申请日2019.07.12
公开(公告)日2019.09.17
IPC分类号C02F3/30; C02F3/28; C02F101/16; C02F101/30; C02F103/32
摘要
本发明公开了一种乳制品废水处理系统，包括原水调节池、UASB反应器、MBR生物膜池及出水池，UASB反应器内设有悬浮生物填料网，悬浮生物填料网包括圆柱形网框及填充在圆柱形网框内的悬浮生物填料;悬浮生物填料网上方设有可升降的三相分离器;MBR生物膜池内设有隔板，隔板将MBR生物膜池分隔成兼氧区和好氧区，兼氧区靠近UASB反应器，好氧区内设有生物膜组件，生物膜组件的下方设有曝气管;MBR生物膜池的顶端设有第三出水管，第三出水管的出水端位于出水池内。本发明在UASB反应器后设置MBR反应器，提高了运行效率和运行稳定性，具有很强的抗冲击负荷能力，适用于污染物浓度大且变化大的乳制品废水处理。
权利要求书
1.一种乳制品废水处理系统，其特征在于，包括原水调节池(1)、UASB反应器(2)、MBR生物膜池(3)以及出水池(4)，所述原水调节池(1)的上端设有污水进水管(5)，底端设有第一出水管(6)，所述原水调节池(1)内设有原水搅拌泵;
所述UASB反应器(2)的底端通过第一出水管(6)与所述原水调节池(1)连通，所述第一出水管(6)上设有第一提升泵(7)，所述UASB反应器(2)内设有悬浮生物填料网(8)，所述悬浮生物填料网(8)包括圆柱形网框(9)以及填充在所述圆柱形网框(9)内的悬浮生物填料(10);
所述UASB反应器(2)内位于所述悬浮生物填料网(8)的上方处设有可升降的三相分离器(11)，所述三相分离器(11)的出气管穿过所述UASB反应器(2)的顶端，并连通有沼气收集装置(12);所述UASB反应器(2)的侧壁上位于所述三相分离器(11)的上方处设有第二出水管(13);
所述MBR生物膜池(3)通过所述第二出水管(13)与所述UASB反应器(2)连通，所述MBR生物膜池(3)内设有隔板(31)，且所述隔板(31)的高度为所述MBR生物膜池(3)高度的2/3，所述隔板(31)将所述MBR生物膜池(3)分隔成兼氧区和好氧区，所述兼氧区靠近所述UASB反应器(2)，所述好氧区内设有生物膜组件(14)，所述生物膜组件(14)的下方设有曝气管(15)，所述曝气管(15)的进气端穿过所述MBR生物膜池(3)的侧壁，并与位于所述MBR生物膜池(3)外的气泵(16)连接;所述MBR生物膜池(3)的顶端设有第三出水管(17)，所述第三出水管(17)的出水端位于所述出水池(4)内，且所述第三出水管(17)上设有第二提升泵(18)。
2.根据权利要求1所述的乳制品废水处理系统，其特征在于，所述UASB反应器(2)的顶端设有可拆卸连接的顶盖(19)，所述顶盖(19)上开设有穿设口，所述穿设口处固接有供所述三相分离器(11)出气管活动穿过的套管(20)，且所述套管(20)的外径与所述三相分离器(11)出气管的内径相匹配;所述套管(20)上周向开设有多个带内螺纹的限位孔，每个所述限位孔内均能够穿设一个相匹配的限位螺钉，将所述套管(20)与其中穿设的所述三相分离器(11)出气管固定。
3.根据权利要求2所述的乳制品废水处理系统，其特征在于，所述UASB反应器(2)上端的外侧设有外螺纹，所述顶盖(19)内侧设有相匹配的内螺纹，所述UASB反应器(2)与所述顶盖(19)通过外螺纹与内螺纹螺接;所述套管(20)内壁上还设有橡胶密封层。
4.根据权利要求1所述的乳制品废水处理系统，其特征在于，所述生物膜组件(14)包括竖向且相对设置的两个第一集水管(29)，两个所述第一集水管(29)之间横向连通有中空纤维膜组件(30)，两个所述第一集水管(29)的底端封闭，顶端共同连通有横向的第二集水管，所述第二集水管与所述第三出水管(17)连通。
5.根据权利要求1所述的乳制品废水处理系统，其特征在于，所述第一出水管(6)位于所述UASB反应器(2)内的一端还连通有布水器(28)。
6.根据权利要求1所述的乳制品废水处理系统，其特征在于，还包括温控处理系统，所述温控处理系统包括恒温加热外桶(21)以及恒温加热水桶(22)，所述恒温加热外桶(21)套设在所述UASB反应器(2)外下端的反应区处，所述恒温加热外桶(21)的上端设有恒温出水管(23)，下端设有恒温进水管(24)，所述恒温出水管(23)与所述恒温进水管(24)的另一端均与所述恒温加热水桶(22)连通;
所述恒温加热水桶(22)内底端设有加热管，且所述恒温加热水桶(22)底端的一侧通过带阀门的管道与所述出水池(4)连通。
7.根据权利要求1所述的乳制品废水处理系统，其特征在于，所述原水搅拌泵、所述第一提升泵(7)、所述气泵(16)、第二提升泵(18)均电连接有PLC控制器。
8.一种权利要求1所述乳制品废水处理系统的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将原水调节池(1)内储存的乳制品废水通过第一提升泵(7)提升到UASB反应器(2)中，控制UASB反应器(2)反应区内温度为30-35℃，HRT为18h，COD容积负荷为6.25kgCOD/m3·d，反应完后毕得到UASB反应器(2)出水;
步骤2，UASB反应器(2)出水进入MBR生物膜池(3)，控制MBR生物膜池(3)内兼氧区浓度≤0.5mg/L，水力负荷为0.49m3/(m2.h)，MBR生物膜池(3)好氧区内DO浓度为3-5mg/L，水力负荷为0.064m3/(m2.h)，COD容积负荷为2.29kgCOD/m3·d，HRT为5h，反应完后毕得到MBR生物膜池(3)出水;
步骤3，MBR生物膜池(3)出水进入出水池(4)内储存。
说明书
一种乳制品废水处理系统及处理方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种乳制品废水处理系统及处理方法。
背景技术
乳制品企业综合性废水中的污染物主要为乳蛋白(如酪蛋白、乳清蛋白等)、乳脂肪、乳糖和无机盐类等，其中大部分物质具有较好的生化性，其B/C比值通常在0.5以上，这一类废水适合于采用生物方法进行处理。
目前国内外对乳品废水主要采用活性污泥法进行处理，如采用UASB反应器进行处理，虽然单独使用UASB反应器处理乳制品废水具有容积负荷高及COD去除率高等优点，但是对氮的处理效果并不好，因为乳品废水中含有大量蛋白质，总氮含量在60-120mg/L之间，而在厌氧条件下，这些蛋白质难以在UASB反应器内完全降解成氨氮，部分蛋白质会从UASB反应器中流失进入下一步的处理工序，如好氧处理工序，在好氧处理工序内蛋白质的降解效果远不及厌氧条件，从而使好氧工序对总氮的处理效果不理想;而再设置二级厌氧处理设备，虽然能够将蛋白质降解彻底，但是会增加设施，使处理工艺复杂化。所以，单独的UASB处理乳制品废水效果不理想，并且单独厌氧处理高浓度乳制品废水存在工艺不稳定，抗冲击负荷能力差等问题。
UASB+MBR的组合工艺在处理垃圾渗滤水、啤酒废水和高浓度粪便废水上取得了很多成果，但鲜有将此工艺应用到乳制品处理中的案例，因此，本发明尝试将UASB+MBR组合工艺应用到乳制品废水的处理中，并通过对UASB和MBR的结构进行改进，以期在克服单独使用UASB反应器处理乳制品废水存在的缺陷的前提下，进一步提高乳制品废水处理效率，使出水达标。
发明内容
本发明的目的是提供一种乳制品废水处理系统及处理方法，解决了现有技术中单独使用UASB反应器处理乳制品废水时总氮处理效果不理想，进而影响出水达标的问题。
本发明的第一个目的是提供一种乳制品废水处理系统，包括原水调节池、UASB反应器、MBR生物膜池以及出水池，所述原水调节池的上端设有污水进水管，底端设有第一出水管，所述原水调节池内设有原水搅拌泵;
所述UASB反应器的底端通过第一出水管与所述原水调节池连通，所述第一出水管上设有第一提升泵，所述UASB反应器内设有悬浮生物填料网，所述悬浮生物填料网包括圆柱形网框以及填充在所述圆柱形网框内的悬浮生物填料;
所述UASB反应器内位于所述悬浮生物填料网的上方处设有可升降的三相分离器，所述三相分离器的出气管穿过所述UASB反应器的顶端，并连通有沼气收集装置;所述UASB反应器的侧壁上位于所述三相分离器的上方处设有第二出水管;
所述MBR生物膜池通过所述第二出水管与所述UASB反应器连通，所述MBR生物膜池内设有隔板，且所述隔板的高度为所述MBR生物膜池高度的2/3，所述隔板将所述MBR生物膜池分隔成兼氧区和好氧区，所述兼氧区靠近所述UASB反应器，所述好氧区内设有生物膜组件，所述生物膜组件的下方设有曝气管，所述曝气管的进气端穿过所述MBR生物膜池的侧壁，并与位于所述MBR生物膜池外的气泵连接;所述MBR生物膜池的顶端设有第三出水管，所述第三出水管的出水端位于所述出水池内，且所述第三出水管设有第二提升泵。
优选的，所述UASB反应器的顶端设有可拆卸连接的顶盖，所述顶盖上开设有穿设口，所述穿设口处固接有供所述三相分离器出气管活动穿过的套管，且所述套管的外径与所述三相分离器出气管的内径相匹配;所述套管上周向开设有多个带内螺纹的限位孔，每个所述限位孔内均能够穿设一个相匹配的限位螺钉，将所述套管与其中穿设的所述三相分离器出气管固定。
优选的，所述UASB反应器上端的外侧设有外螺纹，所述顶盖内侧设有相匹配的内螺纹，所述UASB反应器与所述顶盖通过外螺纹与内螺纹螺接;所述套管内壁上还设有橡胶密封层。
优选的，所述生物膜组件包括竖向且相对设置的两个第一集水管，两个所述第一集水管之间横向连通有中空纤维膜组件，两个所述第一集水管的底端封闭，顶端共同连通有横向的第二集水管，所述第二集水管与所述第三出水管连通。
优选的，所述第一出水管位于所述UASB反应器内的一端还连通有布水器。
优选的，还包括温控处理系统，所述温控处理系统包括恒温加热外桶以及恒温加热水桶，所述恒温加热外桶套设在所述UASB反应器外下端的反应区处，所述恒温加热外桶的上端设有恒温出水管，下端设有恒温进水管，所述恒温进水管与所述恒温出水管的另一端均与所述恒温加热水桶连通;
所述恒温加热水桶内底端设有加热管，且所述恒温加热水桶底端的一侧通过带阀门的管道与所述出水池连通。
优选的，所述原水搅拌泵、所述第一提升泵、所述气泵、第二提升泵均电连接有PLC控制器。
本发明的第二个目的是提供上述乳制品废水处理系统的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将原水调节池内储存的乳制品废水通过第一提升泵提升到UASB反应器中，控制UASB反应器反应区内温度为30-35℃，HRT为18h，COD容积负荷为6.25kgCOD/m3·d，反应完后毕得到UASB反应器出水;
步骤2，UASB反应器出水进入MBR生物膜池，控制MBR生物膜池内兼氧区浓度≤0.5mg/L，水力负荷为0.49m3/(m2.h)，MBR生物膜池内好氧区内DO浓度为3-5mg/L，水力负荷为0.064m3/(m2.h)，COD容积负荷为2.29kgCOD/m3·d，HRT为5h，反应完后毕得到MBR生物膜池出水;
步骤3，MBR生物膜池出水进入出水池内储存。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明采用可升降调节高度式三项分离器和悬浮生物填料网，提高了三项分离的效果，同时也提高了对乳制品废水中蛋白质的处理效果，使蛋白质完全降解成氨氮;UASB反应器后增加MBR反应器，UASB反应器出水在设有兼氧区和好氧区的MBR反应器内进行反硝化-硝化反应，将氨氮全部降解成氮气，从而使废水中氨氮和总氮含量降低;MBR反应器中的中空纤维膜具有高效截留效果，可使硝化菌完全保留在生物反应器内，使硝化反应高效进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，同时也可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。
本发明首先由UASB厌氧工艺处理降低乳制品废水中的有机物负荷，使蛋白质降解为氨氮，使水体中有机污染物浓度得到一定降低，然后采用MBR工艺进一步降低水体中的氨氮和有机污染物浓度，大大提高了运行效率以及运行稳定性，同时具有很强的抗冲击负荷能力，适用于污染物浓度高且变化大的乳制品废水的处理。（发明人张晓晶;屈忠义;张志;梅小乐;卢俊平;高原;裘思谦;田浩良;杨波;吴宇航;赵唯;仝慧如;赵志恒）
