申请日2014.02.26
公开(公告)日2014.06.18
IPC分类号C02F103/32; C02F3/30
摘要
本发明公开了一种采用兼氧膜生物反应器处理食品加工废水的方法，实现对食品加工废水进行预处理，去除废水中粗大杂质和悬浮物，然后废水进入调节池，进行水质水量的调节设置，使废水进入兼氧膜生物反应器进行生物处理，在兼氧膜生物反应器中的反应区内，废水连续交替经过好氧区-兼氧区-厌氧区，在进行污染物生物降解和转化的同时实现厌氧氨氧化脱氮，经过处理后的清水进行出水回用或排放。本发明还提供了一种兼氧膜生物反应器。本发明简化了水处理工艺工程，使设备更加紧凑和集中，占地面积小，有机污水生化处理效率高，有机剩余污泥产量小，不仅能保证出水水质达到排放标准，还能实现有机剩余污泥近零排放，并能实现污水处理同步回用。
权利要求书
1.一种采用兼氧膜生物反应器处理食品加工废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a. 对食品加工废水进行预处理，去除废水中粗大杂质和悬浮物;
b. 经过在上述步骤a中预处理后的废水进入调节池，进行水质水量的调节设置;
c. 经过在上述步骤b中调节后的废水进入兼氧膜生物反应器进行生物处理，在兼氧膜生物反应器中的反应区内，废水连续交替经过好氧区-兼氧区-厌氧区，在进行污染物生物降解和转化的同时实现厌氧氨氧化脱氮;
d. 经过在上述步骤c中处理后的清水进行出水回用或排放。
2.根据权利要求1所述采用兼氧膜生物反应器处理食品加工废水的方法，其特征在于： 在上述步骤c中，使兼氧膜生物反应器的膜组件中下部好氧区溶解氧浓度保持在2~3.5mg/L，使中下部以外的兼氧或厌氧区域溶解氧浓度低于0.3mg/L。
3.根据权利要求1所述采用兼氧膜生物反应器处理食品加工废水的方法，其特征在于：在上述步骤c中，控制兼氧膜生物反应器系统的反应区内的活性污泥浓度为3000~8000mg/L，使兼氧膜生物反应器水力停留时间为5~7小时。
4.根据权利要求1～3中任意一种所述采用兼氧膜生物反应器处理食品加工废水的方法，其特征在于：在兼氧膜生物反应器内形成以兼性菌为主，好氧与兼性菌共存的菌相形态。
5.一种实施权利要求1所述采用兼氧膜生物反应器处理食品加工废水的方法的兼氧膜生物反应器，包括生化反应容池(Ⅱ)及安装在其中的膜组件(3)和曝气头装置(5)，所述曝气头装置(5)设置于所述膜组件(3)的下方，来自调节池高位水槽(Ⅰ)的经过初步处理的废水通过带有进水阀(1)和流量计(2)的水管输送到所述生化反应容池(Ⅱ)内，在所述生化反应容池(Ⅱ)外设置空气泵(7)，所述空气泵(7)通过带空气阀(6)的输气管道向曝气头装置(5)输送空气，所述空气泵(7)、所述空气阀(6)、所述曝气头装置(5)及相互连接的输气管道组成曝气系统，其特征在于：在所述生化反应容池(Ⅱ)中的反应区(10)内，废水连续交替经过好氧区-兼氧区-厌氧区，在进行污染物生物降解和转化的同时实现厌氧氨氧化脱氮，在反应区(10)的上部形成清水区(9)，在所述生化反应容池(Ⅱ)的侧壁上安装液位计(4)，所述液位计(4)与水泵(8)的控制器信号连接，经过膜生物反应处理后，当所述液位计(4)检测到所述生化反应容池(Ⅱ)内的水量达到容量限值时，所述水泵(8)开始工作，从反应区(10)的上部形成清水区(9)通过出所述水泵(8)增压出水，并收集到后续的清水池(Ⅲ)中。
6.根据权利要求5所述兼氧膜生物反应器，其特征在于：在所述生化反应容池(Ⅱ)中的反应区(10)内，形成以兼性菌为主，好氧与兼性菌共存的菌相形态，形成兼氧膜生物反应净化系统。
7.根据权利要求5或6所述兼氧膜生物反应器，其特征在于：所述空气泵(7)还通过带空气流量控制阀(G3)的另一条输气管道向所述清水池(Ⅲ)中输送空气。
8.根据权利要求5或6所述兼氧膜生物反应器，其特征在于：所述生化反应容池(Ⅱ)和所述清水池(Ⅲ)之间通过由第一出水管路和第二出水管路形成的混合并联管路系统进行输水，在所述生化反应容池(Ⅱ)处理后的清水依次通过所述第一出水管路上设置的前置第一控制阀(G1)和后置第一控制阀(K1)进入所述清水池(Ⅲ)中，在所述生化反应容池(Ⅱ)处理后的清水依次还能一次通过所述第二出水管路上设有前置第二控制阀(G2)和后置第二控制阀(K2)进入所述清水池(Ⅲ)中，所述第一出水管路和所述第二出水管路之间还设有连通管，使清水依次还能依次通过所述第一出水管路上的前置第一控制阀(G1)和所述第二出水管路上的后置第二控制阀(K2)进入所述清水池(Ⅲ)中，或者还能使清水依次通过所述第二出水管路上的前置第二控制阀(G2)和所述第一出水管路上的后置第一控制阀(K1)进入所述清水池(Ⅲ)中，所述水泵(8)设置于所述第一出水管路上的所述前置第一控制阀(G1)和所述后置第一控制阀(K1)之间，所述水泵(8)进行增压输水通过所述第一出水管路上的后置第一控制阀(K1)或所述第二出水管路上的后置第二控制阀(K2)进入所述清水池(Ⅲ)中，所述液位计(4)分别与所述前置第一控制阀(G1)、所述后置第一控制阀(K1)、所述前置第二控制阀(G2)和所述后置第二控制阀(K2)的控制装置信号连接，通过分别控制各所述控制阀的开启和关闭，实现向所述清水池(Ⅲ)的出水控制。
9.根据权利要求7所述兼氧膜生物反应器，其特征在于：所述生化反应容池(Ⅱ)和所述清水池(Ⅲ)之间通过由第一出水管路和第二出水管路形成的混合并联管路系统进行输水，在所述生化反应容池(Ⅱ)处理后的清水依次通过所述第一出水管路上设置的前置第一控制阀(G1)和后置第一控制阀(K1)进入所述清水池(Ⅲ)中，在所述生化反应容池(Ⅱ)处理后的清水依次还能一次通过所述第二出水管路上设有前置第二控制阀(G2)和后置第二控制阀(K2)进入所述清水池(Ⅲ)中，所述第一出水管路和所述第二出水管路之间还设有连通管，使清水依次还能依次通过所述第一出水管路上的前置第一控制阀(G1)和所述第二出水管路上的后置第二控制阀(K2)进入所述清水池(Ⅲ)中，或者还能使清水依次通过所述第二出水管路上的前置第二控制阀(G2)和所述第一出水管路上的后置第一控制阀(K1)进入所述清水池(Ⅲ)中，所述水泵(8)设置于所述第一出水管路上的所述前置第一控制阀(G1)和所述后置第一控制阀(K1)之间，所述水泵(8)进行增压输水通过所述第一出水管路上的后置第一控制阀(K1)或所述第二出水管路上的后置第二控制阀(K2)进入所述清水池(Ⅲ)中，所述液位计(4)分别与所述前置第一控制阀(G1)、所述后置第一控制阀(K1)、所述前置第二控制阀(G2)和所述后置第二控制阀(K2)的控制装置信号连接，通过分别控制各所述控制阀的开启和关闭，实现向所述清水池(Ⅲ)的出水控制。
说明书
采用兼氧膜生物反应器处理食品加工废水的方法及兼氧膜生物反应器
技术领域
本发明涉及一种高浓度有机废水处理方法，特别是涉及一种利用膜生物反应器处理食品加工废水处理方法，应用于废水生物处理技术领域。
背景技术
食品工业废水主要来源于三个生产工段：原料清洗工段、生产工段以及成形工段。在第一阶段，很多的沙土、叶、皮、磷、肉、毛进入废水中，使废水中包含大量的悬浮物;在第二阶段，由于很多成分在加工过程中不能全部被利用，未利用部分进入废水，使得废水含大量有机物;在第三阶段，由于各种食品添加剂的加入，实际操作过程中会使得其中一部分流失进入废水中，导致废水的化学成分复杂化。
由于食品种类繁多，原料来源广泛，所以食品工业废水含有大量糖类、蛋白质、微小物菌体和N、P的化合物，具有悬浮物、油脂含量高，COD和BOD值大，水质和水量变化幅度大，氮、磷化合物含量高等特点，属于高浓度有机废水。
国内外食品废水的处理技术多种多样，目前对食品废水的处理大多以生物处理型为主，具体包括自然生物处理工艺、微生物菌剂处理工艺、好氧处理工艺、厌氧处理工艺以及由上述工艺组合而成的各种各样复合工艺。
常用的好氧处理技术有：活性污泥法、SBR法、AB法;
常用的厌氧处理技术有：UASB法、AF法、USR法;
常用的自然生物处理技术有：氧化塘、ETTS;
传统的厌氧——好氧组合处理工艺流程图见图1。
厌氧+好氧生化处理的混合处理技术对污染物的去除效果较其他处理工艺有一定的优势，但存在占地面积广，基建费用大，工艺流程不固定，运行费用高，自控操作复杂，污泥上浮严重等问题;常规好氧MBR工艺能耗较大，运行费用较高，在工程应用上受到了一定程度的制约。
膜生物处理技术是一种将膜分离技术与污水生物处理技术结合使用的新型污水处理技术。膜生物反应器中的膜及膜面凝胶层对微生物、有机大分子及悬浮物等有截留作用，因此该技术具有出水水质好、可直接回用、占地面积小等优点。然而常规好氧MBR工艺对氨氮去除效果不理想且能耗较大，运行费用较高，在工程应用上受到了一定程度的制约。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种采用兼氧膜生物反应器处理食品加工废水的方法，简化了水处理工艺工程，使主体水处理工艺设备结构更加紧凑和集中，占地面积小，有机污水生化处理工艺的处理效率高，有机剩余污泥产量小，不仅能保证出水水质达到排放标准，还能实现有机剩余污泥近零排放，并能实现污水处理同步回用，应用前景广阔。
为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：
一种采用兼氧膜生物反应器处理食品加工废水的方法，包括以下步骤：
a. 对食品加工废水进行预处理，去除废水中粗大杂质和悬浮物;
b. 经过在上述步骤a中预处理后的废水进入调节池，进行水质水量的调节设置;
c. 经过在上述步骤b中调节后的废水进入兼氧膜生物反应器进行生物处理，在兼氧膜生物反应器中的反应区内，废水连续交替经过好氧区-兼氧区-厌氧区，在进行污染物生物降解和转化的同时实现厌氧氨氧化脱氮;使兼氧膜生物反应器的膜组件中下部好氧区溶解氧浓度优选保持在2~3.5mg/L，使中下部以外的兼氧或厌氧区域溶解氧浓度最好低于0.3mg/L;由于膜的截留作用，反应区内形成高浓度的活性污泥，兼氧膜生物反应器系统的反应区内的活性污泥浓度最好控制为3000~8000mg/L，使兼氧膜生物反应器水力停留时间最好为5~7小时，污泥处于低有机负荷运行状态，可实现有机污泥近零排放;在兼氧膜生物反应器内最好形成以兼性菌为主，好氧与兼性菌共存的菌相形态;
d. 经过在上述步骤c中处理后的清水进行出水回用或排放。
本发明还提供一种实施本发明采用兼氧膜生物反应器处理食品加工废水的方法的兼氧膜生物反应器，包括生化反应容池及安装在其中的膜组件和曝气头装置，曝气头装置设置于膜组件的下方，来自调节池高位水槽的经过初步处理的废水通过带有进水阀和流量计的水管输送到生化反应容池内，在生化反应容池外设置空气泵，空气泵通过带空气阀的输气管道向曝气头装置输送空气，空气泵、空气阀、曝气头装置及相互连接的输气管道组成曝气系统，在生化反应容池中的反应区内，废水连续交替经过好氧区-兼氧区-厌氧区，在进行污染物生物降解和转化的同时实现厌氧氨氧化脱氮，在反应区的上部形成清水区，在生化反应容池侧壁上安装液位计，液位计与水泵的控制器信号连接，经过膜生物反应处理后，当液位计检测到生化反应容池内的水量达到容量限值时，水泵开始工作，从反应区的上部形成清水区通过出水泵增压出水，并收集到后续的清水池中。
在上述生化反应容池中的反应区内，优选形成以兼性菌为主，好氧与兼性菌共存的菌相形态，形成兼氧膜生物反应净化系统。
上述空气泵还优选通过带空气流量控制阀的另一条输气管道向所述清水池中输送空气。
作为上述方案的改进，生化反应容池和所述清水池之间通过由第一出水管路和第二出水管路形成的混合并联管路系统进行输水，在所述生化反应容池处理后的清水依次通过所述第一出水管路上设置的前置第一控制阀和后置第一控制阀进入所述清水池中，在所述生化反应容池处理后的清水依次还能一次通过所述第二出水管路上设有前置第二控制阀和后置第二控制阀进入所述清水池中，所述第一出水管路和所述第二出水管路之间还设有连通管，使清水依次还能依次通过所述第一出水管路上的前置第一控制阀和所述第二出水管路上的后置第二控制阀进入所述清水池中，或者还能使清水依次通过所述第二出水管路上的前置第二控制阀和所述第一出水管路上的后置第一控制阀进入所述清水池中，所述水泵设置于所述第一出水管路上的所述前置第一控制阀和所述后置第一控制阀之间，所述水泵进行增压输水通过所述第一出水管路上的后置第一控制阀或所述第二出水管路上的后置第二控制阀进入所述清水池中，所述液位计分别与所述前置第一控制阀、所述后置第一控制阀、所述前置第二控制阀和所述后置第二控制阀的控制装置信号连接，通过分别控制各所述控制阀的开启和关闭，实现向所述清水池的出水控制。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1. 本发明利用兼氧膜生物反应器处理食品加工废水，解决了高浓度有机食品废水处理难达标的难题，同时出水水质可达中水回用标准;
2. 本发明整个反应器污泥处于低有机负荷运行状态，可实现有机污泥近零排放;
3. 本发明采用兼氧膜生物反应器处理食品加工废水的方法，简化了水处理工艺工程，使主体水处理工艺设备结构更加紧凑和集中，占地面积小，有机污水生化处理工艺的处理效率高，工艺易于控制。
