[发明专利]厌氧膜生物反应器的实时调控方法及采用其的反应器

说明书

一种厌氧膜生物反应器的实时调控方法及采用其的反应器，通过实时监控高浓度有机废水在厌氧膜生物反应器处理过程中产气率、pH和液位的变化，实时调控进、出水量与外源酸投加量，提高厌氧膜生物反应器的处理效能和运行稳定性。本发明方法可以在处理高浓度有机废水的同时回收生物质能源，操作简便，易于推广。

技术领域

本发明属于废水处理领域，涉及一种以厌氧膜生物反应器处理高浓度有机废水(如畜禽养殖废水)的自动化控制方法，更具体地涉及一种厌氧膜生物反应器的实时调控方法及采用其的反应器。

背景技术

2013年发布的《全国畜禽养殖污染防治“十二五”规划》显示，2010年全国规模养殖排放COD总量达到了1184万吨，比2001年增加了47％，占全国污水COD排放总量的45％，占农业COD排放总量的95％。畜禽养殖废水含有大量的粪便、尿液、毛发和悬浮物质。畜禽养殖废水的CODcr高达3000～12000mg/L，氨氮高达800～2200mg/L，SS超标数十倍。因此，如果未经处理排放到湖水或者流速较慢的河流当中会引起水体富营养化。

猪场清理猪粪的方式主要有干清粪和水冲粪等方式。不同清粪方式收集的猪粪固含率有所差别，从而导致对猪粪的后期处理方式不同。目前，规模化生猪养殖废水处理模式主要有还田模式、自然处理模式及工业处理模式。将养殖废水作为肥料灌溉至农田虽然可以达到污水利用，但所需农田面积非常大，并且会对地表和地下水造成不同程度的污染。由于猪粪中有机质含量高，使用厌氧生物处理的方式不仅可以节约曝气产生的能源，还能收集一定的生物质能源。厌氧生物处理技术多应用于高浓度有机废水。经历了多年的研究创新，诸如膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)、内循环厌氧反应器(IC)、升流式厌氧污泥床(UASB)、升流式生物滤池(UABP)等被广泛应用于生猪养殖废水的处理。但是，厌氧工艺处理高浓度有机废水存在启动时间长，微生物生长缓慢，污泥截留率差，出水水质浑浊等弊端。厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor，AnMBR)是厌氧消化过程与膜分离技术的有机结合。厌氧消化是指通过水解、酸化、产氢产乙酸、产甲烷四个阶段将水体中的COD等有机污染物降解生成甲烷和二氧化碳等沼气能源的过程。膜作为截留单元不仅可以截留部分污染物质，同时可以截留厌氧污泥，防止污泥流失。近年来，厌氧膜生物反应器由于其膜截留作用可高效地达到泥水分离的作用，因此作为新兴厌氧污水处理工艺被广泛认为是一项非常具有应用前景的技术。厌氧膜生物反应器结合了厌氧生物处理和膜分离技术，具有COD去除率高(92％～99％)、进水有机负荷负荷高[2.3～19.8CODkg·(m³d)^-1]、污泥产量少(SRT＞40d、HRT为8～12h)等工艺特点。

厌氧处理畜禽养殖废水的常规控制逻辑为稳定负荷法，就是控制进水有机负荷稳定在某一区间内。但是这种稳定进水负荷法可能会引起过高的负荷导致厌氧系统的崩溃或者过低的负荷使反应器运行效率不足。而传统的废水厌氧消化的控制逻辑多数是经验的一种模糊判断，而非是基于动力学的逻辑。而单纯对于厌氧发酵液相的在线监测实施运行控制，则需要依据VFA、碱度等在线监测难度较大的数据，从而给设备投入成本和监测实时性都带来很大的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种有机废水厌氧处理的实时调控方法及采用其的反应器，以解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，本发明提供了一种有机废水厌氧处理的实时调控方法，包括以下步骤：

将待处理的有机废水通过一反应器的进水泵导入所述反应器中进行厌氧处理；所述反应器控制单元循环运行的主控制逻辑执行如下步骤：

判断所述反应器内液位是否达到或超过设定液位上限，如果是则停止进水泵，并返回主控制逻辑始端重新开始；如果否则使进水泵运转；

判断反应器内的产气率是否大于或等于第一预设阈值A，如果是则停止进水泵，并返回主控制逻辑始端重新开始；