一种基于MABR的垃圾渗滤液集成生化处理工艺系统

阅读：评论：0

一种基于mabr的垃圾渗滤液集成生化处理工艺系统
技术领域
1.本实用新型属于污水处理技术领域，尤其是涉及一种基于mabr的垃圾渗滤液集成生化处理工艺系统。

背景技术：

2.随着人口快速增长、城市化进程持续深入和人民生活水平提高，城市生活垃圾的产量惊人增长，如何实现生活垃圾减量化、无害化是目前急需解决的难题。垃圾焚烧技术具有将生活垃圾重量减少80-85％、体积减少90％以上的优势，且可以回收热量用于发电，被认为是处理生活垃圾的最佳处理技术。然而，由于新鲜垃圾焚烧热值较低，焚烧前需将垃圾发酵7-10天，此过程会产生较多垃圾渗滤液，一般为垃圾焚烧量的10-25％。垃圾渗滤液含有高浓度氨氮和难降解有机组分，属于典型的营养失衡的难降解有机废水，垃圾渗滤液的处理一直是国际上污水处理领域的一个难题。
3.专利cn103663625b公开了一种垃圾渗滤液膜处理控制系统及方法，利用纳滤膜组单元和反渗透膜处理单元进行深度处理，实现了系统高度自动化运行，简化了运行管理流程，但是膜的投资和更换费用较高，且会产生一定量难处理的浓缩液，运行费用高。
4.专利cn114702196a公开了一种垃圾渗滤液多级ao处理工艺，渗滤液经过气浮预处理，然后依次进入水解酸化池、一级生物接触氧化池、一级反硝化池、二级生物接触氧化池、二级反硝化池、三级生物接触氧化池和mbr膜分离池，实现了难降解污染物的去除，处理水质达标稳定，但是渗滤液的停留时间长，占地面积大，效率低。
5.在众多的污水处理技术中，膜曝气生物膜反应器(membrane-aerated biofilm reactor,mabr)因其特殊的生物膜结构组成和传质特性，在强化水体有机物降解和氮类污染物去除等方面具有很大的技术优势和广泛的应用前景。mabr是气体膜技术与生物膜技术的有机耦合，特殊的中空纤维膜起到生物膜载体和无泡曝气的双重作用。生物膜一侧接受从中空纤维膜扩散来的氧气，利于硝化菌生长；另一侧与废水接触且氧含量低，利于反硝化菌生长，异向传质下生物膜分层结构可实现同步硝化反硝化，污染物去除能力比传统生物膜法更高。同时，氧传递到生物膜表面时不需要过液相边界层，氧的传质阻力比常规曝气法小的多，传质效率高，能耗大幅降低。
6.专利cn212610162u公开了一种全新的垃圾焚烧厂渗滤液的资源化回收利用处理系统，包括预处理单元、厌氧单元、mabr池、好氧池和二沉池，一定程度上减少了能耗，处理过程可以实现能源自给，但是好氧池产生大量污泥需要处理，处理污泥消耗一定的能耗及药剂费用，好氧池需要鼓风曝气，消耗功率较大。
7.针对垃圾渗滤液处理系统中传统处理工艺能耗大、占地面积大的缺点，研发可以高效降解污染物且运行费用低的垃圾渗滤液处理工艺势在必行。

技术实现要素：

8.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于mabr的垃圾渗滤液集成生化处理
工艺系统。
9.本实用新型采用的技术方案是：一种基于mabr的垃圾渗滤液集成生化处理工艺系统，包括ubf厌氧处理单元和mabr生化处理单元；ubf厌氧处理单元设置有依次连通的ubf厌氧反应器和冷却塔；mabr生化处理单元包括进出水口依次连通的膜池mabr-1、膜池mabr-2以及膜池mabr-3，且膜池mabr-3通过回流泵与膜池mabr-1连接。
10.优选地，膜池mabr-1、膜池mabr-2以及膜池mabr-3内分别设有mabr膜组件，mabr膜组件包括mabr中空纤维膜、膜架与气体管路；mabr中空纤维膜上附着有生物膜；mabr膜组件通过气体管路同空气压缩机连接。
11.优选地，通向膜池mabr-1、膜池mabr-2以及膜池mabr-3的气体管路上分别设有管路阀门。
12.优选地，控制管路阀门控制膜池mabr-1的溶解氧维持在0.15-0.25mg/l、膜池mabr-2的溶解氧维持在0.40-0.60mg/l、膜池mabr-3的溶解氧维持在1.50-3.50mg/l。
13.优选地，膜池mabr-3通过回流泵循环至膜池mabr-1的回流比为50％-300％。
14.优选地，膜池mabr-1、膜池mabr-2和膜池mabr-3上游均设有膜池水泵装置。
15.本实用新型具有的优点和积极效果是：垃圾渗滤液经过ubf厌氧反应器完成厌氧处理，依次经过膜池mabr-1、mabr-2和mabr-3的处理，同时设置由膜池mabr-3至膜池mabr-1的污水回流；ubf厌氧处理阶段，抗冲击负荷能力较强，可以显著提高垃圾渗滤液的可生化性，为后续mabr处理创造有利条件。作为污水处理的主体工艺，本技术方案以三段mabr作为主体工艺，区别于传统活性污泥法，大大减少了污泥产量，去除有机物、氨氮、总氮以及总磷效果高效稳定，节省了占地面积，相比于活性污泥法降低约70％曝气能耗。
附图说明
16.图1是本实用新型垃圾渗滤液集成生化处理工艺系统的装置流程图；
17.图中：
18.1、反应器水泵
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2、ubf厌氧反应器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3、冷却塔入水口
19.4、冷却塔
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
5、膜池水泵
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6、膜池mabr-1
20.7、mabr膜组件
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
8、膜架
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
9、mabr中空纤维膜
21.10、气体管路
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11、空气压缩机
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12、管路阀门
22.13、膜池mabr-2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
14、膜池mabr-3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
15、回流泵
23.16、出水口
具体实施方式
24.下面结合附图对本实用新型的实施例做出说明。
25.本实用新型公开一种基于mabr的垃圾渗滤液集成生化处理工艺系统，包括ubf厌氧处理单元和mabr生化处理单元，ubf厌氧处理单元对垃圾渗滤液进行厌氧发酵处理，然后在进入mabr生化处理单元去除有机物和氮磷。
26.ubf厌氧处理单元设置有依次连通的ubf厌氧反应器2和冷却塔4，垃圾渗滤液由反应器水泵1输入ubf厌氧反应器2，在ubf厌氧反应器2中厌氧发酵后，进入冷却塔4进行降温，经过冷却塔4达到预设温度后进入下一处理单元。mabr生化处理单元包括进出水口16依次
连通的膜池mabr-1 6、膜池mabr-2 13以及膜池mabr-3 14，且膜池mabr-3通过回流泵15与膜池mabr-1连接，实现膜池mabr-3到膜池mabr-1的回流。
27.膜池mabr-1、膜池mabr-2以及膜池mabr-3内分别设有mabr膜组件，mabr膜组件包括mabr中空纤维膜9、膜架8与气体管路10，中空纤维膜9置于膜架8上；mabr中空纤维膜9上附着有生物膜；mabr膜组件通过气体管路10和管路阀门12同空气压缩机11连接，通向膜池mabr-1、膜池mabr-2以及膜池mabr-3的气体管路10上分别设有管路阀门12。可通过控制各个管理阀门实现对各个膜池氧溶解量的控制。本实用新型某些实施例中，调整管理阀门，使得膜池mabr-1的溶解氧维持在0.15-0.25mg/l、膜池mabr-2的溶解氧维持在0.40-0.60mg/l、膜池mabr-3的溶解氧维持在1.50-3.50mg/l，不同的溶解氧量可以引起膜丝上微生物种类的不同，垃圾渗滤液依次流经不同微生物环境的膜池，实现逐层的差异化达标处理。膜池mabr-1、膜池mabr-2和膜池mabr-3上游均设有膜池水泵5装置，辅助待处理的垃圾渗滤液依次进入膜池mabr-1、膜池mabr-2以及膜池mabr-3。
28.垃圾渗滤液依次经膜池mabr-1、膜池mabr-2以及膜池mabr-3处理后可从膜池mabr-3下游的出水口16排出。为了提高垃圾渗滤液的处理效果，膜池mabr-3还通过回流泵15连接膜池mabr-1，重复处理。具体回流流量可以根据从出水口16处排出液的检测结果进行调整，或根据未经处理的垃圾渗滤液检验结果进行调整；膜池mabr-3通过回流泵15循环至膜池mabr-1的回流比为50％-300％。设置回流模式一方面为mabr-1池进行反硝化作用提供硝态氮，另一方面通过回流稀释进水，减少冲击负荷
29.处理时，垃圾渗液依次经过基于mabr的垃圾渗滤液集成生化处理工艺系统的ubf厌氧处理单元和mabr生化处理单元，其中在mabr生化处理单元中完成从膜池mabr-1到膜池mabr-3的三级处理后，从膜池mabr-3的出水口16处流出，完成对垃圾渗滤液的处理。具体步骤如下：
30.步骤一：渗滤液经厌氧处理单元处理：将垃圾渗滤液经反应器水泵1提升至ubf厌氧反应器2，经厌氧发酵后的出水经冷却塔4的入水口3后流入冷却塔4，在冷却塔4中冷却至室温；
31.步骤二、垃圾渗滤液经mabr处理单元处理：调整管理阀门，使得膜池mabr-1的溶解氧维持在0.15-0.25mg/l呈厌氧状态；膜池mabr-2的溶解氧维持在0.40-0.60mg/l，溶氧量高于膜池mabr-1，呈缺氧状态；膜池mabr-3的溶解氧维持在1.50-3.50mg/l，利于好氧菌的生长；步骤一中冷却塔4出水经过水泵提升至膜池mabr-1，在厌氧条件下生物膜中微生物对大分子有机物进行水解酸化，提高渗滤液可生化性，反硝化细菌利用回流液中的硝态氮进行反硝化作用去除总氮，同时聚磷菌完成厌氧释磷；从膜池mabr-1流出进入膜池mabr-2，在膜池mabr-2的生物膜的作用下去除易降解有机物，缺氧条件能够进行一定程度的硝化作用去除部分氨氮；从膜池mabr-2流出进入膜池mabr-3，好氧条件下实现剩余有机物去除，将氨氮硝化成硝态氮，通过聚磷菌去除总磷；膜池mabr-3的出水一部分通过回流泵15循环回至膜池mabr-1深度处理，另一部分则经过出水口16排出，完成处理过程。其中，膜池mabr-1、膜池mabr-2以及膜池mabr-3的水力停留时间维持在24-72h。
32.下面结合具体实施例对本实用新型方案做出说明。
33.实施例：
34.一种基于mabr的垃圾渗滤液集成生化处理工艺系统，包括ubf厌氧处理单元和
mabr生化处理单元。ubf厌氧处理单元设置有依次连通的ubf厌氧反应器2和冷却塔4，ubf厌氧反应器2上游设有水泵，出口连接冷却塔4上端入水口；mabr生化处理单元包括进出水口16依次连通的膜池mabr-1、膜池mabr-2以及膜池mabr-3，各个膜池上游均设有水泵，且膜池mabr-3通过回流泵15与膜池mabr-1连接，膜池mabr-3通过回流泵15循环至膜池mabr-1的回流比为50％-300％。
35.膜池mabr-1、膜池mabr-2以及膜池mabr-3内分别设有mabr膜组件，mabr膜组件包括mabr中空纤维膜9、膜架8与气体管路10；mabr中空纤维膜9上附着有生物膜；mabr膜组件通过气体管路10和管路阀门12同空气压缩机11连接。控制管路阀门12控制膜池mabr-1的溶解氧维持在0.15-0.25mg/l、膜池mabr-2的溶解氧维持在0.40-0.60mg/l、膜池mabr-3的溶解氧维持在1.50-3.50mg/l。
36.使用时，垃圾渗滤液经进水泵提升至ubf厌氧反应器2，经厌氧发酵后的出水经冷却塔4冷却塔4入水口3后流入冷却塔4，在冷却塔4中冷却至室温，流入mabr生化处理单元；冷却塔4流出液体物质经过水泵提升至膜池mabr-1，在生物膜的作用下实现大分子有机物的水解酸化，提高渗滤液可生化性，进行反硝化作用去除总氮，同时聚磷菌完成厌氧释磷；从膜池mabr-1流出进入膜池mabr-2，在膜池mabr-2的生物膜的作用下去除大部分有机物和氨氮；从膜池mabr-2流出进入膜池mabr-3，进一步消减有机物和氨氮，通过聚磷菌去除总磷；膜池mabr-3的出水一部分通过回流泵15循环回至膜池mabr-1深度处理，另一部分则经过出水口16排出，完成处理过程；膜池mabr-1、膜池mabr-2以及膜池mabr-3的水力停留时间维持在24-72h。
37.本集成工艺系统稳定运行后，在进水cod、氨氮和总氮浓度分别达到65000-75000mg/l、1000-1500mg/l和2000-25000mg/l的条件下，cod去除率达到95％以上、氨氮去除率达到79％以上、总氮去除率达到75％以上。
38.以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

技术特征：

1.一种基于mabr的垃圾渗滤液集成生化处理工艺系统，其特征在于：包括ubf厌氧处理单元和mabr生化处理单元；所述ubf厌氧处理单元设置有依次连通的ubf厌氧反应器和冷却塔；所述mabr生化处理单元包括进出水口依次连通的膜池mabr-1、膜池mabr-2以及膜池mabr-3，且膜池mabr-3通过回流泵与膜池mabr-1连接。2.根据权利要求1所述的基于mabr的垃圾渗滤液集成生化处理工艺系统，其特征在于：所述膜池mabr-1、膜池mabr-2以及膜池mabr-3内分别设有mabr膜组件，所述mabr膜组件包括mabr中空纤维膜、膜架与气体管路；所述mabr中空纤维膜上附着有生物膜；所述mabr膜组件通过气体管路同空气压缩机连接。3.根据权利要求2所述的基于mabr的垃圾渗滤液集成生化处理工艺系统，其特征在于：通向所述膜池mabr-1、膜池mabr-2以及膜池mabr-3的气体管路上分别设有管路阀门。4.根据权利要求3所述的基于mabr的垃圾渗滤液集成生化处理工艺系统，其特征在于：控制所述管路阀门控制所述膜池mabr-1的溶解氧维持在0.15-0.25mg/l、所述膜池mabr-2的溶解氧维持在0.40-0.60mg/l、所述膜池mabr-3的溶解氧维持在1.50-3.50mg/l。5.根据权利要求1所述的基于mabr的垃圾渗滤液集成生化处理工艺系统，其特征在于：所述膜池mabr-3通过回流泵循环至所述膜池mabr-1的回流比为50％-300％。6.根据权利要求1所述的基于mabr的垃圾渗滤液集成生化处理工艺系统，其特征在于：所述膜池mabr-1、所述膜池mabr-2和所述膜池mabr-3上游均设有膜池水泵装置。

技术总结

本实用新型涉及一种基于MABR的垃圾渗滤液集成生化处理工艺系统，包括UBF厌氧处理单元和MABR生化处理单元，垃圾渗滤液经过UBF厌氧反应器完成厌氧处理，UBF厌氧处理单元对预处理的垃圾渗滤液进行厌氧发酵处理，然后在进入MABR生化处理单元，依次经过膜池MABR-1、MABR-2和MABR-3的处理，去除有机物和氮磷；本实用新型有益效果是：UBF厌氧处理阶段，抗冲击负荷能力较强，可以显著提高垃圾渗滤液的可生化性，为后续MABR处理创造有利条件；三段式的MABR作为主体工艺，大大减少了污泥产量，去除有机物、氨氮、总氮以及总磷效果高效稳定，节省了占地面积，能耗低。能耗低。能耗低。