(fā)明工藝先進(jìn)、運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡單，設(shè)備易于管理操作，具有較 強(qiáng)的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性。