[發(fā)明專利]一種用于MBR膜污染控制的電化學(xué)系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010218286.6
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111392966B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉良;王行梁;鄭興;張耀中;路思佳;王毅凡
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: C02F9/00
• 分類號: C02F9/00;C02F3/00;C02F3/12;C02F1/461
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 曾慶喜

本發(fā)明公開了一種用于MBR膜污染控制的電化學(xué)系統(tǒng)及其方法，包括通過隔板隔開的缺氧反應(yīng)池和好氧反應(yīng)池，缺氧反應(yīng)池管道連接有水泵，缺氧反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有攪拌器，好氧反應(yīng)池連接有鼓風(fēng)機(jī)，好氧反應(yīng)池設(shè)有膜單元，好氧反應(yīng)池通過循環(huán)泵連接有電化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，好氧反應(yīng)池下部設(shè)有污泥口，好氧反應(yīng)池上部連接有自吸泵，底部通過蠕動泵連接有缺氧反應(yīng)池的底部。本發(fā)明有益效果：將電化學(xué)法與MBR工藝結(jié)合起來，利用電化學(xué)氧化和電場作用來加速降解有機(jī)物，促進(jìn)微生物細(xì)胞代謝，在一定程度上抑制膜污染問題；電化學(xué)法清潔高效、過程穩(wěn)定、綠色經(jīng)濟(jì)；電化學(xué)工藝不需要進(jìn)行土建，可直接模塊嵌入，是一種較為有效便利的膜污染控制方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于MBR膜污染控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于MBR膜污染控制的電化學(xué)系統(tǒng)，還涉及其方法。

背景技術(shù)

膜生物反應(yīng)器(Membrane?bioreactor,MBR)是近年來迅速發(fā)展的一種新型污水處理工藝，處理對象包括生活污水、難降解有機(jī)污水和工業(yè)污水等。該工藝將膜分離單元與傳統(tǒng)的生物處理單元組合在一起，使得膜分離和生物降解作用有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)高效固液分離和污泥濃縮，是水處理領(lǐng)域中最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)之一。然而，操作成本較高、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)限制了MBR工藝的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，主要原因是MBR工藝中膜污染問題。MBR工藝運(yùn)行過程中，污水混合液中的微粒、膠體及微生物產(chǎn)生的溶解性物質(zhì)與膜之間存在物理、化學(xué)或機(jī)械作用，引起膜面或膜孔內(nèi)吸附、沉積，導(dǎo)致膜孔徑變小或堵塞，使膜的透過流量與分離特性發(fā)生不可逆變化，造成膜污染，其主要特征是膜通量下降或者跨膜壓差(TMP)升高。

膜污染會影響MBR工藝運(yùn)行穩(wěn)定性，降低膜的使用壽命，使得運(yùn)行能耗和操作難度增大，嚴(yán)重時會導(dǎo)致出水不達(dá)標(biāo)。當(dāng)前的膜污染控制技術(shù)主要有化學(xué)、生物和物理法。化學(xué)法控制膜污染主要是在運(yùn)行過程中向MBR反應(yīng)器中投加化學(xué)藥劑改善污泥性質(zhì)，或?qū)⑽廴镜哪そM件浸泡在氧化劑(如過氧化氫)或者酸堿溶液(如次氯酸鈉、檸檬酸、過氧化氫)中來進(jìn)行清洗。化學(xué)法對膜污染的清洗效果較好，但添加的藥劑既會增加運(yùn)行成本，也會造成二次污染，同時，頻繁的化學(xué)清洗也會影響膜的使用壽命；生物法是指通過向MBR反應(yīng)器投加捕食性微生物或原生動物攝食水中的有機(jī)物來控制膜污染，但微生物在反應(yīng)器內(nèi)的生長與分布難以控制，且微生物代謝過程中會分泌溶解性有機(jī)物會加速膜污染產(chǎn)生；物理法是通過外力作用減少污染物在膜孔及膜面的積累，緩解膜污染。一般有反沖洗(水或者氣體)、超聲波清洗等。物理法通常操作簡單，無二次污染，但其清洗效果不如化學(xué)清洗，工程應(yīng)用效果較差。因此亟需尋求一種綠色高效的膜污染控制技術(shù)。

有研究表明，電化學(xué)法在延緩MBR工藝膜生物污染方面具有潛在優(yōu)勢，可以有效控制膜污染。其主要原因是一方面通過電化學(xué)過程中產(chǎn)生各種具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)氧化降解有機(jī)物，減少其在膜面或孔道的沉積；另一方面通過電化學(xué)法產(chǎn)生的電場影響微生物活性，促進(jìn)微生物細(xì)胞代謝，加速水中有機(jī)物降解，從而降低膜污染。電化學(xué)法具有清洗效果好、過程穩(wěn)定、無需外加藥劑、無二次污染、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，是一種清潔高效的膜污染控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于MBR膜污染控制的電化學(xué)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的MBR工藝膜分離單元中膜污染嚴(yán)重的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種用于MBR膜污染控制的電化學(xué)系統(tǒng)，包括缺氧反應(yīng)池和好氧反應(yīng)池，缺氧反應(yīng)池和好氧反應(yīng)池通過隔板隔開，缺氧反應(yīng)池通過管道連接有水泵，缺氧反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有攪拌器，好氧反應(yīng)池連接有鼓風(fēng)機(jī)，好氧反應(yīng)池設(shè)有膜單元，好氧反應(yīng)池通過循環(huán)泵連接有電化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，好氧反應(yīng)池下部設(shè)有污泥口，好氧反應(yīng)池上部連接有自吸泵，底部通過管道連接有蠕動泵的吸入口，蠕動泵的排出口通過管道連接有缺氧反應(yīng)池的底部；電化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)包括電化學(xué)反應(yīng)池，電化學(xué)反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有陰極、陽極，陰極、陽極分別連接電源的兩極。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

電化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)中的陽極采用DSA電極，陰極為不銹鋼或者鐵板。

電源供電模式為低壓直流電或脈沖電。