高浓度有机废水厌氧膜法水处理回用装置及工艺的制作方法

本发明涉及高浓度有机废水回用处理技术领域，尤其涉及一种高浓度有机废水厌氧膜法水处理回用装置及工艺。

背景技术：

高浓度有机废水包括制药工业废水、纺织工业废水、石油化工废水、煤化工废水、制浆造纸工业废水、食品加工废水，以及其他化工废水等行业性废水。这类废水的主要特点为cod高，氨氮高，往往缺乏磷。需要处理的主要污染物质为有机物及氨氮。有机物的去除常采用生物法中的厌氧与好氧技术。其中厌氧处理技术以其运行成本低，可回收沼气能源等优势在处理高浓度有机废水领域得到了大力发展。但常规厌氧工艺出水cod高，难以去除氨氮，后续需要逐级好氧处理，氨氮的去除通常采用ao工艺。因总氮的去除受回流比的限制，并且需要碳源，因此其能耗特别高，对于高含氮废水，通常需要多级ao的串联。同时高浓度有机废水需要出水回用时，常规的厌氧加好氧工艺难以达到回用要求，通常需后处理，如采用混凝沉淀+过滤和增加膜处理工艺段等。由此可见，采用常规工艺将高浓度有机废水处理至回用要求时，其工艺冗长，设备繁多，运行费用高，季节变化或水质冲击时系统运行不稳定时，造成了运行成本的浪费与水体环境的污染。

中国专利公开号：cn103723891a公开了一种高浓度有机废水处理方法及处理系统，该系统用厌氧mbr-膜分离组合工艺代替了传统的厌氧-好氧mbr-深度处理工艺，该厌氧mbr子系统在现有厌氧处理工艺上进行了改进，通过增加废水停留时间、提高厌氧污泥与污水的混合强度和采用高分子滤料减少污泥流失的方法提高该步骤的废水处理能力，其排出的废水中有机物浓度较高，因此在后续的深度处理子系统的浓液侧能得到高浓度的可以回收利用的有机物。由此可见，所述处理系统存在以下问题：

第一，所述系统的处理方法步骤繁琐，处理流程长，在运行时易产生资源的浪费，导致所述系统对污水的处理效率降低。

第二，所述系统在运行过程中仅通过静置的方式对其内部的污水进行处理，需要消耗大量的时间，从而进一步降低了处理效率。

技术实现要素：

为此，本发明提供一种高浓度有机废水厌氧膜法水处理回用装置及工艺，用以克服现有技术中工艺流程繁琐导致的处理效率低下的问题。

一方面，本发明提供一种高浓度有机废水厌氧膜法水处理回用工艺，包括：

dlic单元，其为一反应器，用以将废水中有机物转换为氨氮并回收沼气能源；

dsnr单元，其为一池体并与所述dlic单元相连，用以对所述dlic单元出水进行亚氧化处理以及亚硝化处理，并使水中氨氮转化为亚硝酸盐；

dbar单元，其为一池体并与所述dsnr单元相连，用以对所述dsnr单元处理后水中的微生物进行富集，并使水中亚硝酸盐与氨氮反应转化为氮气排出；

dams单元，其为一池体并与所述dbar单元相连，用以对所述dbar单元出水中的污染物质进行进一步过滤。

进一步地，所述dlic单元内设有厌氧颗粒污泥，且dlic单元底部采用旋流布水，用以使其内部水体沿轴向与径向旋流上升，并使厌氧颗粒污泥与水体充分接触。

进一步地，所述dlic单元选用内回流与外回流相结合的双回流模式，在回流管上设有调节阀，通过调整调节阀的开度以分别控制水体的上升流速以及水体与厌氧颗粒污泥的混合强度。

进一步地，所述dsnr单元为一设有搅拌器的序批式反应池，在反应池内部设有dsnr生物载体，用以富集亚硝化菌。

进一步地，所述dsnr生物载体为比重大于水的高强度粉末，其具有高比表面积以及适宜亚硝化菌生长的内部结构，以对亚硝化菌进行富集。

进一步地，所述dbar单元为一设有搅拌器的序批式反应池，在反应池出水管道上设有电动阀，用以控制出水流量，在反应池内部设有dbar生物载体，用以富集水中的微生物。

进一步地，所述电动阀与搅拌器相连，通过对时间进行控制，以使所述出水管道达到小水量多频次出水。

进一步地，所述dbar生物载体为一种为生物载体，包括指定量的厌氧氨氧化菌剩余污泥、薛定谔试剂及骨架材质。

进一步地，所述dams单元中设有分离膜，用以过滤水中的污染物质。

另一方面，本发明提供一种高浓度有机废水厌氧膜法水处理回用工艺，包括：

步骤1：将污水通入所述dlic单元，通过反应器去除污水中的cod，并将有机氮转化为氨氮，以为后续的亚硝化反应提供先决条件；

步骤2：污水经所述dlic单元处理后流入所述dsnr单元，dsnr单元开始对污水进行搅拌，并通过控制污水中的溶解氧含量、ph值以及dsnr单元中好氧与缺氧的交替转换，将污水中的氨氮转化为亚硝酸盐，同时使用dsnr单元内的dsnr生物载体对污水中的亚硝化菌进行富集和沉降；

步骤3：污水经所述dsnr单元处理后流入所述dbar单元，dbar单元将污水中亚硝酸盐与氨氮反应转化为氮气排出，同时使用dbar生物载体对污水中的微生物进行富集和沉降；

步骤4：污水经所述dbar单元处理后流入所述dams单元，dams单元会对污水中的污染物质进行进一步降解，并在降解后使污水通过特种膜，通过膜对污水的过滤使出水达到回用标准。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过多种自主研发的处理装备与技术的有效结合，使高浓度有机废水经厌氧处理后可达到回用要求。本发明采用高效厌氧反应器，使绝大多数有机物转化为沼气，达到了能源最大化回收的目的；本发明中氨氮的去除采用厌氧氨氧化技术，出水采用dams厌氧膜工艺，大大缩短了常规工艺中厌氧+多级ao+沉淀+混凝沉淀+过滤的工艺流程，极大的缩短了工艺段；且由于减少了繁琐的好氧工艺及深度处理工艺，因此大大降低了初始投资和运行费用；同时，本发明采用低能耗的dams厌氧膜处理技术，实现了高浓度有机废水没有好氧段及复杂的深度处理工艺段也可达到回用要求的目的。

进一步地，所述dlic单元内采用旋流布水，通过使内部水体沿轴向与径向旋流上升，这样，所述厌氧颗粒污泥就会与水体充分接触，解决了传统布水方式中泥水呈层流形式上升而混合不足的问题。

尤其，所述dlic单元中采用内回流与外回流相结合的双回流模式，并在回流管上设置调节阀，通过调整调节阀的开度以分别控制水体的上升流速以及水体与厌氧颗粒污泥的混合强度，从而使高浓度有机废水得到20倍以上的稀释，以使所述dlic单元具有更强的抗负荷冲击能力。

进一步地，所述dsnr单元与dbar单元均选用序批式反应池，这样，在所述两单元运行时，能够更好地控制池内的反应条件，从而创造更加适宜生物载体的环境，以提高所述工艺对高浓度有机废水的处理效率。

尤其，上述两单元中还分别设有搅拌器，这样，当所述两单元在运行时，其内部的生物载体能够与水中的微生物进行充分混合，从而进一步提高所述工艺对高浓度有机废水的处理效率。

进一步地，所述dsnr单元内设有dsnr生物载体，其具有适宜亚硝化菌生长的内部结构，这样，所述dsnr能够对水中的亚硝化菌进行很好的富集，从而减少亚硝化菌的流失。

尤其，所述dsnr生物载体的比重大于水，这样，在其吸收亚硝化菌后，能够进行很好的沉降，从而达到对水中亚硝化菌的迅速去除。

进一步地，所述dbar单元中设有dbar生物载体，这样，所述dbar在运行时，所述dbar载体能够对水中的微生物进行很好的富集，从而进一步提高所述工艺对高浓度有机废水的处理效率。

尤其，所述dbar单元出水管上还设有与所述搅拌器相连的电动阀，通过对所述电动阀的运行时间进行设置，能够使所述dbar单元达到小水量多频次出水，从而保证所述工艺中水流的连续性以及后续单元的稳定性，提高了所述工艺的运行效率。

进一步地，所述dams单元中设有厌氧膜，这样，通过使用厌氧膜替代沉淀池，可使出水悬浮物及cod降到很低，达到回用要求，同时，厌氧膜具有抗污染，耐冲洗以及寿命长的特点，在能够进行长时间的使用的同时，具有较高的稳定性，进一步提高了所述工艺对高浓度有机废水的处理效率。

附图说明

图1为本发明所述高浓度有机废水厌氧膜法水处理回用工艺的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图1所示，其为本发明所述高浓度有机废水厌氧膜法水处理回用工艺的工艺流程图，包括dlic单元、dsnr单元、dbar单元和dams单元。其中，所述工艺流程包括：

步骤1：将污水通入所述dlic单元，通过反应器去除污水中的cod，并将有机氮转化为氨氮，以为后续的亚硝化反应提供先决条件；

步骤2：污水经所述dlic单元处理后流入所述dsnr单元，dsnr单元开始对污水进行搅拌，并通过控制污水中的溶解氧含量、ph值以及dsnr单元中好氧与缺氧的交替转换，将污水中的氨氮转化为亚硝酸盐，同时使用dsnr单元内的dsnr生物载体对污水中的亚硝化菌进行富集和沉降；

步骤3：污水经所述dsnr单元处理后流入所述dbar单元，dbar单元将污水中亚硝酸盐与氨氮反应转化为氮气排出，同时使用dbar生物载体对污水中的微生物进行富集和沉降；

步骤4：污水经所述dbar单元处理后流入所述dams单元，dams单元会对污水中的污染物质进行进一步降解，并在降解后使污水通过特种膜，通过膜对污水的过滤使出水达到回用标准。

具体而言，在所述步骤1中，所述dlic单元为德蓝内循环厌氧反应器单元(delaninternalcirculationanaerobicreactor)，其为一高径比很大的圆柱形反应器，在反应器内部设有厌氧颗粒污泥，在反应器底部设有旋流布水，所述反应器采用内回流与外回流相结合的双回流模式，并在回流罐上设置调节阀。

当废水进入所述dlic单元后，反应器中水体会沿轴向和径向旋流上升，以使厌氧颗粒污泥与水体充分混合与接触，从而去除废水中cod并将有机氮转化为氨氮，以为后续的亚硝化反应提供了先决条件。所述调节阀会根据不同需求调整合适的回流量，从而更有效的控制水体的上升流速以及厌氧颗粒污泥与水体的混合强度。

具体而言，在所述步骤2中，所述dsnr单元为德蓝序批式生物载体亚硝化反应器单元(delansequencingbatchbiologicalnitrosationreaction)，其为一设有搅拌器的序批式反应池，在反应池内设有dsnr生物载体，所述dsnr生物载体外观为高强度粉末，比重大于水，具有很高的比表面积及适宜亚硝化菌生长的内部结构。

当所述dlic对污水进行处理后，将处理后污水输送至所述dsnr单元内，所述dsnr单元采用连续进水方式，在排水完成后自动开启搅拌器，并将水中的溶解氧控制在1.0-2.0mg/l、ph维持在8.0，反应池中dsnr生物载体对水体中的亚硝酸菌进行富集，并在富集后开始沉降，所述搅拌器根据氨氮转化率控制亚氧化与搅拌时间，当氨氮转化率到达55％时停止亚氧化系统和搅拌，静沉15分钟后开始排水，将处理后废水输送至下一单元。

具体而言，在所述步骤3中，所述dbar单元为德蓝生物载体厌氧氨氧化反应器单元(delanbiologicalanaerobicammoniaoxidationreactor)，其为一设有搅拌器的序批式反应池，在反应池内设有dbar生物载体，所述dbar生物载体通过厌氧氨氧化菌剩余污泥以及薛定谔试剂及其他骨架材质制备而成，用以吸附污水中的微生物。所述dbar单元出水管道处设有电动阀，用以控制所述dbar的出水量。

当污水经所述dsnr单元处理后，进入所述dbar单元，所述dbar单元采用连续进水方式，在排水完成后自动开启搅拌，出水通过出水管道上的电动阀控制，通过与搅拌机连锁，设置时间控制，小水量多频次出水，以保证不影响后续单元的运行。

具体而言，在所述步骤4中，所述dams单元为德蓝厌氧膜分离生物反应器单元(delananaerobicmembraneseparationbioreactor)，其为一厌氧技术与膜过滤技术相结合的厌氧膜生物反应器，其内部设有亲水性ptfe特种膜，用以进一步降低所述dbar单元出水中的污染物质，并且通过膜过滤作用，使出水达到回用要求。

当所述dsnr单元对污水进行处理后，会将处理后污水输送至所述dams单元，dams单元内的亲水性ptfe特种膜会对污水进行过滤，将污水内的cod预计悬浮物滤除，从而使过滤后污水达到回用要求。

将本发明所述工艺与常规工艺进行比较后，可得出如下结论：

1.本工程中所述dlic单元对污水中cod的平均去除率达到91.2％，即污水中91.2％的有机物经厌氧处理后转化为沼气能源而回收；同时出水回用率大于95％。因此本工艺在回收能源的同时回收宝贵的水资源。

2.常规处理工艺将总氮从255mg/l降至9mg/l，流程为：ic+a+o+a+o+沉淀+混凝沉淀+过滤，而本工艺流程为：dlic+dsnr+dbar+dams，本发明所述工艺处理单元缩短至一半，大大压缩了工艺流程。

由于ao工艺中总氮去除率公式为η＝n÷(n+1)，n为污泥回流比与混合液回流比之和，即总回流比n为400％时，总氮去除率为80％。总回流比为1000％时总氮去除率仅为90.9％。因此对于高含氮废水，为了使总氮降到较低水平时，必须采用多级ao工艺，工艺冗长。

3.土建投资：本工艺与常规工艺相比土建投资节省45％。

4.设备投资：本工艺与常规工艺相比，减少了曝气风机及曝气管、回流系统、加药系统、搅拌及刮泥系统等。增加了生物载体及厌氧膜等。综合后设备投资略有降低。

5.运行成本：本工艺与常规工艺相比，减少了曝气能耗、硝化液回流泵能耗、加药能耗与药耗等，综合运行成本节省了76％。仅相当于常规工艺的1/4。

综上所述，采用本发明所述工艺可节省初始投资45％以上，节省运行成本76％。

同时，通过采用高浓度有机废水厌氧膜法水处理回用工艺，高浓度有机废水主要污染物质指标低于《城市污水再生利用—城市杂用水水质》。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。