[實用新型]一種去除污水中內分泌干擾物的好氧硝化生物膜—膜生物反應器

有效

• 申請號: 201320205561.6
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN203238088U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 王榮昌;王紫嫣;袁紅丹
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F3/02
• 分類號: C02F3/02;C02F101/38
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本實用新型屬于污水生物處理技術領域，具體涉及一種去除污水中內分泌干擾物的好氧硝化生物膜—膜生物反應器。

背景技術

內分泌干擾物是影響污水回用安全性的微量污染物中的一種。內分泌干擾物（Endocrine?Disrupting?Chemicals，簡稱EDCs）是一種能干擾維持生物體中穩定環境、生殖、發育和行為的內生荷爾蒙的合成、分泌、傳輸、結合、動作、和排除的外源性物質。人類、家畜和野生動物暴露于可與內分泌系統作用的環境內分泌干擾物中時會受到負面的健康影響，包括鄰苯二甲酸酯類、類固醇雌激素、有機氧化物和有機金屬化合物等。污水中內分泌干擾物的去除過程主要是通過吸附和生物降解來實現的。由于很多EDCs的logK_ow（辛醇-水分配系數）較高，親脂性很強，容易吸附在沉積物和污泥中，所以在污泥和沉積物中，這類EDCs的檢出濃度經常比水體中的濃度高出一個數量級。近年來，國內外對EDCs的生物降解和轉化進行了大量研究。目前，較多研究支持EDCs與硝化細菌發生共代謝轉化的理論。Clara等人發現具有硝化池的污水廠可以得到更高的雌激素去除效率；Roh等人指出硝化污泥對雙酚A的去除率能達到80%以上；Shi等人研究發現硝化細菌不僅可以與碳氫化合物等物質發生共代謝作用，而且對EDCs具有一定的降解能力。這些研究成果表明，有針對性的馴化硝化污泥去除EDCs，可以有效地獲得較高去除率。

污水中內分泌干擾物的去除工藝包括：物理法，如活性炭吸附、膜截留等；化學高級氧化法和生物降解法等。物理方法和化學高級氧化法雖然具有一定的去除率，但是成本較高、占地面積大、運行復雜，同時可能伴有有毒有害的副產物產生，在傳統污水處理廠中的應用并不是很普遍。所以，生物降解工藝是將EDCs從污水中去除的相對最為安全徹底的方式。生物降解工藝包括傳統活性污泥法，序批式反應器（SBR），厭氧/缺氧/好氧工藝（A²/O），生物濾池等。這些工藝由于采用重力式固液分離，帶來了一系列問題：由于二沉池固液分離效率不高，反應器內的微生物難以維持較高的濃度，致使處理裝置容積負荷低、占地面積大；處理出水的水質不夠理想且不穩定；傳氧效率低，能耗高；過剩污泥產量大；管理操作復雜等。為了提高反應器處理效率，近年來國內外進行了大量的研究，所做的努力集中在：一是通過投加生物載體以提高生物反應器內的污泥濃度；二是用高效膜分離技術代替傳統生物處理中的二沉池，以提高固液分離效率。作為一種新型高效的污水處理技術，膜生物反應器（MBR）日益受到各國研究者的關注。與傳統生物處理技術相比，MBR工藝具有出水水質好、出水可直接回用、設備占地面積小、便于自控、活性污泥濃度高和剩余活性污泥產量低等優點，經過幾十年的發展，MBR?已在城市污水和部分特殊廢水的處理與回用方面逐漸成為一種更具吸引力和競爭力的選擇。?

對于影響回用水安全性的EDCs，MBR具有眾多特點也使其在處理EDCs方面具有很大潛力。MBR是將膜分離技術中所用的超濾、微濾膜組件與污水生物處理過程中的微生物結合而成的新系統。膜組件對活性污泥的截留作用能夠得到高效的固液分離效果，從而取代傳統生物處理系統的二沉池。這樣不但節省占地面積，還能有效提高污泥濃度。較高的污泥濃度能加快生化反應速率，具有的長污泥齡使微生物相更加豐富，世代時間較長的硝化菌能夠長期停留在好氧池內，既滿足了硝化菌的生長，又由于膜截留作用減少了硝化菌的流失。這些均使其具有去除EDCs的潛力。另外，MBR的剩余污泥產量低于傳統活性污泥工藝，這樣可以減少或避免隨剩余污泥排出的EDCs造成的二次污染。

MBR工藝可以分為單一形式的MBR工藝和組合形式的MBR工藝兩大類。單一形式的MBR工藝具有結構簡單，占地面積小等優點，但是其存在的諸多問題也不容忽視。單一形式的MBR為了減緩膜污染的問題，需要加大曝氣強度以沖刷膜表面，增加了曝氣方面的能耗；膜污染后的清洗需要額外配備配藥和加藥的電動設備，增加了污水廠運行的能耗；耐沖擊負荷的能力較差，特別是在原水水質經常波動的情況下，膜組件會因為水質的突然惡化，發生堵塞。對比以上幾點，組合形式的MBR工藝更加科學和靈活，處理效果優異，具有良好的發展前景和拓展空間。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種去除污水中內分泌干擾物的好氧硝化生物膜-膜生物反應器。