申请日2016.03.17
公开(公告)日2016.07.20
IPC分类号C02F3/12; C02F3/28; C02F101/30; C02F101/16
摘要
本发明公开了一种正渗透膜生物反应器处理回用畜禽养殖废水的方法，包括以下步骤，将COD浓度1000?5000mg/L，TN 500mg/L，TP 100mg/L的畜禽废水置于生物反应器中，在活性污泥浓度为3000?7000mg/L的条件下进行生物降解反应10?60min;经过生物处理后的原料液通过正渗透膜组件进行泥水分离，正渗透膜组件采用活性层朝向汲取液或活性层朝向原料液两种模式运行，汲取液浓度0.4?2.0mol/L;在渗透压作用下，该原料液经过正渗透膜的过滤作用变为清水进入汲取液箱。通过本发明的方法使得氮磷和有机物处理效率高，出水可达到回用标准，而且由于正渗透过程能耗低、膜污染小，工艺运行成本更有市场竞争力。
权利要求书
1.一种正渗透膜生物反应器处理回用畜禽养殖废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将COD浓度1000-5000mg/L，TN 500mg/L，TP 100mg/L的畜禽废水置于生物反应器中，在活性污泥浓度为3000-7000mg/L的条件下进行生物降解反应10-60min;
步骤二：经过生物反应器处理后的原料液经正渗透膜组件进行泥水分离，正渗透膜组件采用活性层朝向汲取液或活性层朝向原料液两种模式运行，汲取液为氯化镁或氯化钠，汲取液浓度0.4-2.0mol/L;
步骤三：在由汲取液和原料液浓度差产生的渗透压作用下，经生物处理后的原料液通过正渗透膜的过滤作用变为清水进入汲取液箱。
2.根据权利要求1所述的一种正渗透膜生物反应器处理回用畜禽养殖废水的方法，其特征在于：在步骤二中，生物反应器的原料液和汲取液箱中的汲取液分别通过压力泵组件和流量计进入正渗透膜组件。
3.根据权利要求1所述的一种正渗透膜生物反应器处理回用畜禽养殖废水的方法，其特征在于：在步骤三中，在汲取液箱的下方放置电子秤，通过电子秤实时记录汲取液箱重量的变化。
4.根据权利要求1所述的一种正渗透膜生物反应器处理回用畜禽养殖废水的方法，其特征在于：在步骤三中，汲取液箱连接反渗透装置，通过反渗透装置的反渗透过程，将清水和汲取液分离。
说明书
一种正渗透膜生物反应器处理回用畜禽养殖废水的方法
技术领域
本发明涉及水处理领域，特指一种正渗透膜生物反应器处理回用畜禽养殖废水的方法。
背景技术
畜禽养殖业是我国农业主导产业之一，而畜禽养殖废水污染也逐渐成为我国农村污染的主要原因之一。畜禽养殖废水主要含有畜禽粪便和尿液，其成分中悬浮物、有机物和氮、磷等污染物浓度很高，生化性能较好。目前，由于畜禽养殖场带来的污染问题未引起足够的重视，其产生粪尿污染物的量和质已经不低于工业污染物。高浓度有机废水未经处理排放，会造成水体富营养化，使水中的溶解氧被大量地消耗，或者使地下水中硝态氮和亚硝态氮的浓度剧增，令周围的水体发臭变黑，这不但使养殖场附近的水域和周围居民的健康受到严重的危害，而且阻碍了养殖产业自身的可持续发展。
传统的畜禽废水主要采用厌氧技术处理，但是此方法对温度、pH等环境因素要求较高，而且厌氧过程会产生一定量沼气，沼气收集系统造价高、操作要求高，不适于畜牧场使用。特别是，由于畜禽废水中氨氮浓度高，实际操作中易造成系统过度酸化，影响后续好氧处理效果，实际处理效果不佳。针对畜禽废水污染现状，探索高效低廉的处理回用新技术便成了当前的主要研究方向。
膜分离技术已在节能减排、清洁生产以及资源回收等方面展现出明显的技术优势，正逐渐成为水处理与回用领域的研究热点。其中，正渗透技术是一种利用渗透的自然现象，使得原水(低化学势)受到由汲取液(高化学势)提供的渗透驱动力自发地推动水透过膜进入汲取液中去的膜分离技术。其过程运行时水力压力为零或很低，与常见的膜分离技术(如超滤、微滤、反渗透)相比，具有低能耗、低污染的特点，同时对盐离子和其他污染物质有很高的截留率。正渗透技术由于过程本身具有的这些优点，更适合作为能耗较高、且膜污染问题较严重的膜生物反应器中的膜分离过程。
因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种正渗透膜生物反应器处理回用畜禽养殖废水的方法，本案由此产生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种正渗透膜生物反应器处理回用畜禽养殖废水的方法，对于高氮、磷和有机物浓度的畜禽废水有较好的去除效果。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：
一种正渗透膜生物反应器处理回用畜禽养殖废水的方法，包括以下步骤：
步骤一：将COD浓度1000-5000mg/L，TN 500mg/L，TP 100mg/L的畜禽废水置于生物反应器中，在活性污泥浓度为3000-7000mg/L的条件下进行生物降解反应10-60min;
步骤二：经过生物反应器处理后的原料液经正渗透膜组件进行泥水分离，正渗透膜组件采用活性层朝向汲取液或活性层朝向原料液两种模式运行，汲取液为氯化镁或氯化钠，汲取液浓度0.4-2.0mol/L;
步骤三：在由汲取液和原料液浓度差产生的渗透压作用下，经生物处理后的原料液通过正渗透膜的过滤作用变为清水进入汲取液箱。
进一步，在步骤二中，生物反应器的原料液和汲取液箱中的汲取液分别通过压力泵组件和流量计进入正渗透膜组件。
进一步，在步骤三中，在汲取液箱的下方放置电子秤，通过电子秤实时记录汲取液箱重量的变化。
进一步，在步骤三中，汲取液箱连接反渗透装置，通过反渗透装置的反渗透过程，将清水和汲取液分离。
采用上述方案后，由于本发明是将正渗透技术应用到膜生物反应器中，替代传统的压力驱动的膜分离过程，构建正渗透膜生物反应器，并将其用于氨、氮和有机物含量高的畜禽废水处理回用中。由于正渗透膜生物反应器中微生物浓度高，正渗透膜分离效率高、能耗低、膜污染程度低，对于高氨、氮和有机物浓度的畜禽废水有较好的去除效果。本发明对该方法的主要影响因素，例如膜活性面取向、污水浓度、活性污泥浓度、汲取液种类和浓度、汲取液的反透率等进行了研究，确定了最佳的工艺运行条件，反应器出水的氨、氮去除效果明显优于目前应用最广泛的脱氮除磷A2/O、CAST工艺。在本方法的最佳条件下，畜禽废水的TOC去除率为91%，TN去除率为90.9%，TP去除率为99%。正渗透膜生物反应器处理回用畜禽养殖废水方法是一种具有广泛应用前景的废水处理回用技术。
