[发明专利]碳纤维膜生物处理高浓度污水的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及以农牧产品为原料的工业废水或者禽畜养殖业废水的生物处理技术领域，主要针对一类不含有害物质且易于生物降解的高浓度有机废水处理方法。

背景技术

在处理高浓度有机废水的方法上，主要有两种即：物化处理法和生物处理法。物化处理法是应用物理化学作用及其原理将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的方法。废水生物处理是利用微生物降解水中的污染物质作为自身的营养和能源，同时使废水得到净化的方法。根据微生物的代谢作用不同，生物处理可分为好氧法和厌氧法。其中厌氧法具有处理能力大、设备自动化程度高、易于调控、经济可行、无二次污染、能源回收率高等特点，是高浓度有机废水主要的处理方法，但生物膜受水量跟水质的影响时，会造成生物膜的大量脱落，导致出水水质下降。

由于厌氧处理过程受大量的细菌、原生动物以及真菌的调控，反应机理复杂，如果不对反应过程进行严格控制，就会产生有机物转化率低等问题。要实现厌氧处理的规模化，就必须从反应器入手，设计有利于微生物高密度保持和对废物分解转化效率高的设备和装置，因此提高反应效率是我们研究的首要目的。那么必然要求需要研究出反应器内微生物高密度保持技术，即厌氧菌的固定化技术。厌氧处理的适宜微生物载体材料的选择、适宜的载体结构对生物处理和有机物转化有着重要的意义。

发明内容

本发明在以往研究的基础上结合了第二代厌氧反应器的独特优势，设计一个固定膜甲烷发酵槽(Fixed Membrane Methane Fermentation Tank)下流式膜反应器，膜为活性炭纤维固定在FMFT反应器内，利用微生物处理高浓度有机废水得到净化的方法。

具体步骤如下：

将待处理的高浓度有机废水，进水采用下流式进入反应区，反应区内添加反应装置体积15％～20％的活性污泥，反应区有固定的活性炭纤维膜。经过反应区处理后的出水自反应装置下方流出，产生的气体由上方排水。温度控制在35℃左右，此类废水pH值一般在至5.5-7.5，可以不调节。

本发明的主要特点是解决了以往自身无固液分离和能源利用率低的问题，增加了单个装置的独立应用的可能性，减少了占地和投资，降低了运行成本。由于在一个装置内就可以解决水、泥、气的分离问题，同时也直接延长了污泥停留时间和缩短了水力停留时间，让整个反应处理时间缩短为12h，且由于能得到较为准确和更加容易的控制，使处理效果更加稳定。

本发明对不同水质的污废水的应用存在一定的差距，特别适合以农牧产品为原料的工业废水或者禽畜养殖业废水的处理，一般可提高处理效率20％～25％，比不带固液分离和无固定载体的装置，可降低运行费用10％～15％，降低投资8％～12％；并且处理效果更加稳定和可靠，操作方便，维护简单。

附图说明

图1为本发明碳纤维膜生物处理高浓度污水的工艺示意图

1——污水进水管  2——污水出水管    3——生物处理区

4——出气管

具体实施方式

参见图1，首先对某禽畜养殖业废水进行了处理，使废水的pH值范围为6.8，满足厌氧处理的范围要求，温度控制在35℃。将废水进入反应区处理10h，废水自上而下经过生物区，充分发挥生物的絮凝吸附作用对颗粒状和胶体状物质的去除作用，达到在短时间内实现去除主要有机污染物和总磷、总氮的目的，且污泥产量少，运行成本和投资费用均较低。经过处理的废水的水质达到国家排放标准，指标如下：

进水(COD 3000mg/L；VS 200mg/L；NH₃-N 150mg/L；总碱度120mg/L；色度20)；出水(COD 80mg/L；VS 50mg/L；NH₃-N 12mg/L；总碱度60mg/L；色度15；pH值一般在至6.8-7.4；日产气率为4.7～5.6m³/(m³·d))。