专利名称：一种污水处理方法
技术领域：
本发明所属技术领域为环境工程领域，特别涉及一种污水处理方法。
背景技术：
目前，城市水资源的短缺制约着经济的发展，将城市污水处理厂的二级出水进行深度处理和再生回用是解决水资源短缺的一条有效途径；城市污水的二级处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艺有SBR工艺、CAST工艺、 AB工艺和氧化沟法等；常用的生物膜法主要有生物滤池法、生物转盘法、生物接触氧化法和生物流化床法等；这些方法在处理污水时，可以取得良好的除污效果，但也存在一些难以克服的缺点，如基建和运行费用高、污泥膨胀问题普遍发生、剩余污泥处理处置难度大等。污水处理中膜分离技术的投资费用要比传统生物处理技术的费用高，基于膜污染相关理论和机理可知，应该根据膜孔径及料液粒子的状况选择合适粒径的涂膜粒子，以期得到较好的效果；粒径过小，则膜孔堵塞，不易清洗；粒径过大，则截留效果差；此外，动态膜因物理、化学或机械作用被截留形成，其成膜的结合力也是一个需要注意的问题；结合力太强，则不利于动态膜更新；结合力太弱，则不利于动态膜的稳定。无纺布在材质、结构、后处理及热定型等方面与传统的有纺布有很大的区别；其主要原材料为聚丙烯，是新一代环保材料，具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用、拨水性，不发霉等特性，并能隔离存在液体内细菌及微生物的侵蚀；无纺布的孔径在1_500μπι不等，可以充当中小粒子的过滤介质；其制作过程具有流程短、产量高、成本低、原料来源多等特点；由于无纺布表现出优越的过滤性能和低廉的成本，越来越多的被使用在过滤工艺中。为了克服高成本、易污染等问题，采用无纺布作为动态膜组件与好氧生物反应器有机结合起来的思路未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种污水处理方法，该方法需要借助一种采用无纺布动态膜与好氧生物反应器结合起来所开发的污水处理装置来进行。具体步骤为
(I)设置一种污水处理装置，包括反应器、蠕动泵、气泵和出水收集管，其中反应器包括无纺布动态膜组件和生物反应单元，无纺布动态膜组件为中空结构，内腔是由不锈钢金属支撑，外层由无纺布包裹形成过滤面，反应器底部设置有曝气头，蠕动泵通过软管与反应器底部相连接，气泵通过管道与反应器底部的曝气装置相连接，气泵与曝气头之间的管道上安装一个气体流量计，出水收集管的一端连接无纺布动态膜组件的内腔，另一端置于反应器外部，出水收集管上设有阀门。(2)将污水引入步骤(I)所述的污水处理装置，污水通过蠕动泵的软管进入反应器底部，反应器底部设有分布均匀的曝气头，气泵向曝气头输气进行底部曝气过程，从而向污水供氧，并推动污水在反应器内形成循环流动，以维持反应器内的完全混合状态，并在反应器的中间形成自上而下的膜面错流；随着时间的推移，无纺布动态膜组件上污泥堆积程度加重，膜通量降低，过滤压力增大，液面随之上升；当压差达到一定程度后，膜层孔径被穿透，膜通量增大；如此反复最后达到一个平衡状态，形成动态膜；污水经过在反应器内的循环流动过程后，其中一部分穿透过滤面进入无纺布动态膜组件内的空腔，并通过出水收集管流出反应器。所述曝气头的曝气量范围为I. 5^2立方米/小时，曝气头提供较强的气-水多相流，通过短时间内强烈的气水冲刷，以控制膜污染程度。与传统的试验方法不同，本发明借助一种采用无纺布动态膜与好氧生物反应器结合起来所开发的新型污水处理装置来进行，具有如下优点
(1)本发明的泥水分离效果好，剩余污泥的排放量少；
(2)本发明采用较廉价的无纺布材料取代传统膜材料，降低传统工艺中膜组件造价和膜更换的运行费用，从而提高污水处理的效益，降低污水处理的成本，便于推广应用；
(3)本发明所使用的装置结构简单，易于维护，操作简单。
图I是本发明所使用污水处理装置连接示意图。图中标记1-螺动泵；2-气泵；3_反应器；4_无纺布动态膜组件；5_曝气头；6-阀门；7-气体流量计。图2是实施例中试验初期出水收集管所出水的浊度随时间变化图。图3是实施例中试验的容积负荷对系统COD去除效果的影响图。图4是实施例中试验的污泥负荷对系统COD去除效果的影响图。图5是实施例中试验的水力停留时间与COD去除率的关系图。
具体实施例方式实施例
(I)设置一种污水处理装置，包括反应器、蠕动泵、气泵和出水收集管，其中反应器包括无纺布动态膜组件和生物反应单元，无纺布动态膜组件为中空结构，内腔是由不锈钢金属支撑，外层由无纺布包裹形成过滤面，反应器底部设置有曝气头，蠕动泵通过软管与反应器底部相连接，气泵通过管道与反应器底部的曝气装置相连接，气泵与曝气头之间的管道上安装一个气体流量计，出水收集管的一端连接无纺布动态膜组件的内腔，另一端置于反应器外部，出水收集管上设有阀门。(2)将污水引入步骤(I)所述的污水处理装置，污水通过蠕动泵的软管进入反应器底部，反应器底部设有分布均匀的曝气头，气泵向曝气头输气进行底部曝气过程，从而向污水供氧，并推动污水在反应器内形成循环流动，以维持反应器内的完全混合状态，并在反应器的中间形成自上而下的膜面错流；随着时间的推移，无纺布动态膜组件上污泥堆积程度加重，膜通量降低，过滤压力增大，液面随之上升；当压差达到一定程度后，膜层孔径被穿透，膜通量增大；如此反复最后达到一个平衡状态，形成动态膜；污水经过在反应器内的循环流动过程后，其中一部分穿透过滤面进入无纺布动态膜组件内的空腔，并通过出水收集管流出反应器。所述反应器的容积为50升，所述无纺布动态膜组件由不锈钢架、无纺布制作而成，滤膜片由孔径为50 μ m的无纺布包裹形成，内腔由钢架支撑，不易变形；每片膜的有效过滤面积为O. lm2，共4个无纺布滤膜片，嵌套固定于不锈钢架内，置于反应器中部，以防止膜组件受到曝气冲刷发生位移。所述曝气头的曝气量范围为I. 5立方米/小时，曝气头提供较强的气-水多相流，通过短时间内强烈的气水冲刷，以控制膜污染程度。所述污水采用葡萄糖、蛋白胨、氯化铵、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化钙、碳酸氢钠等配制成，主要营养组分按照C0D:N:P:Fe=100:5:l: O. I的比例进行配置(见表I)。表I人工配置污水的成分___ 成分_浓度(mg/L) 成分_浓度(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不同水力停留时间下NW-DMBR的处理效果
停留时间/ (h) I进水COD/ (mg/L) I上清液COD/ (mg/L) |系统出水COD/ (mg/L) |C0D上清液去除率|C0D系统去除率|容积去除负荷/ (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对COD去除的影响
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*' '
韵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值对COD去除的影响
pBV__^ 进水 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。 ..
萡围.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为本实施例的试验数据表，由以上三个表的数据可知，本实施例的装置在水力停留时间(HRT)为5小时，溶解氧(DO)浓度为2毫克/升的运行条件下，NW-DMBR装置的出水浊度为5NTU，水质中的悬浮物(SS)去除率在99. 5%以上，系统的平均进水总有机碳(TOC)为181mg/L，平均出水总有机碳(TOC)为15mg/L，上清液总有机碳(TOC)平均去除率为88. 7%，系统对总有机碳(TOC)的平均去除率为91. 9%，动态膜对总有机碳(TOC)的去除率为3. 2%，反应器对氨氮的平均去除率为93. 4%，氨氮平均去除负荷为O. 16kg/m3 -d, NW-DMBR对总磷的平均去除率为63. 5%。·
权利要求
1.一种污水处理方法，其特征在于具体步骤为 (1)设置一种污水处理装置，包括反应器、蠕动泵、气泵和出水收集管，其中反应器包括无纺布动态膜组件和生物反应单元，无纺布动态膜组件为中空结构，内腔是由不锈钢金属支撑，外层由无纺布包裹形成过滤面，反应器底部设置有曝气头，蠕动泵通过软管与反应器底部相连接，气泵通过管道与反应器底部的曝气装置相连接，气泵与曝气头之间的管道上安装一个气体流量计，出水收集管的一端连接无纺布动态膜组件的内腔，另一端置于反应器外部，出水收集管上设有阀门； (2)将污水引入步骤(I)所述的污水处理装置，污水通过蠕动泵的软管进入反应器底部，反应器底部设有分布均匀的曝气头，气泵向曝气头输气进行底部曝气过程，从而向污水供氧，并推动污水在反应器内形成循环流动，以维持反应器内的完全混合状态，并在反应器的中间形成自上而下的膜面错流；随着时间的推移，无纺布动态膜组件上污泥堆积程度加重，膜通量降低，过滤压力增大，液面随之上升；当压差达到一定程度后，膜层孔径被穿透，膜通量增大；如此反复最后达到一个平衡状态，形成动态膜；污水经过在反应器内的循环流动过程后，其中一部分穿透过滤面进入无纺布动态膜组件内的空腔，并通过出水收集管流出反应器； 所述曝气头的曝气量范围为I. 5^2立方米/小时，曝气头提供较强的气-水多相流，通过短时间内强烈的气水冲刷，以控制膜污染程度。
全文摘要
本发明公开了一种污水处理方法。设置一种污水处理装置，包括反应器、蠕动泵、气泵和出水收集管，其中反应器包括无纺布动态膜组件和生物反应单元，无纺布动态膜组件为中空结构，内腔是由不锈钢金属支撑，外层由无纺布包裹形成过滤面，污水经过在反应器内的循环流动过程后，其中一部分穿透过滤面进入无纺布动态膜组件内的空腔，并通过出水收集管流出反应器；本发明采用较廉价的无纺布材料取代传统膜材料，降低传统工艺中膜组件造价和膜更换的运行费用，并具有泥水分离效果好、剩余污泥的排放量少等优点。
文档编号C02F3/02GK102838202SQ20121035418
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者刘康怀, 龙飞, 史奇峰, 张庆军 申请人:桂林理工大学