[發明專利]一種污水處理方法及其電絮凝膜生物反應器

有效

• 申請號: 201310566552.4
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103553278A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 梅東興;季振林;陳海兵;蔡曉幸;吳義生;何麗君
• 申請（專利權）人: 東臺市東方船舶裝配有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/463
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 劉忠祥

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，尤其涉及處理船舶、海上裝備、城市鄉鎮等海上和陸上點源生活污水的處理方法。本發明還涉及應用該處理方法的膜生物反應器。

背景技術

生活污水是人類生產過程中所產生的污水，是水體的主要污染源，它主要有糞便和洗滌污水。隨著社會經濟的快速發展以及人口的增加，生活污水的排放越來越大，已成為經濟發展和人們生活質量提高的嚴重阻礙，人們面臨著資源性和水質性雙重缺水的嚴峻考驗。城市、村鎮等陸上居民生活污水的排放直接影響著人們的生存環境和水體污染程度；海洋工程裝備及船舶生活污水的排放則嚴重影響海洋環境，這些點源式生活污水具有面廣量大、分布廣泛不便集中處理的特點，給環境造成的危害更加直接、更加嚴重。為此，人們正以前所未有的決心尋求生活污水資源化的有效途經，并通過制定各種國際公約、排放標準來限制和提高生活污水的排放水質要求。

磷和氨氮是引起水源水質惡化的重要物質之一。生活污水中普遍存在一定含量的磷，磷是藻類繁殖所需各種成分中的限制性因素之一，水體中磷含量高低與水體富營養化程度有密切的關系。氨氮進入水體后，不但能作為生物營養物質誘發“富營養化”，使水味腥臭難聞，降低透明度，大量消耗溶解氧，并向水體排放毒素，造成水生生態系統紊亂。由于磷和氮素污染的種種危害，加上人們對水質和水量要求的提高，采用脫氧除磷凈化的相應技術手段和措施改善水源水質已越來越受到社會的廣泛關注。

國際海事組織（IMD）制定的《國際防止船舶污染公約》中規定，海上生產生活設施必須裝有生活污水處理裝置，非特殊情況禁止直接向限制海域排放生活污水，IMO的MEPC.159（55）決議出臺了嚴格的強行執行排放標準，MEPC.227(64)決議增加并提出苛刻的磷氮去除排放標準。我國城鎮污水處理常污染物排放標準以及我國再生水標準中均嚴格控制總磷、總氮的排放要求。

目前生活污水處理方法大致有?:生化處理、物理化學處理和電化學處理法。膜生物反應器（MBR）則是近些年來發展起來的高效生活污水處理方法，它由膜分離技術與生物反應技術相結合而形成的一種生化反應系統，其實質是生物降解與膜分離相互影響、共同作用的過程，它利用微生物對水中生物降解有機污染物進行轉化，使之生成對環境無害的二氧化碳和水，同時截留生化反應物，具有固液分離率高、有機污染物降解效率高、剩余污泥少等優勢。

雖然膜生物反應器是當前最為先進高效的污水處理方法，但也存在一些固有的嚴重不足：首先膜生物反應器（MBR）脫氮除磷效果差。由于在MBR反應器中有機物的消化降解依賴于對活性污泥進行充氧曝氣，但脫氮除磷過程中的反硝化作用需要缺氧環境，而曝氣作用對反硝化有著很大的影響，因此對于總氮的處理效果不盡人意，也由于充氧曝氣過程的存在，事實上膜生物反應器中無法形成絕對的厭氧條件，這對釋磷過程十分不利，即使采用間隙式曝氣方法，對于磷的去除效果也不很理想。再者膜生物反應器中污泥活性降低。膜生物反應器能有效地截留反應器中的活性污泥，從而獲得較高的污泥濃度，進而降低污泥產出率，減少反應器體積，然而這種工藝方法也使得污泥齡過長，不可避免地引起污泥菌體細胞活性的降低，具有污泥停留時間越長、污泥活性越低的趨勢。還有膜生物反應器中膜污染是較難解決的問題。由于反應器污水中的微粒、膠體顆粒以及溶質大分子處于分解的、懸浮狀態，而這些呈懸浮分散狀態的微粒、膠體顆粒及溶質大分子與膜存在物理、化學作用或機械作用，使之吸附和沉積在膜表面或膜孔內，使膜的通量下降，甚至導致整個反應器無法正常工作。雖然現有技術中的采用反沖洗、間歇曝氣延長膜污染時間，但并沒有改變微粒的分散自由狀態，不能較好地阻止膜污染。

本申請人于2008年10月7日申請并獲授權的發明專利“多級生化生活污水處理方法及其處理裝置”(專利號2008101966589)。該發明主要包括接觸氧化柜、沉淀柜和膜生物反應柜，其污水經多級反復消解，有機物得到較為充分的降解，有機物去除率高，剩余污泥量極少。但在實際使用中，該發明中濾膜仍存在易污染問題，污水的處理效率不高，且脫氮除磷效果并不理想和穩定。針對該發明的不足，本申請人又于2012年11月30日申請并獲得授權的發明專利“連續循環式膜生物反應器”（專利號2012105020267），本發明采用管式膜作為截留分離元件，并合理選擇管式膜的管內流量、流速、以及管內流量與透出量之間的關系等，提出了管膜組的截留作用和柜內污泥濃度，減少了管膜的污染機率，提高了污水處理效率，但脫氮除磷效果仍然很不理想。