[發明專利]一種處理高濃度有機物和氨氮廢水的AMBR?MABR?A/O?MBR方法及其設備

在審

• 申請號: 201610843890.1
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN107867755A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 王毅力;趙麗;張盼月
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F101/30;C02F101/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于污水處理處置技術領域，特別涉及一種處理高濃度有機物和氨氮廢水的AMBR-MABR-A/O-MBR方法及其設備。

背景技術

高濃度有機物和氨氮廢水如醫藥中間體廢水、紡織行業生產排出的印染廢水和食品加工行業排出的發酵與清洗液等，其特點是成分復雜、COD、BOD、氨氮、懸浮物含量高，并且易在環境中積累，對生物具有毒害作用，已對人類健康構成嚴重威脅。隨著我國工業化進程的推進，排出高濃度有機物和氨氮廢水的食品加工、紡織、制藥、造紙、煉焦及石油加工等行業得到了高速發展，相應的廢水排放量增加，進一步增大了各大水系的環境壓力。

常見的處理高濃度有機廢水的方法大致有序批式（間歇）活性污泥法(SBR)、A/O-MBR、A²/O等，近年開發的新型的反應器有AMBR、ABR-MBR等，ABR和AMBR能夠處理進水負荷高達8.0kg COD·(m³·d)^-1，COD去除率高達90%，但仍達不到《城市污水再生利用城市雜用水水質》( GB /T 18920-2002) 中相關規定確定設計出水水質，并且氨氮和總磷的去除率較低。A/O-MBR和A²/O工藝處理廢水的濃度為200-3000mg/L，并且能有效的去除氨氮、總磷，使得高濃度有機廢水能夠達到去除標準。AMBR-A/O-MBR組合工藝能夠有效彌補了AMBR和A/O-MBR在污水處理中的不足之處。

AMBR是美國愛荷華州大學，Dague和Angenen教授于1995年在研究UASB和ASBR兩種反應器的基礎上開發的一種新型厭氧工藝。改良后的AMBR產氣可以分別收集、可以減少底物短路循環，并且流向定時改變能承受更高的有機負荷(最高可達42-45 kg·(m³·d)^-1)。AMBR還可以實現污泥的不斷遷移，能使初格室中的揮發性脂肪酸(VFA)維持在較低水平，pH接近中性。AMBR在合適的條件下，經過較短時期就能夠達到較好的出水水質，并且穩定運行，實現快速啟動。

去除氨氮的方法主要有傳統硝化反硝化、短程硝化反硝化、同步硝化反硝三種。傳統硝化反硝化是異養微生物在厭氧環境中將廢水中的有機氮化合物轉化為NH₄⁺-N，接著自養亞硝化菌和硝化菌在好氧環境中通過硝化作用將NH₄⁺-N進一步轉化為NO₂^--N或NO₃^--N，緊接著系統內反硝化菌在缺氧環境經過反硝化作用將NO₂^--N或NO₃^--N轉為N₂，以實現廢水生物脫氮，如A/O-MBR工藝。短程硝化反硝化技術成功實現的關鍵是將硝化反應控制并維持在亞硝酸鹽階段，不進行亞硝酸鹽至硝酸鹽的轉化，直接進行反硝化。同步硝化反硝化是由于氧擴散的限制，在微生物絮體或生物膜內產生溶解氧梯度，微生物絮體或生物膜的外表面溶解氧較高，以好氧硝化菌及氨化菌為主；深入絮體內部，氧傳遞受阻及外部氧的大量消耗，產生缺氧區，反硝化菌占優勢，從而形成有利于實現同步硝化反硝化的微環境，如膜生物反應器（MABR）工藝。

膜生物反應器將透氣性膜作為微生物生長的載體，是一種利用膜的透氣性為附著在表面的微生物供氧的新工藝。膜組件既作為氧傳質的通道，又作為微生物附著的載體。由于氧氣和液相中污染物的逆向傳質，在生物膜內部形成氧氣濃度梯度，從而實現在單一反應器內部好氧區和厭氧區共存的條件，實現同步硝化與反硝化反應。

A/O-MBR工藝是近年來的一個研究熱點，在處理生活污水（COD：200-1500mg/L，氨氮：20-60 mg/L）、養豬沼液廢水（取自某規模化養豬場 UASB 出水的COD為800-3500mg/L，氨氮為400-1200mg/L，）等多種污水類型方面均具有研究，該工藝對COD_Cr去除率在60%以上，MBR 工藝中膜對微生物的截留作用，使得硝化菌不易流失，并能夠不斷生長富集，因此MBR 系統對氨氮的硝化效果很好，但是隨著進水污染物濃度的遞增會加速膜污染，處理效果降低。由于該工藝不排泥，因此 MBR 對 TP 基本沒有去除效果，出水中的 TP 濃度與進水相比變化不大。