一种一体式膜生物反应装置、废水处理系统及方法，该一体式膜生物反应装置包括反应器，待处理废水在其内进行生物脱氮反应；曝气单元，为生物脱氮反应过程中的好氧段提供曝气；膜分离单元，将生物脱氮反应后的废水分离；监测单元，监测反应器中混合液的参数；以及控制单元，控制反应器内反应的进行和/或停止。本发明专利技术可以节约废水处理装置占地面积；采用的一体式膜生物反应器处理高浓度有机废水，可以极大地降低废水处理成本；本发明专利技术采用的控制单元可以提升废水处理效率，提高废水处理污染物去除效率。
Integrated membrane bioreactor, wastewater treatment system and method
【技术实现步骤摘要】
一体式膜生物反应装置、废水处理系统及方法
本专利技术属于废水处理
，尤其涉及一种一体式膜生物反应装置、废水处理系统及方法。
技术介绍
畜禽养殖废水具有高氨氮(110-1650mg/L)，高浓度有机化合物(ChemicalOxygenDemand，COD2000-30000mg/L)，高总氮(220-2055mg/L)等污染特征，其主要处理方式主要有还田处理，自然处理和生物处理模式。其中还田处理和自然处理模式由于占地面积较大，二次污染等原因较少采用，而生物处理模式中多采用厌氧-好氧联合处理模式。厌氧处理可以有效降低畜禽养殖废水中的COD含量，减少后续生物处理曝气时长。好氧单元处理通常采用序批式活性污泥法(sequencebatchreactor，SBR)，好氧/缺氧过程交替运行。但是在缺氧反硝化脱氮处理过程中，由于厌氧消化液中易降解有机物含量低，导致缺乏反硝化碳源，影响微生物生长和反硝化效果。为增强反硝化效果，需要在缺氧单元投加碳源，增加运行成本。针对畜禽养殖废水生物处理过程中存在的运行效果不佳，工艺流程长，运行成本高等问题，开发一种畜禽养殖高效低耗的处理工艺是必要的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的之一在于提出一种一体式膜生物反应装置、废水处理系统及方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供了一种一体式膜生物反应装置，包括：反应器，待处理废水在其内进行生物脱氮反应；曝气单元，为生物脱氮反应过程中的好氧段提供曝气；膜分离单元，将生物脱氮反应后的废水分离；监测单元，监测反应器中混合液的参数；以及控制单元，控制反应器内反应的进行和/或停止。作为本专利技术的另一个方面，还提供了一种废水处理系统，包括预处理装置和如上所述的一体式膜生物反应装置；其中，所述预处理装置包括：预处理反应器，用于将待处理废水生化处理；预处理曝气单元，向所述反应器提供曝气；预处理监测单元，用于在线实时监测预处理系统内的运行参数；以及预处理控制单元，根据监测单元实时反馈的数据时序控制预处理系统内设备的启动和停止。作为本专利技术的又一个方面，还提供了一种废水处理方法，采用如上所述的一体式膜生物反应装置或如上所述的废水处理系统，其特征在于，包括：将待处理废水在一体式膜生物反应装置中经过生物脱氮反应过滤后得到达标废水，即完成所述废水处理。基于上述技术方案可知，本专利技术的一体式膜生物反应装置、废水处理系统及方法相对于现有技术至少具有以下优势之一：1、本专利技术提出的一体式膜生物反应器可以节约废水处理装置占地面积；2、本专利技术采用的一体式膜生物反应器处理高浓度有机废水，可以极大地降低废水处理成本；3、本专利技术采用的时间控制的方式可以提升废水处理效率，提高废水处理污染物去除效率；4、本专利技术采用的一体式膜生物反应器可以在低温下实现废水的脱氮降碳处理效果，实现废水达标排放；5、本专利技术的预处理方法通过向预处理反应器提供可控的微量曝气，将常规水解酸化过程中难以分解的物质进行有效分解，在有效降解表面活性剂的同时，不产生影响系统运行的泡沫；6、表面活性剂在预处理反应器内被微生物降解，不再存在于系统排出的污泥中；通过设置较长的污泥龄，本专利技术的预处理装置和方法产生的剩余污泥极为有限；7、本专利技术的预处理装置和方法可以高效去除废水中的表面活性剂和有机物，并且不产生大量泡沫和大量固体废弃物，可作为混凝、泡沫分离等表面活性剂废水物理化学式预处理的替代工艺。附图说明图1为本专利技术实施例预处理装置结构示意图；图2为本专利技术实施例的废水处理装置的结构示意图。上图中，附图标记含义如下：101-初级过滤器；102-调节水箱；103-预处理进水泵；104-预处理反应器；105-循环泵；106-预处理膜组件；107-预处理ORP传感器；108-污泥泵；109-电磁阀；110-鼓风机；200-反应器；201-进水泵；202-搅拌单元；203-曝气砂盘；204-溶解氧探头；205-ORP探头；206-pH探头；207-膜组件；208-膜曝气风机；209-生物曝气风机；210-出水泵；211-显示屏；300-出水箱。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术公开了一种一体式膜生物反应装置，包括：反应器，待处理废水在其内进行生物脱氮反应；曝气单元，为生物脱氮反应过程中的好氧段提供曝气；膜分离单元，将生物脱氮反应后的废水分离；监测单元，监测反应器中混合液的参数；以及控制单元，控制反应器内反应的进行和/或停止。在本专利技术的一些实施例中，所述监测单元包括：ORP探头，用于监测反应器内混合液的ORP值；pH探头，用于监测反应器内混合液的pH值；以及溶解氧探头，用于监测反应器内混合液的溶解氧量。在本专利技术的一些实施例中，所述生物脱氮反应包括缺氧阶段和好氧阶段；在本专利技术的一些实施例中，当缺氧阶段开始时，所述控制单元控制缺氧阶段反应60至90分钟后进入好氧阶段；在本专利技术的一些实施例中，当好氧阶段开始时，所述控制单元控制曝气单元曝气时间为120至180分钟；在本专利技术的一些实施例中，当好氧阶段开始时，控制单元控制好氧阶段开始60至120分钟后开始排水；在本专利技术的一些实施例中，所述的曝气单元包括生物曝气风机和曝气砂盘；所述曝气砂盘设置在反应器底部；在本专利技术的一些实施例中，所述反应器上设有搅拌单元；在本专利技术的一些实施例中，所述膜分离单元上设有用于减轻膜污染的膜曝气风机；在本专利技术的一些实施例中，所述膜分离单元设置在反应器内；在本专利技术的一些实施例中，所述膜分离单元包括平板膜组件。在本专利技术的一些实施例中，所述一体式膜生物反应装置还包括用于废水进入反应器的进水泵；在本专利技术的一些实施例中，所述一体式膜生物反应装置还包括用于储存达标排放废水的出水箱，所述出水箱与一体式膜生物反应器的出水口连接。本专利技术还公开了一种废水处理系统，包括预处理装置和如上所述的一体式膜生物反应装置；其中，所述预处理装置包括：预处理反应器，用于将待处理废水生化处理；预处理曝气单元，向所述反应器提供曝气；预处理监测单元，用于在线实时监测预处理系统内的运行参数；以及预处理控制单元，根据监测单元实时反馈的数据时序控制预处理系统内设备的启动和停止。在本专利技术的一些实施例中，所述预处理反应器包括推流式活性污泥反应器、完全混合式活性污泥反应器、颗粒污泥反应器、膜生物反应器中的任一种；在本专利技术的一些实施例中，所述预处理监测单元包括设置于所述预处理反应器内的氧化还原电位传感器和液位传感器；在本专利技术的一些实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种一体式膜生物反应装置，其特征在于，包括：/n反应器，待处理废水在其内进行生物脱氮反应；/n曝气单元，为生物脱氮反应过程中的好氧段提供曝气；/n膜分离单元，将生物脱氮反应后的废水分离；/n监测单元，监测反应器中混合液的参数；以及/n控制单元，控制反应器内反应的进行和/或停止。/n
【技术特征摘要】
1.一种一体式膜生物反应装置，其特征在于，包括：
反应器，待处理废水在其内进行生物脱氮反应；
曝气单元，为生物脱氮反应过程中的好氧段提供曝气；
膜分离单元，将生物脱氮反应后的废水分离；
监测单元，监测反应器中混合液的参数；以及
控制单元，控制反应器内反应的进行和/或停止。
2.根据权利要求1所述的一体式膜生物反应装置，其特征在于，
所述监测单元包括：
ORP探头，用于监测反应器内混合液的ORP值；
pH探头，用于监测反应器内混合液的pH值；以及
溶解氧探头，用于监测反应器内混合液的溶解氧量。
3.根据权利要求1所述的一体式膜生物反应装置，其特征在于，
所述生物脱氮反应包括缺氧阶段和好氧阶段；
当缺氧阶段开始时，所述控制单元控制缺氧阶段反应60至90分钟后进入好氧阶段；
当好氧阶段开始时，所述控制单元控制曝气单元曝气时间为120至180分钟；
当好氧阶段开始时，控制单元控制好氧阶段开始60至120分钟后开始排水；
所述的曝气单元包括生物曝气风机和曝气砂盘；所述曝气砂盘设置在反应器底部；
所述反应器上设有搅拌单元；
所述膜分离单元上设有用于减轻膜污染的膜曝气风机；
所述膜分离单元设置在反应器内；
所述膜分离单元包括平板膜组件。
4.根据权利要求1所述的一体式膜生物反应装置，其特征在于，
所述一体式膜生物反应装置还包括用于废水进入反应器的进水泵；
所述一体式膜生物反应装置还包括用于储存达标排放废水的出水箱，所述出水箱与一体式膜生物反应器的出水口连接。
5.一种废水处理系统，其特征在于，包括预处理装置和如权利要求1至4任一项所述的一体式膜生物反应装置，
其中，所述预处理装置包括：
预处理反应器，用于将待处理废水生化处理；
预处理曝气单元，向所述反应器提供曝气；
预处理监测单元，用于在线实时监测预处理系统内的运行参数；以及
预处理控制单元，根据监测单元实时反馈的数据时序控制预处理系统内设备的启动和停止。
6.根据权利要求5所述的废水处理系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏源送，陈彦霖，程振敏，陈梅雪，隋倩雯，郁达伟，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11
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