專利名稱：一種污水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域為環(huán)境工程領(lǐng)域，特別涉及一種污水處理方法。
背景技術(shù)：
目前，城市水資源的短缺制約著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，將城市污水處理廠的二級出水進(jìn)行深度處理和再生回用是解決水資源短缺的一條有效途徑；城市污水的二級處理方法主要是生物法，包括活性污泥法和生物膜法，活性污泥法普遍采用的工藝有SBR工藝、CAST工藝、 AB工藝和氧化溝法等；常用的生物膜法主要有生物濾池法、生物轉(zhuǎn)盤法、生物接觸氧化法和生物流化床法等；這些方法在處理污水時，可以取得良好的除污效果，但也存在一些難以克服的缺點，如基建和運(yùn)行費(fèi)用高、污泥膨脹問題普遍發(fā)生、剩余污泥處理處置難度大等。污水處理中膜分離技術(shù)的投資費(fèi)用要比傳統(tǒng)生物處理技術(shù)的費(fèi)用高，基于膜污染相關(guān)理論和機(jī)理可知，應(yīng)該根據(jù)膜孔徑及料液粒子的狀況選擇合適粒徑的涂膜粒子，以期得到較好的效果；粒徑過小，則膜孔堵塞，不易清洗；粒徑過大，則截留效果差；此外，動態(tài)膜因物理、化學(xué)或機(jī)械作用被截留形成，其成膜的結(jié)合力也是一個需要注意的問題；結(jié)合力太強(qiáng)，則不利于動態(tài)膜更新；結(jié)合力太弱，則不利于動態(tài)膜的穩(wěn)定。無紡布在材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、后處理及熱定型等方面與傳統(tǒng)的有紡布有很大的區(qū)別；其主要原材料為聚丙烯，是新一代環(huán)保材料，具有防潮、透氣、柔韌、質(zhì)輕、不助燃、容易分解、無毒無刺激性、色彩豐富、價格低廉、可循環(huán)再用、撥水性，不發(fā)霉等特性，并能隔離存在液體內(nèi)細(xì)菌及微生物的侵蝕；無紡布的孔徑在1_500μπι不等，可以充當(dāng)中小粒子的過濾介質(zhì)；其制作過程具有流程短、產(chǎn)量高、成本低、原料來源多等特點；由于無紡布表現(xiàn)出優(yōu)越的過濾性能和低廉的成本，越來越多的被使用在過濾工藝中。為了克服高成本、易污染等問題，采用無紡布作為動態(tài)膜組件與好氧生物反應(yīng)器有機(jī)結(jié)合起來的思路未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種污水處理方法，該方法需要借助一種采用無紡布動態(tài)膜與好氧生物反應(yīng)器結(jié)合起來所開發(fā)的污水處理裝置來進(jìn)行。具體步驟為
(I)設(shè)置一種污水處理裝置，包括反應(yīng)器、蠕動泵、氣泵和出水收集管，其中反應(yīng)器包括無紡布動態(tài)膜組件和生物反應(yīng)單元，無紡布動態(tài)膜組件為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔是由不銹鋼金屬支撐，外層由無紡布包裹形成過濾面，反應(yīng)器底部設(shè)置有曝氣頭，蠕動泵通過軟管與反應(yīng)器底部相連接，氣泵通過管道與反應(yīng)器底部的曝氣裝置相連接，氣泵與曝氣頭之間的管道上安裝一個氣體流量計，出水收集管的一端連接無紡布動態(tài)膜組件的內(nèi)腔，另一端置于反應(yīng)器外部，出水收集管上設(shè)有閥門。(2)將污水引入步驟(I)所述的污水處理裝置，污水通過蠕動泵的軟管進(jìn)入反應(yīng)器底部，反應(yīng)器底部設(shè)有分布均勻的曝氣頭，氣泵向曝氣頭輸氣進(jìn)行底部曝氣過程，從而向污水供氧，并推動污水在反應(yīng)器內(nèi)形成循環(huán)流動，以維持反應(yīng)器內(nèi)的完全混合狀態(tài)，并在反應(yīng)器的中間形成自上而下的膜面錯流；隨著時間的推移，無紡布動態(tài)膜組件上污泥堆積程度加重，膜通量降低，過濾壓力增大，液面隨之上升；當(dāng)壓差達(dá)到一定程度后，膜層孔徑被穿透，膜通量增大；如此反復(fù)最后達(dá)到一個平衡狀態(tài)，形成動態(tài)膜；污水經(jīng)過在反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)流動過程后，其中一部分穿透過濾面進(jìn)入無紡布動態(tài)膜組件內(nèi)的空腔，并通過出水收集管流出反應(yīng)器。所述曝氣頭的曝氣量范圍為I. 5^2立方米/小時，曝氣頭提供較強(qiáng)的氣-水多相流，通過短時間內(nèi)強(qiáng)烈的氣水沖刷，以控制膜污染程度。與傳統(tǒng)的試驗方法不同，本發(fā)明借助一種采用無紡布動態(tài)膜與好氧生物反應(yīng)器結(jié)合起來所開發(fā)的新型污水處理裝置來進(jìn)行，具有如下優(yōu)點
(1)本發(fā)明的泥水分離效果好，剩余污泥的排放量少；
(2)本發(fā)明采用較廉價的無紡布材料取代傳統(tǒng)膜材料，降低傳統(tǒng)工藝中膜組件造價和膜更換的運(yùn)行費(fèi)用，從而提高污水處理的效益，降低污水處理的成本，便于推廣應(yīng)用；
(3)本發(fā)明所使用的裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)，操作簡單。


圖I是本發(fā)明所使用污水處理裝置連接示意圖。圖中標(biāo)記1-螺動泵；2-氣泵；3_反應(yīng)器；4_無紡布動態(tài)膜組件；5_曝氣頭；6-閥門；7-氣體流量計。圖2是實施例中試驗初期出水收集管所出水的濁度隨時間變化圖。圖3是實施例中試驗的容積負(fù)荷對系統(tǒng)COD去除效果的影響圖。圖4是實施例中試驗的污泥負(fù)荷對系統(tǒng)COD去除效果的影響圖。圖5是實施例中試驗的水力停留時間與COD去除率的關(guān)系圖。
具體實施例方式實施例
(I)設(shè)置一種污水處理裝置，包括反應(yīng)器、蠕動泵、氣泵和出水收集管，其中反應(yīng)器包括無紡布動態(tài)膜組件和生物反應(yīng)單元，無紡布動態(tài)膜組件為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔是由不銹鋼金屬支撐，外層由無紡布包裹形成過濾面，反應(yīng)器底部設(shè)置有曝氣頭，蠕動泵通過軟管與反應(yīng)器底部相連接，氣泵通過管道與反應(yīng)器底部的曝氣裝置相連接，氣泵與曝氣頭之間的管道上安裝一個氣體流量計，出水收集管的一端連接無紡布動態(tài)膜組件的內(nèi)腔，另一端置于反應(yīng)器外部，出水收集管上設(shè)有閥門。(2)將污水引入步驟(I)所述的污水處理裝置，污水通過蠕動泵的軟管進(jìn)入反應(yīng)器底部，反應(yīng)器底部設(shè)有分布均勻的曝氣頭，氣泵向曝氣頭輸氣進(jìn)行底部曝氣過程，從而向污水供氧，并推動污水在反應(yīng)器內(nèi)形成循環(huán)流動，以維持反應(yīng)器內(nèi)的完全混合狀態(tài)，并在反應(yīng)器的中間形成自上而下的膜面錯流；隨著時間的推移，無紡布動態(tài)膜組件上污泥堆積程度加重，膜通量降低，過濾壓力增大，液面隨之上升；當(dāng)壓差達(dá)到一定程度后，膜層孔徑被穿透，膜通量增大；如此反復(fù)最后達(dá)到一個平衡狀態(tài)，形成動態(tài)膜；污水經(jīng)過在反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)流動過程后，其中一部分穿透過濾面進(jìn)入無紡布動態(tài)膜組件內(nèi)的空腔，并通過出水收集管流出反應(yīng)器。所述反應(yīng)器的容積為50升，所述無紡布動態(tài)膜組件由不銹鋼架、無紡布制作而成，濾膜片由孔徑為50 μ m的無紡布包裹形成，內(nèi)腔由鋼架支撐，不易變形；每片膜的有效過濾面積為O. lm2，共4個無紡布濾膜片，嵌套固定于不銹鋼架內(nèi)，置于反應(yīng)器中部，以防止膜組件受到曝氣沖刷發(fā)生位移。所述曝氣頭的曝氣量范圍為I. 5立方米/小時，曝氣頭提供較強(qiáng)的氣-水多相流，通過短時間內(nèi)強(qiáng)烈的氣水沖刷，以控制膜污染程度。所述污水采用葡萄糖、蛋白胨、氯化銨、磷酸二氫鉀、硫酸鎂、氯化鈣、碳酸氫鈉等配制成，主要營養(yǎng)組分按照C0D:N:P:Fe=100:5:l: O. I的比例進(jìn)行配置(見表I)。表I人工配置污水的成分___ 成分_濃度(mg/L) 成分_濃度(mg/L)
葡萄糖一 556 一 FeSO4 O. 3蛋白胨 28CaCla 6
KHaPO4 52.8(NHa)aCO, 167
MgSO466NaHCO, 111
MnS047Ha0 丨6
表2不同水力停留時間下NW-DMBR的處理效果
停留時間/ (h) I進(jìn)水COD/ (mg/L) I上清液COD/ (mg/L) |系統(tǒng)出水COD/ (mg/L) |C0D上清液去除率|C0D系統(tǒng)去除率|容積去除負(fù)荷/ (kgCOD/m3 > d)
8_ 467_￡7_28_90%_94%_ I. 317_
6_ 454_45_ 32_90%_93%_ I. 687_
5_￡79_ 57_43_88%_91%_ 2. 092_
4. 5_ 489_ 73_ 59_85%_88%_ 2. 293_
4_ 450_ 77_ 54_83%_88%_ 2. 376_
3_￡78_2￡0_ 72_ 79%_85%_ 3. 024_
表3 DO對COD去除的影響
DO (mgi.) * -COBfmg L)*;; 出水 CODi:mg Lp COD 去除率 IVK '
翻Ik351-55Pv25-69^S6.4-915*” '
1-2+5
_ 平均值P _468+;__4￡^__$9.6*' '
韻Ik+5S5-595v17-54-SS. 6-94 '
:-V!----
"—平均值 P476^_40^__gl. ^
SB-
3-4*J 4_ 平均值p I_445￡_[_3Sf_I31.5^
表4 pH值對COD去除的影響
pBV__^ 進(jìn)水 CODi mg L·)‘· 出水 COEKmgCQD 去除率i: Vf *
SB*1322-580^24-65-SHO '
■ g.g · #；；----
一" 平均值p__503*=__59f___SS. 4。 ..
萡圍.s 34S-564-·13-汝87.2-95.8^ *
(5.5-7.6.P,
平■均494*540*::91.
SH-462-539-·24-53-S5.1-P3.9p '
7.6-8.5^----.
__平均値 P _496f__49f__90.2^表2、3、4為本實施例的試驗數(shù)據(jù)表，由以上三個表的數(shù)據(jù)可知，本實施例的裝置在水力停留時間(HRT)為5小時，溶解氧(DO)濃度為2毫克/升的運(yùn)行條件下，NW-DMBR裝置的出水濁度為5NTU，水質(zhì)中的懸浮物(SS)去除率在99. 5%以上，系統(tǒng)的平均進(jìn)水總有機(jī)碳(TOC)為181mg/L，平均出水總有機(jī)碳(TOC)為15mg/L，上清液總有機(jī)碳(TOC)平均去除率為88. 7%，系統(tǒng)對總有機(jī)碳(TOC)的平均去除率為91. 9%，動態(tài)膜對總有機(jī)碳(TOC)的去除率為3. 2%，反應(yīng)器對氨氮的平均去除率為93. 4%，氨氮平均去除負(fù)荷為O. 16kg/m3 -d, NW-DMBR對總磷的平均去除率為63. 5%?！?br> 權(quán)利要求
1.一種污水處理方法，其特征在于具體步驟為 (1)設(shè)置一種污水處理裝置，包括反應(yīng)器、蠕動泵、氣泵和出水收集管，其中反應(yīng)器包括無紡布動態(tài)膜組件和生物反應(yīng)單元，無紡布動態(tài)膜組件為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔是由不銹鋼金屬支撐，外層由無紡布包裹形成過濾面，反應(yīng)器底部設(shè)置有曝氣頭，蠕動泵通過軟管與反應(yīng)器底部相連接，氣泵通過管道與反應(yīng)器底部的曝氣裝置相連接，氣泵與曝氣頭之間的管道上安裝一個氣體流量計，出水收集管的一端連接無紡布動態(tài)膜組件的內(nèi)腔，另一端置于反應(yīng)器外部，出水收集管上設(shè)有閥門； (2)將污水引入步驟(I)所述的污水處理裝置，污水通過蠕動泵的軟管進(jìn)入反應(yīng)器底部，反應(yīng)器底部設(shè)有分布均勻的曝氣頭，氣泵向曝氣頭輸氣進(jìn)行底部曝氣過程，從而向污水供氧，并推動污水在反應(yīng)器內(nèi)形成循環(huán)流動，以維持反應(yīng)器內(nèi)的完全混合狀態(tài)，并在反應(yīng)器的中間形成自上而下的膜面錯流；隨著時間的推移，無紡布動態(tài)膜組件上污泥堆積程度加重，膜通量降低，過濾壓力增大，液面隨之上升；當(dāng)壓差達(dá)到一定程度后，膜層孔徑被穿透，膜通量增大；如此反復(fù)最后達(dá)到一個平衡狀態(tài)，形成動態(tài)膜；污水經(jīng)過在反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)流動過程后，其中一部分穿透過濾面進(jìn)入無紡布動態(tài)膜組件內(nèi)的空腔，并通過出水收集管流出反應(yīng)器； 所述曝氣頭的曝氣量范圍為I. 5^2立方米/小時，曝氣頭提供較強(qiáng)的氣-水多相流，通過短時間內(nèi)強(qiáng)烈的氣水沖刷，以控制膜污染程度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種污水處理方法。設(shè)置一種污水處理裝置，包括反應(yīng)器、蠕動泵、氣泵和出水收集管，其中反應(yīng)器包括無紡布動態(tài)膜組件和生物反應(yīng)單元，無紡布動態(tài)膜組件為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔是由不銹鋼金屬支撐，外層由無紡布包裹形成過濾面，污水經(jīng)過在反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)流動過程后，其中一部分穿透過濾面進(jìn)入無紡布動態(tài)膜組件內(nèi)的空腔，并通過出水收集管流出反應(yīng)器；本發(fā)明采用較廉價的無紡布材料取代傳統(tǒng)膜材料，降低傳統(tǒng)工藝中膜組件造價和膜更換的運(yùn)行費(fèi)用，并具有泥水分離效果好、剩余污泥的排放量少等優(yōu)點。
文檔編號C02F3/02GK102838202SQ20121035418
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者劉康懷, 龍飛, 史奇峰, 張慶軍 申請人:桂林理工大學(xué)