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器處理食品加工廢水的方法，實現對食品加工廢水進行預處理，去除廢水中粗大雜質和懸浮物，然后廢水進入調節(jié)池，進行水質水量的調節(jié)設置，使廢水進入兼氧膜生物反應器進行生物處理，在兼氧膜生物反應器中的反應區(qū)內，廢水連續(xù)交替經過好氧區(qū)-兼氧區(qū)-厭氧區(qū)，在進行污染物生物降解和轉化的同時實現厭氧氨氧化脫氮，經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器。本發(fā)明簡化了水處理工藝工程，使設備更加緊湊和集中，占地面積小，有機污水生化處理效率高，有機剩余污泥產量小，不僅能保證出水水質達到排放標準，還能實現有機剩余污泥近零排放，并能實現污水處理同步回用。

　　權利要求書

　　1.一種采用兼氧膜生物反應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處理，去除廢水中粗大雜質和懸浮物;

　　b. 經過在上述步驟a中預處理后的廢水進入調節(jié)池，進行水質水量的調節(jié)設置;

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

　　d. 經過在上述步驟c中處理后的清水進行出水回用或排放。

　　2.根據權利要求1所述采用兼氧膜生物反應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.根據權利要求1所述采用兼氧膜生物反應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器系統的反應區(qū)內的活性污泥濃度為3000~8000mg/L，使兼氧膜生物反應器水力停留時間為5~7小時。

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

　　5.一種實施權利要求1所述采用兼氧膜生物反應器處理食品加工廢水的方法的兼氧膜生物反應器，包括生化反應容池(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)設置于所述膜組件(3)的下方，來自調節(jié)池高位水槽(Ⅰ)的經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容池(Ⅱ)內，在所述生化反應容池(Ⅱ)外設置空氣泵(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，其特征在于：在所述生化反應容池(Ⅱ)中的反應區(qū)(10)內，廢水連續(xù)交替經過好氧區(qū)-兼氧區(qū)-厭氧區(qū)，在進行污染物生物降解和轉化的同時實現厭氧氨氧化脫氮，在反應區(qū)(10)的上部形成清水區(qū)(9)，在所述生化反應容池(Ⅱ)的側壁上安裝液位計(4)，所述液位計(4)與水泵(8)的控制器信號連接，經過膜生物反應處理后，當所述液位計(4)檢測到所述生化反應容池(Ⅱ)內的水量達到容量限值時，所述水泵(8)開始工作，從反應區(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.根據權利要求5所述兼氧膜生物反應器，其特征在于：在所述生化反應容池(Ⅱ)中的反應區(qū)(10)內，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凈化系統。

　　7.根據權利要求5或6所述兼氧膜生物反應器，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.根據權利要求5或6所述兼氧膜生物反應器，其特征在于：所述生化反應容池(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管路系統進行輸水，在所述生化反應容池(Ⅱ)處理后的清水依次通過所述第一出水管路上設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閉，實現向所述清水池(Ⅲ)的出水控制。

　　9.根據權利要求7所述兼氧膜生物反應器，其特征在于：所述生化反應容池(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管路系統進行輸水，在所述生化反應容池(Ⅱ)處理后的清水依次通過所述第一出水管路上設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閉，實現向所述清水池(Ⅲ)的出水控制。

　　說明書

　　采用兼氧膜生物反應器處理食品加工廢水的方法及兼氧膜生物反應器

　　技術領域

　　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器處理食品加工廢水處理方法，應用于廢水生物處理技術領域。

　　背景技術

　　食品工業(yè)廢水主要來源于三個生產工段：原料清洗工段、生產工段以及成形工段。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，導致廢水的化學成分復雜化。

　　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、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。

　　國內外食品廢水的處理技術多種多樣，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合工藝。

　　常用的好氧處理技術有：活性污泥法、SBR法、AB法;

　　常用的厭氧處理技術有：UASB法、AF法、USR法;

　　常用的自然生物處理技術有：氧化塘、ETTS;

　　傳統的厭氧——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，在工程應用上受到了一定程度的制約。

　　膜生物處理技術是一種將膜分離技術與污水生物處理技術結合使用的新型污水處理技術。膜生物反應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，因此該技術具有出水水質好、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，在工程應用上受到了一定程度的制約。

　　發(fā)明內容

　　為了解決現有技術問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種采用兼氧膜生物反應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備結構更加緊湊和集中，占地面積小，有機污水生化處理工藝的處理效率高，有機剩余污泥產量小，不僅能保證出水水質達到排放標準，還能實現有機剩余污泥近零排放，并能實現污水處理同步回用，應用前景廣闊。

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

　　一種采用兼氧膜生物反應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處理，去除廢水中粗大雜質和懸浮物;

　　b. 經過在上述步驟a中預處理后的廢水進入調節(jié)池，進行水質水量的調節(jié)設置;

　　c. 經過在上述步驟b中調節(jié)后的廢水進入兼氧膜生物反應器進行生物處理，在兼氧膜生物反應器中的反應區(qū)內，廢水連續(xù)交替經過好氧區(qū)-兼氧區(qū)-厭氧區(qū)，在進行污染物生物降解和轉化的同時實現厭氧氨氧化脫氮;使兼氧膜生物反應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，反應區(qū)內形成高濃度的活性污泥，兼氧膜生物反應器系統的反應區(qū)內的活性污泥濃度最好控制為3000~8000mg/L，使兼氧膜生物反應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)，可實現有機污泥近零排放;在兼氧膜生物反應器內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器處理食品加工廢水的方法的兼氧膜生物反應器，包括生化反應容池及安裝在其中的膜組件和曝氣頭裝置，曝氣頭裝置設置于膜組件的下方，來自調節(jié)池高位水槽的經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容池內，在生化反應容池外設置空氣泵，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，在生化反應容池中的反應區(qū)內，廢水連續(xù)交替經過好氧區(qū)-兼氧區(qū)-厭氧區(qū)，在進行污染物生物降解和轉化的同時實現厭氧氨氧化脫氮，在反應區(qū)的上部形成清水區(qū)，在生化反應容池側壁上安裝液位計，液位計與水泵的控制器信號連接，經過膜生物反應處理后，當液位計檢測到生化反應容池內的水量達到容量限值時，水泵開始工作，從反應區(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。

　　在上述生化反應容池中的反應區(qū)內，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凈化系統。

　　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管路系統進行輸水，在所述生化反應容池處理后的清水依次通過所述第一出水管路上設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閉，實現向所述清水池的出水控制。

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

　　1. 本發(fā)明利用兼氧膜生物反應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，同時出水水質可達中水回用標準;

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

　　3. 本發(fā)明采用兼氧膜生物反應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備結構更加緊湊和集中，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。