一種處理高懸浮固體濃度有機廢水的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于廢水處理領域，特別涉及一種處理高懸浮固體濃度有機廢水的方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國城市化進程的加快和社會經濟的快速發(fā)展，各種高有機物濃度和高懸浮于固體濃度的廢物和廢水處理越來越受到關注，如食品廢水、好氧污泥和養(yǎng)殖廢水等。這些污水中含有大量的有機質，經厭氧微生物的作用可以轉化為清潔的能源(甲烷)。另一方面，這些污水中又含有大量的固體，給污水的高效厭氧甲烷發(fā)酵處理帶了很大難度。厭氧膜生物反應器具有截留懸浮固體有機物和厭氧微生物的優(yōu)點，能夠獲得高的甲烷產率，又能夠獲得好的出水水質，可以應用于低固體濃度的有機廢水(如城市生活污水)，但不能應用于高懸浮固體濃度的有機廢水(懸浮固體濃度高于10g/L的有機廢水)。目前，高懸浮固體濃度和高有機物濃度的有機廢水處理仍然缺乏有效的技術手段。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種高懸浮固體濃度有機廢水的處理方法，大幅度地提高厭氧膜生物反應器能夠處理的有機物廢水濃度。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術方案:
[0005]一種處理高懸浮固體濃度有機廢水的方法，其特征在于:所述方法包括如下步驟:
[0006]a.高溫生物水解預處理:高懸浮固體濃度有機廢水通過管道進入高溫水解罐I中，高溫水解罐I中高懸浮固體濃度有機廢水的溫度被加熱至50?75°C，開啟攪拌器2，使高溫水解罐I中的高懸浮固體濃度有機廢水混合均勻，高懸浮固體濃度有機廢水在高溫水解罐I中停留時間為2?10天，在此過程中，部分懸浮固體被水解成可溶性物質；
[0007]b.厭氧膜生物反應器處理:經過步驟a高溫水解后的高懸浮固體濃度有機廢水通過進料泵3進入到厭氧膜生物反應器4中，在30°C?60°C溫度范圍內被快速厭氧發(fā)酵、產氣；設定膜通量，確定水力停留時間和固體停留時間；在發(fā)酵過程中，生成的甲烷和二氧化碳氣體，通過厭氧膜生物反應器4頂部設置的排氣孔5，一部分經管道被集氣袋6收集，另一部分通過氣體循環(huán)泵7輸送回厭氧膜生物反應器4底部設置的曝氣管8 ;甲烷和二氧化碳氣體從曝氣管8中曝出，并沿著膜9與導流板10所形成的通道向上運動，過程中使粘連在膜9與導流板10上的固體脫離膜9與導流板10，并重新與高懸浮固體濃度有機廢水混合；
[0008]c.廢水排出:經過步驟b厭氧膜生物反應器4處理后的高懸浮固體濃度有機廢水，其中一部分廢水在排水泵11的作用下，經過膜9和集水管12后排放，另一部分廢水通過排料泵13直接排出；
[0009]d.回流:上述步驟c中由排料泵13排出的廢水中的一部分通過回流管14回流至高溫水解罐I中，調節(jié)高溫水解罐I內的pH值為5.0?6.5。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟a中，高溫水解罐I中高懸浮固體濃度有機廢水的溫度被加熱至50?60°C，高懸浮固體濃度有機廢水在高溫水解罐I中停留時間為4?7天。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述步驟a中，高溫水解罐I中高懸浮固體濃度有機廢水的溫度被加熱至60?75°C，高懸浮固體濃度有機廢水在高溫水解罐I中停留時間為3?5天。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟b中，厭氧膜生物反應器4的溫度為30°C?40°C，膜通量為5?10L/m2h，水力停留時間為15?20天，固體停留時間為30?40天。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟b中，厭氧膜生物反應器4的溫度為50°C?60°C，膜通量為5?10L/m2h，水力停留時間為10?20天，固體停留時間為20?40天
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0015](I)大幅度地提高了厭氧膜生物反應器能夠處理的有機物廢水濃度，將厭氧膜生物反應器不能處理的高濃度廢水經過高溫生物水解，降低懸浮固體濃度后，可以在本發(fā)明的厭氧膜生物反應器中得到處理；
[0016](2)本發(fā)明通過高溫生物水解，將固體基質水解液化至液相，進而在厭氧膜生物反應器中，能夠快速地被發(fā)酵轉化為甲烷，大幅度地提高了產氣速率和反應器的處理能力；
[0017](3)本發(fā)明在膜的分離作用下，反應器出水的透過液懸浮固體濃度大幅度降低，出水水質提尚。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明高懸浮固體濃度有機廢水的處理系統(tǒng)示意圖
[0019]其中的附圖標記為:
[0020]I高溫水解罐2攪拌電機3進料泵
[0021]4厭氧膜生物反應器5排氣孔6集氣袋
[0022]7氣體循環(huán)泵8曝氣管9膜
[0023]10導流板11排水泵12集水管
[0024]13排料泵14回流管
【具體實施方式】
[0025]如圖1所示，本發(fā)明提供一種高懸浮固體濃度有機廢水的處理系統(tǒng)，包括高溫水解罐1、攪拌電機2、進料泵3、厭氧膜生物反應器4、集氣袋6、氣體循環(huán)泵7、曝氣管8、膜9、導流板10、排水泵11、集水管12、排料泵13和回流管14。
[0026]其中，攪拌電機2設置于高溫水解罐I中；高溫水解罐I和厭氧膜生物反應器4通過管道及進料泵3連接；膜9豎直地設置于厭氧膜生物反應器4中，每個膜9兩側均設置有與其平行的導流板10 ;膜9頂部通過管道與設置在厭氧膜生物反應器4上部的集水管12連接，集水管12與厭氧膜生物反應器4外部的排水泵11連接；厭氧膜生物反應器4頂部設置有排氣孔5，底部設置有曝氣管8，排氣孔5通過管道分別與集氣袋6和氣體循環(huán)泵7連接，氣體循環(huán)泵7的另一端與曝氣管8連接；厭氧膜生物反應器4底部側面設置有排料口，并與排料泵13連接；排料泵13出料端連接兩個分支管道，一支連接至外界廢料收集池，另一支通過回流管14連接至高溫水解罐I的進料口。
[0027]針對有機廢水厭氧消化工藝的不足，本發(fā)明提供一種高溫生物水解預處理組合厭氧膜生物反應器的方法，包括如下步驟:
[0028]a.高溫生物水解預處理:
[0029]高懸浮固體濃度有機廢水通過管道進入高溫水解罐I中，高溫水解罐I中高懸浮固體濃度有機廢水的溫度被加熱至50?75°C，開啟攪拌器2，使高溫水解罐I中的高懸浮固體濃度有機廢水混合均勻，高懸浮固體濃度有機廢水在高溫水解罐I中停留時間為2?10天，在此過程中，部分懸浮固體被水解成可溶性物質；
[0030]b.厭氧膜生物反應器處理:
[0031]經過步驟a高溫水解后的高懸浮固體濃度有機廢水通過進料泵3進入到厭氧膜生物反應器4中，在30°C?60°C溫度范圍內被快速厭氧發(fā)酵、產氣；設定膜通量，確定水力停留時間和固體停留時間。在發(fā)酵過程中，生成的甲烷和二氧化碳混合氣體，通過厭氧膜生物反應器4頂部設置的排氣孔5，一部分經管道被集氣袋6收集，另一部分通過氣體循環(huán)泵7輸送回厭氧膜生物反應器4底部設置的曝氣管8。甲烷和二氧化碳混合氣體從曝氣管8中曝出，并沿著膜9與導流板10所形成的通道向上運動，過程中使粘連在膜9與導流板10上的固體脫離膜9與導流板10，并重新與高懸浮固體濃度有機廢水混合；
[0032]c.廢水排出:經過步驟b厭氧膜生物反應器4處理后的高懸浮固體濃度有機廢水，其中一部分廢水在排水泵11的作用下，經過膜9和集水管12后排放，另一部分廢水通過排料泵13直接排出；
[0033]d.回流:上述步驟c中由排料泵13排出的廢水中的一部分通過回流管14回流至高溫水解罐I中，調節(jié)高溫水解罐I內的PH值為5.0?6.5，使水解微生物處于適宜的pH范圍，高溫水解罐I具有高的水解懸浮固體的能力。
[0034]優(yōu)選地，步驟a中，高溫水解罐I中高懸浮固體濃度有機廢水的溫度被加熱至50?60°C，高懸浮固體濃度有機廢水在高溫水解罐I中停留時間為4?7天。
[0035]優(yōu)選地，步驟a中，高溫水解罐I中高懸浮固體濃度有機廢水的溫度被加熱至60?75°C，高懸浮固體濃度有機廢水在高溫水解罐I中停留時間為3?5天。
[0036]優(yōu)選地，步驟b中，厭氧膜生物反應器4的溫度為30°C?40°C，膜通量為5?1L/m2h，水力停留時間為15?20天，固體停留時間為30?40天。
[0037]優(yōu)選地，步驟b中，厭氧膜生物反應器4的溫度為50°C?60°C，膜通量為5?1L/m2h，水力停留時間為10?20天，固體停留時間為20?