一種處理畜禽養殖廢水的pabr-mabr耦合技術方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及高濃度廢水處理領域，特別是設及一種處理畜禽養殖廢水的 PABR-MABR禪合技術方法和設備。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著我國經濟的發展和農業結構的調整，規模化畜禽養殖業得W迅猛發 展，但是，規模化畜禽養殖產生大量畜禽養殖廢水，該些廢水還有大量有機物及N、P等營養 物質，若直接排放將帶來一系列的環境污染問題，所W處理養殖廢水的新技術正受到越來 越多的關注。
[0003] ABR反應器具有結構簡單、無S相分離器等優點，廣泛的應用于工業廢水和城 市污水處理廠剩余污泥的生化處理中。其中最新型的厭氧折流板反應器是由Skiadas 和Lyberate于1998年提出的周期性厭氧折流式反應器（periodic anaerobic baffled reacter，PABR)，該反應器為圓柱形結構，可減少反應器內的容積死區，加強基質與微生物 的混合程度，提高反應器內物質的傳輸速率。相比常用的平推流式ABR反應器，圓柱形結構 的PABR反應器具有容積利用率高和推流化程度強的特點。同時，PABR操作靈活，可W根據 進水濃度和流量的變化來選擇不同的操作周期，使其在最佳狀態下運行，W達到最佳的處 理效果。再者，由于PABR的構造減少了單位容積的外表面積，且內圓柱體可作為反應器的 熱源交換器，故其與ABR相比熱損失降低。
[0004] 膜曝氣生物膜反應器(MABR)作為是一種新興有效的生物降解水中污染物的新技 術正逐漸進入人們的視野。MABR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，實現硝化與反硝化反應。
[0005] 厭氧折流板反應器與膜生物禪合反應器處理污染廢水具有占地面積小，去污能力 高等優點，近年來成為研究的熱點。
[0006][0007][0009] 據此，本發明旨在針對現有技術存在的問題提供一種裝置簡單、操作方便、效果優 良且經濟成本低的畜禽養殖廢水處理方法和設備。
【發明內容】
[0010] 1.發明目的 本發明目的在于將新型厭氧反應器（PABR)與膜曝氣生物膜反應器相結合，實現處理成 分復雜、氮素含量高的畜禽養殖廢水的PABR-MABR禪合技術方法與設備，并取得良好效果。
[0011] 2.技術方案 本發明提供的處理畜禽養殖廢水的PABR-MABR禪合技術方法，具體技術方案如下： 1)將一定體積的污泥裝入PABR-MABR各單元格室中進行控溫培養。
[0012] 2)畜禽養殖廢水依次流過PABR-MABR的厭氧格室、膜曝氣格室和厭氧格室，其中 的一部分溶解性有機物、營養元素和膠體物質轉化為顆粒污泥和生物膜，另外一部分被生 物轉化而去除。
[0013] 3)厭氧降解后的污水流入PABR-MABR膜曝氣格室，在曝氣膜表面好氧-缺氧-厭 氧環境中發生硝化與反硝化反應，去除水中的氮素污染；水中溶解性有機物一部分通過生 物降解反應得到去除，另一部分轉化為生物膜。
[0014] 4)后續污水進入PABR-MABR厭氧格室，沉降去除水中懸浮態顆粒，厭氧降解水中 的溶解性有機物。
[0015] 其中，步驟1)中厭氧格室中接種的消化污泥和活性污泥體積為格室體積的1/4到 1/2,污泥濃度控制在6-lOg/l，膜曝氣格室接種的活性污泥濃度控制在2-6g/L。
[0016] 其中，步驟2)中所述畜禽養殖廢水進行厭氧生物降解反應的時間為5-15小時。
[0017] 特別是，所述將畜禽養殖廢水周期性地累入禪合反應器厭氧格室內，其變換進水 格室的周期為1-6天。
[001引其中，變換進水模式有順時針切換模式和逆時針切換模式，優選為順時針切換模 式。
[0019] 其中，步驟3)中所述在曝氣膜表面好氧-缺氧-厭氧環境中發生硝化與反硝化反 應的時間為2-8小時。
[0020] 特別是，所述曝氣膜的曝氣量控制在0. 01-lL/min ? L之間，溶解氧量低于 0. 2-0. 7mg/l，成熟生物膜厚度為l-4mm。
[0021] 本發明另一方面提供一種處理畜禽養殖廢水的PABR-MABR禪合設備，包括進水裝 置、周期性厭氧折流板反應器（PABR)、膜曝氣裝置。
[0022] 進水裝置，包括水箱（1)和進水累（2)，通過進水累調節進水流量大小。
[0023] 周期性厭氧折流板反應器（PABR) (3)，由上流區、下流區、隔板（8)、折流板（9)及 內圓柱（10)組成，畜禽養殖廢水由下流區進入反應器，在反應器中進行厭氧降解反應，內圓 柱可W作為熱源反應器，減少熱損失。
[0024] 膜曝氣裝置，包括膜組件（4)、空氣壓縮機（7)、流量計（6)和壓力表（5)，膜組件放 置在PABR相鄰格室的上流區內，空氣通過空氣壓縮機進入到曝氣膜內部，在曝氣膜表面好 氧-缺氧-厭氧環境中發生硝化與反硝化反應，去除水中的氮素污染。
[0025] 其中，所述的周期性厭氧折流板反應器至少分為六個區域，其中膜曝氣格室不作 為進水格室或出水格室。
[0026] 特別是，所述的周期性厭氧折流板反應器的直徑與高度比值在1/2到1之間。
[0027] 其中，所述的膜組件放置在相鄰的格室內，膜的放置方式為水平式或垂直式，膜材 料為聚丙締（PP)或聚偏氣己締（PVDF)，截留分子量1-300邸。
[002引 3.本發明的污水處理方法和處理設備具有如下優點： (1)本發明在單一反應器內實現了高濃度含氮有機廢水的處理，且處理效果優良，具有 很好的水力和有機負荷適應能力。
[0029] (2)本發明的禪合設備操作靈活，可根據進水C/N調節進水區域，使曝氣格室中的 C/N維持在2-6之間；該禪合裝置可設至少一個曝氣格室，當進水氮素含量過高時，可適當 增加曝氣格室，更好地實現氮的形態轉化，有利于氮素污染的去除。
[0030] (3)本發明的畜禽廢水處理方法可W降低外加碳源的量，當進水C/N較低時，可適 當減少曝氣格室之前的厭氧格室數量；當進水C/N較高時，可適當增加曝氣格室之前的厭 氧格室數量。
[003U (4)本發明的PABR圓柱形結構，減少了單位容積的體表面積，W其內圓柱體作為 反應器的熱源交換器，可W減少熱損失。
[0032] (5)本發明的禪合設備結構緊湊、占地面積小、運行成本低、操作簡便，提高了畜禽 養殖廢水處理效率。
【附圖說明】
[0033] 圖1為處理畜禽養殖廢水的PABR-MABR禪合設備的結構圖。
[0034] 附圖標記說明： 1.原水箱；2.原水累；3.周期性厭氧折流板反應器（PABR) ;4.膜組件點壓力表； 6.流量計；7.空氣壓縮機巧.隔板；9.折流板；10.內圓柱。
【具體實施方式】
[0035] 下面結合附圖和具體實施案例對本發明作進一步的說明： 實施實例1; 畜禽養殖廢水選用北京順義某養豬場厭氧發酵罐上清液，其中污水的CODa (化學需氧 量)為 3000-4500 mg/l，氨氮（NH/-N)濃度為 350-500 mg/l，SS 為 300-500 mg/l，總磯（TP) 濃度為9-11 mg/L。養豬廢水的C0D&的平均值為4000 mg/L、SS為375 mg/L、總磯濃度的 平均值為10. 5 mg/L、氨氮濃度的平均值為425 mg/L。
[0036] 1)制作PABR-MABR禪合設備，周期性厭氧折流板反應器半徑為0. 3m，有效高度 0. 8m，超高0. 05m，PABR反應器總容積約為2化，總有效容積為22. 6L。反應器內部由高為 0.8 m的隔板分成6個扇形區域，每個區域被折流板分成1 : 2的下、上流室，每個上流區 的頂部設有污水取樣口，下部設有污泥取樣口。反應器由有機玻璃制成。將中空纖維膜置 于反應器兩個相鄰區域的上流格室內，膜組件的形式為簾式，膜材料為疏水聚丙締（PP)，孔 徑0. 1-0. 2微米，截留分子量100邸左右，有效膜比表面積為120m