申請日2014.02.26

　　公開(公告)日2014.06.18

　　IPC分類號C02F103/32; C02F3/30

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種采用兼氧膜生物反應(yīng)器處理食品加工廢水的方法，實現(xiàn)對食品加工廢水進行預(yù)處理，去除廢水中粗大雜質(zhì)和懸浮物，然后廢水進入調(diào)節(jié)池，進行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)設(shè)置，使廢水進入兼氧膜生物反應(yīng)器進行生物處理，在兼氧膜生物反應(yīng)器中的反應(yīng)區(qū)內(nèi)，廢水連續(xù)交替經(jīng)過好氧區(qū)-兼氧區(qū)-厭氧區(qū)，在進行污染物生物降解和轉(zhuǎn)化的同時實現(xiàn)厭氧氨氧化脫氮，經(jīng)過處理后的清水進行出水回用或排放。本發(fā)明還提供了一種兼氧膜生物反應(yīng)器。本發(fā)明簡化了水處理工藝工程，使設(shè)備更加緊湊和集中，占地面積小，有機污水生化處理效率高，有機剩余污泥產(chǎn)量小，不僅能保證出水水質(zhì)達到排放標準，還能實現(xiàn)有機剩余污泥近零排放，并能實現(xiàn)污水處理同步回用。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種采用兼氧膜生物反應(yīng)器處理食品加工廢水的方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　a. 對食品加工廢水進行預(yù)處理，去除廢水中粗大雜質(zhì)和懸浮物;

　　b. 經(jīng)過在上述步驟a中預(yù)處理后的廢水進入調(diào)節(jié)池，進行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)設(shè)置;

　　c. 經(jīng)過在上述步驟b中調(diào)節(jié)后的廢水進入兼氧膜生物反應(yīng)器進行生物處理，在兼氧膜生物反應(yīng)器中的反應(yīng)區(qū)內(nèi)，廢水連續(xù)交替經(jīng)過好氧區(qū)-兼氧區(qū)-厭氧區(qū)，在進行污染物生物降解和轉(zhuǎn)化的同時實現(xiàn)厭氧氨氧化脫氮;

　　d. 經(jīng)過在上述步驟c中處理后的清水進行出水回用或排放。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用兼氧膜生物反應(yīng)器處理食品加工廢水的方法，其特征在于： 在上述步驟c中，使兼氧膜生物反應(yīng)器的膜組件中下部好氧區(qū)溶解氧濃度保持在2~3.5mg/L，使中下部以外的兼氧或厭氧區(qū)域溶解氧濃度低于0.3mg/L。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用兼氧膜生物反應(yīng)器處理食品加工廢水的方法，其特征在于：在上述步驟c中，控制兼氧膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)的反應(yīng)區(qū)內(nèi)的活性污泥濃度為3000~8000mg/L，使兼氧膜生物反應(yīng)器水力停留時間為5~7小時。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一種所述采用兼氧膜生物反應(yīng)器處理食品加工廢水的方法，其特征在于：在兼氧膜生物反應(yīng)器內(nèi)形成以兼性菌為主，好氧與兼性菌共存的菌相形態(tài)。

　　5.一種實施權(quán)利要求1所述采用兼氧膜生物反應(yīng)器處理食品加工廢水的方法的兼氧膜生物反應(yīng)器，包括生化反應(yīng)容池(Ⅱ)及安裝在其中的膜組件(3)和曝氣頭裝置(5)，所述曝氣頭裝置(5)設(shè)置于所述膜組件(3)的下方，來自調(diào)節(jié)池高位水槽(Ⅰ)的經(jīng)過初步處理的廢水通過帶有進水閥(1)和流量計(2)的水管輸送到所述生化反應(yīng)容池(Ⅱ)內(nèi)，在所述生化反應(yīng)容池(Ⅱ)外設(shè)置空氣泵(7)，所述空氣泵(7)通過帶空氣閥(6)的輸氣管道向曝氣頭裝置(5)輸送空氣，所述空氣泵(7)、所述空氣閥(6)、所述曝氣頭裝置(5)及相互連接的輸氣管道組成曝氣系統(tǒng)，其特征在于：在所述生化反應(yīng)容池(Ⅱ)中的反應(yīng)區(qū)(10)內(nèi)，廢水連續(xù)交替經(jīng)過好氧區(qū)-兼氧區(qū)-厭氧區(qū)，在進行污染物生物降解和轉(zhuǎn)化的同時實現(xiàn)厭氧氨氧化脫氮，在反應(yīng)區(qū)(10)的上部形成清水區(qū)(9)，在所述生化反應(yīng)容池(Ⅱ)的側(cè)壁上安裝液位計(4)，所述液位計(4)與水泵(8)的控制器信號連接，經(jīng)過膜生物反應(yīng)處理后，當所述液位計(4)檢測到所述生化反應(yīng)容池(Ⅱ)內(nèi)的水量達到容量限值時，所述水泵(8)開始工作，從反應(yīng)區(qū)(10)的上部形成清水區(qū)(9)通過出所述水泵(8)增壓出水，并收集到后續(xù)的清水池(Ⅲ)中。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述兼氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于：在所述生化反應(yīng)容池(Ⅱ)中的反應(yīng)區(qū)(10)內(nèi)，形成以兼性菌為主，好氧與兼性菌共存的菌相形態(tài)，形成兼氧膜生物反應(yīng)凈化系統(tǒng)。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述兼氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于：所述空氣泵(7)還通過帶空氣流量控制閥(G3)的另一條輸氣管道向所述清水池(Ⅲ)中輸送空氣。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述兼氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于：所述生化反應(yīng)容池(Ⅱ)和所述清水池(Ⅲ)之間通過由第一出水管路和第二出水管路形成的混合并聯(lián)管路系統(tǒng)進行輸水，在所述生化反應(yīng)容池(Ⅱ)處理后的清水依次通過所述第一出水管路上設(shè)置的前置第一控制閥(G1)和后置第一控制閥(K1)進入所述清水池(Ⅲ)中，在所述生化反應(yīng)容池(Ⅱ)處理后的清水依次還能一次通過所述第二出水管路上設(shè)有前置第二控制閥(G2)和后置第二控制閥(K2)進入所述清水池(Ⅲ)中，所述第一出水管路和所述第二出水管路之間還設(shè)有連通管，使清水依次還能依次通過所述第一出水管路上的前置第一控制閥(G1)和所述第二出水管路上的后置第二控制閥(K2)進入所述清水池(Ⅲ)中，或者還能使清水依次通過所述第二出水管路上的前置第二控制閥(G2)和所述第一出水管路上的后置第一控制閥(K1)進入所述清水池(Ⅲ)中，所述水泵(8)設(shè)置于所述第一出水管路上的所述前置第一控制閥(G1)和所述后置第一控制閥(K1)之間，所述水泵(8)進行增壓輸水通過所述第一出水管路上的后置第一控制閥(K1)或所述第二出水管路上的后置第二控制閥(K2)進入所述清水池(Ⅲ)中，所述液位計(4)分別與所述前置第一控制閥(G1)、所述后置第一控制閥(K1)、所述前置第二控制閥(G2)和所述后置第二控制閥(K2)的控制裝置信號連接，通過分別控制各所述控制閥的開啟和關(guān)閉，實現(xiàn)向所述清水池(Ⅲ)的出水控制。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求7所述兼氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于：所述生化反應(yīng)容池(Ⅱ)和所述清水池(Ⅲ)之間通過由第一出水管路和第二出水管路形成的混合并聯(lián)管路系統(tǒng)進行輸水，在所述生化反應(yīng)容池(Ⅱ)處理后的清水依次通過所述第一出水管路上設(shè)置的前置第一控制閥(G1)和后置第一控制閥(K1)進入所述清水池(Ⅲ)中，在所述生化反應(yīng)容池(Ⅱ)處理后的清水依次還能一次通過所述第二出水管路上設(shè)有前置第二控制閥(G2)和后置第二控制閥(K2)進入所述清水池(Ⅲ)中，所述第一出水管路和所述第二出水管路之間還設(shè)有連通管，使清水依次還能依次通過所述第一出水管路上的前置第一控制閥(G1)和所述第二出水管路上的后置第二控制閥(K2)進入所述清水池(Ⅲ)中，或者還能使清水依次通過所述第二出水管路上的前置第二控制閥(G2)和所述第一出水管路上的后置第一控制閥(K1)進入所述清水池(Ⅲ)中，所述水泵(8)設(shè)置于所述第一出水管路上的所述前置第一控制閥(G1)和所述后置第一控制閥(K1)之間，所述水泵(8)進行增壓輸水通過所述第一出水管路上的后置第一控制閥(K1)或所述第二出水管路上的后置第二控制閥(K2)進入所述清水池(Ⅲ)中，所述液位計(4)分別與所述前置第一控制閥(G1)、所述后置第一控制閥(K1)、所述前置第二控制閥(G2)和所述后置第二控制閥(K2)的控制裝置信號連接，通過分別控制各所述控制閥的開啟和關(guān)閉，實現(xiàn)向所述清水池(Ⅲ)的出水控制。

　　說明書

　　采用兼氧膜生物反應(yīng)器處理食品加工廢水的方法及兼氧膜生物反應(yīng)器

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種高濃度有機廢水處理方法，特別是涉及一種利用膜生物反應(yīng)器處理食品加工廢水處理方法，應(yīng)用于廢水生物處理技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　食品工業(yè)廢水主要來源于三個生產(chǎn)工段：原料清洗工段、生產(chǎn)工段以及成形工段。在第一階段，很多的沙土、葉、皮、磷、肉、毛進入廢水中，使廢水中包含大量的懸浮物;在第二階段，由于很多成分在加工過程中不能全部被利用，未利用部分進入廢水，使得廢水含大量有機物;在第三階段，由于各種食品添加劑的加入，實際操作過程中會使得其中一部分流失進入廢水中，導(dǎo)致廢水的化學成分復(fù)雜化。

　　由于食品種類繁多，原料來源廣泛，所以食品工業(yè)廢水含有大量糖類、蛋白質(zhì)、微小物菌體和N、P的化合物，具有懸浮物、油脂含量高，COD和BOD值大，水質(zhì)和水量變化幅度大，氮、磷化合物含量高等特點，屬于高濃度有機廢水。

　　國內(nèi)外食品廢水的處理技術(shù)多種多樣，目前對食品廢水的處理大多以生物處理型為主，具體包括自然生物處理工藝、微生物菌劑處理工藝、好氧處理工藝、厭氧處理工藝以及由上述工藝組合而成的各種各樣復(fù)合工藝。

　　常用的好氧處理技術(shù)有：活性污泥法、SBR法、AB法;

　　常用的厭氧處理技術(shù)有：UASB法、AF法、USR法;

　　常用的自然生物處理技術(shù)有：氧化塘、ETTS;

　　傳統(tǒng)的厭氧——好氧組合處理工藝流程圖見圖1。

　　厭氧+好氧生化處理的混合處理技術(shù)對污染物的去除效果較其他處理工藝有一定的優(yōu)勢，但存在占地面積廣，基建費用大，工藝流程不固定，運行費用高，自控操作復(fù)雜，污泥上浮嚴重等問題;常規(guī)好氧MBR工藝能耗較大，運行費用較高，在工程應(yīng)用上受到了一定程度的制約。

　　膜生物處理技術(shù)是一種將膜分離技術(shù)與污水生物處理技術(shù)結(jié)合使用的新型污水處理技術(shù)。膜生物反應(yīng)器中的膜及膜面凝膠層對微生物、有機大分子及懸浮物等有截留作用，因此該技術(shù)具有出水水質(zhì)好、可直接回用、占地面積小等優(yōu)點。然而常規(guī)好氧MBR工藝對氨氮去除效果不理想且能耗較大，運行費用較高，在工程應(yīng)用上受到了一定程度的制約。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種采用兼氧膜生物反應(yīng)器處理食品加工廢水的方法，簡化了水處理工藝工程，使主體水處理工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)更加緊湊和集中，占地面積小，有機污水生化處理工藝的處理效率高，有機剩余污泥產(chǎn)量小，不僅能保證出水水質(zhì)達到排放標準，還能實現(xiàn)有機剩余污泥近零排放，并能實現(xiàn)污水處理同步回用，應(yīng)用前景廣闊。

　　為達到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

　　一種采用兼氧膜生物反應(yīng)器處理食品加工廢水的方法，包括以下步驟：

　　a. 對食品加工廢水進行預(yù)處理，去除廢水中粗大雜質(zhì)和懸浮物;

　　b. 經(jīng)過在上述步驟a中預(yù)處理后的廢水進入調(diào)節(jié)池，進行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)設(shè)置;

　　c. 經(jīng)過在上述步驟b中調(diào)節(jié)后的廢水進入兼氧膜生物反應(yīng)器進行生物處理，在兼氧膜生物反應(yīng)器中的反應(yīng)區(qū)內(nèi)，廢水連續(xù)交替經(jīng)過好氧區(qū)-兼氧區(qū)-厭氧區(qū)，在進行污染物生物降解和轉(zhuǎn)化的同時實現(xiàn)厭氧氨氧化脫氮;使兼氧膜生物反應(yīng)器的膜組件中下部好氧區(qū)溶解氧濃度優(yōu)選保持在2~3.5mg/L，使中下部以外的兼氧或厭氧區(qū)域溶解氧濃度最好低于0.3mg/L;由于膜的截留作用，反應(yīng)區(qū)內(nèi)形成高濃度的活性污泥，兼氧膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)的反應(yīng)區(qū)內(nèi)的活性污泥濃度最好控制為3000~8000mg/L，使兼氧膜生物反應(yīng)器水力停留時間最好為5~7小時，污泥處于低有機負荷運行狀態(tài)，可實現(xiàn)有機污泥近零排放;在兼氧膜生物反應(yīng)器內(nèi)最好形成以兼性菌為主，好氧與兼性菌共存的菌相形態(tài);

　　d. 經(jīng)過在上述步驟c中處理后的清水進行出水回用或排放。

　　本發(fā)明還提供一種實施本發(fā)明采用兼氧膜生物反應(yīng)器處理食品加工廢水的方法的兼氧膜生物反應(yīng)器，包括生化反應(yīng)容池及安裝在其中的膜組件和曝氣頭裝置，曝氣頭裝置設(shè)置于膜組件的下方，來自調(diào)節(jié)池高位水槽的經(jīng)過初步處理的廢水通過帶有進水閥和流量計的水管輸送到生化反應(yīng)容池內(nèi)，在生化反應(yīng)容池外設(shè)置空氣泵，空氣泵通過帶空氣閥的輸氣管道向曝氣頭裝置輸送空氣，空氣泵、空氣閥、曝氣頭裝置及相互連接的輸氣管道組成曝氣系統(tǒng)，在生化反應(yīng)容池中的反應(yīng)區(qū)內(nèi)，廢水連續(xù)交替經(jīng)過好氧區(qū)-兼氧區(qū)-厭氧區(qū)，在進行污染物生物降解和轉(zhuǎn)化的同時實現(xiàn)厭氧氨氧化脫氮，在反應(yīng)區(qū)的上部形成清水區(qū)，在生化反應(yīng)容池側(cè)壁上安裝液位計，液位計與水泵的控制器信號連接，經(jīng)過膜生物反應(yīng)處理后，當液位計檢測到生化反應(yīng)容池內(nèi)的水量達到容量限值時，水泵開始工作，從反應(yīng)區(qū)的上部形成清水區(qū)通過出水泵增壓出水，并收集到后續(xù)的清水池中。

　　在上述生化反應(yīng)容池中的反應(yīng)區(qū)內(nèi)，優(yōu)選形成以兼性菌為主，好氧與兼性菌共存的菌相形態(tài)，形成兼氧膜生物反應(yīng)凈化系統(tǒng)。

　　上述空氣泵還優(yōu)選通過帶空氣流量控制閥的另一條輸氣管道向所述清水池中輸送空氣。

　　作為上述方案的改進，生化反應(yīng)容池和所述清水池之間通過由第一出水管路和第二出水管路形成的混合并聯(lián)管路系統(tǒng)進行輸水，在所述生化反應(yīng)容池處理后的清水依次通過所述第一出水管路上設(shè)置的前置第一控制閥和后置第一控制閥進入所述清水池中，在所述生化反應(yīng)容池處理后的清水依次還能一次通過所述第二出水管路上設(shè)有前置第二控制閥和后置第二控制閥進入所述清水池中，所述第一出水管路和所述第二出水管路之間還設(shè)有連通管，使清水依次還能依次通過所述第一出水管路上的前置第一控制閥和所述第二出水管路上的后置第二控制閥進入所述清水池中，或者還能使清水依次通過所述第二出水管路上的前置第二控制閥和所述第一出水管路上的后置第一控制閥進入所述清水池中，所述水泵設(shè)置于所述第一出水管路上的所述前置第一控制閥和所述后置第一控制閥之間，所述水泵進行增壓輸水通過所述第一出水管路上的后置第一控制閥或所述第二出水管路上的后置第二控制閥進入所述清水池中，所述液位計分別與所述前置第一控制閥、所述后置第一控制閥、所述前置第二控制閥和所述后置第二控制閥的控制裝置信號連接，通過分別控制各所述控制閥的開啟和關(guān)閉，實現(xiàn)向所述清水池的出水控制。

　　本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點：

　　1. 本發(fā)明利用兼氧膜生物反應(yīng)器處理食品加工廢水，解決了高濃度有機食品廢水處理難達標的難題，同時出水水質(zhì)可達中水回用標準;

　　2. 本發(fā)明整個反應(yīng)器污泥處于低有機負荷運行狀態(tài)，可實現(xiàn)有機污泥近零排放;

　　3. 本發(fā)明采用兼氧膜生物反應(yīng)器處理食品加工廢水的方法，簡化了水處理工藝工程，使主體水處理工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)更加緊湊和集中，占地面積小，有機污水生化處理工藝的處理效率高，工藝易于控制。