[發(fā)明專利]一種原位電凝聚膜生物反應(yīng)器及處理污水的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210564432.6
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN102976482A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李亮;董怡華;胡筱敏
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F3/10
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種原位電凝聚膜生物反應(yīng)器及處理污水的方法。

背景技術(shù)

中國是一個(gè)水資源貧乏的國家，人均水資源量約為世界水平的四分之一，面臨著嚴(yán)重的水資源短缺和水污染問題。隨著中國工業(yè)化和城市化的快速推進(jìn)，中國污水排放量逐年增加。根據(jù)《2011中國污水處理行業(yè)研究報(bào)告》，中國2001-2010年間污水排放總量由428.4億噸增加到617.3億噸，平均每年增加18.9億噸。其中工業(yè)廢水由200.7億噸增加到237.5億噸。膜生物反應(yīng)器作為膜分離與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的污水處理新技術(shù)，具有系統(tǒng)處理效率高、負(fù)荷率高、占地面積小，節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)，是一種高效的生物處理技術(shù)和綠色技術(shù)，但隨著環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)越來越高，包括膜生物反應(yīng)器在內(nèi)的傳統(tǒng)生物處理方法難以達(dá)到要求，而且膜污染也成為普通膜生物反應(yīng)器推廣應(yīng)用的主要障礙。

在提高膜生物反應(yīng)器處理效果方面，國內(nèi)外采取添加生物促生劑、投加無機(jī)化學(xué)混凝劑、電催化氧化還原強(qiáng)化、與電凝聚等其他工藝聯(lián)用等方法，在減緩膜污染等方面，可優(yōu)化膜生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)、改進(jìn)膜材料、調(diào)節(jié)反應(yīng)器操作條件、調(diào)節(jié)混合液性質(zhì)等均可有效減緩膜污染來實(shí)現(xiàn)。

但是各方法也存在一定局限性，比如添加生物促生劑時(shí)藥劑量較大（約占處理水量的3%左右），成本高昂且操作復(fù)雜。直接投加鋁鹽和鐵鹽等污泥化學(xué)混凝劑藥劑投加量大，藥品配制復(fù)雜，且引入了不必要的負(fù)離子，使反應(yīng)器內(nèi)部鹽度增加；電凝聚-SBR聯(lián)用工藝特別是采用鐵極板時(shí)處理效果好、藥劑量少，但分體式的電凝聚-SBR聯(lián)用工藝占地面積大，且僅少量的鐵金屬離子進(jìn)入膜生物反應(yīng)器中，鐵離子利用效率低；膜電生物反應(yīng)器電極制備復(fù)雜，難以推廣使用等。因此，將需要更高效、節(jié)能、次生污染小、處理效果穩(wěn)定的新技術(shù)來促進(jìn)中國污水處理行業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明是提出一種原位電凝聚膜生物反應(yīng)器及處理污水的方法，將電凝聚和微生物處理和膜過濾置于一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)來提高污水處理效果，減小膜污染，維持穩(wěn)定膜通量。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種原位電凝聚膜生物反應(yīng)器，包括內(nèi)置有簾式膜組件和穿孔曝氣管的反應(yīng)器池體，反應(yīng)器連接抽吸泵和電磁式空氣壓縮機(jī)，該原位電凝聚膜生物反應(yīng)器還包括平板篩網(wǎng)式鐵電極、可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源、電控裝置；

簾式膜組件位于池體中央，其上表面的出水孔與抽吸泵連接；

平板篩網(wǎng)式鐵電極位于簾式膜組件兩側(cè)且平行于簾式膜組件，平板篩網(wǎng)式鐵電極經(jīng)導(dǎo)線與可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源相連接及電控裝置相連接；

曝氣管位于簾式膜組件下方，穿孔曝氣管與電磁式空氣壓縮機(jī)連接。

所述平板篩網(wǎng)式鐵電極板間距為5-20cm。

采用上述原位電凝聚膜生物反應(yīng)器處理污水的方法，按照以下步驟進(jìn)行：

（1）將好氧污泥置于反應(yīng)器內(nèi)，將廢水注入反應(yīng)器，通過液位計(jì)控制反應(yīng)器內(nèi)水位沒過膜組件和鐵極板5cm以上；

（2）采用原位電凝聚膜生物反應(yīng)器處理污水，控制反應(yīng)條件為：溶液溶解氧濃度2~6mg/L，直流電源電壓為1~10V，通斷電時(shí)間比為1:（5~20），電極換向周期為10~60s，反應(yīng)時(shí)間為3~8h。

?所述好氧污泥的濃度為4000~10000mg/L。

平板篩網(wǎng)式鐵電極并經(jīng)導(dǎo)線與可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源相連接，形成電凝聚電極板；利用直流穩(wěn)壓電源提供低電壓，在反應(yīng)器兩個(gè)鐵極板內(nèi)形成電場，利用電控裝置控制電源電壓大小、通斷電周期和進(jìn)行周期換向，通過低電壓下鐵電極析出的鐵離子和微電場促進(jìn)污泥活性；通過電場和電凝聚作用減少膜污染；電控裝置通過控制電壓大小和通斷時(shí)間比，來控制鐵離子的溶出速度和電場大小，以實(shí)現(xiàn)原位電凝聚膜生物反應(yīng)器處理不同廢水時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)。電控裝置通過改變電流方向?qū)崿F(xiàn)防止極板鈍化。

監(jiān)控反應(yīng)器進(jìn)出水污染物濃度，溶解氧濃度、出水鐵離子濃度、污泥濃度和MLVSS/MLSS等，通過定期排泥、調(diào)整曝氣量、水力停留時(shí)間、電極間距、電極電壓、通斷時(shí)間比等參數(shù)維持反應(yīng)器的長效運(yùn)行。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果: