[發明專利]一種廢水處理方法、電化學厭氧膜生物反應裝置及其應用

在審

• 申請號: 202210385860.6
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114933359A
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 曲久輝;鄧海倩;胡承志;孫境求;趙凱
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/28
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 趙穎

本發明提供了一種廢水處理方法、電化學厭氧膜生物反應裝置及其應用，所述電化學厭氧膜生物反應裝置包括電源與殼體，所述殼體內設置有與電源電性連接的惰性電極與孔狀導電電極，所述殼體為密封結構，所述殼體上設置有與孔狀導電電極連接的出水口；所述殼體內裝有廢水，所述廢水內設置有吸附介質與電子傳遞介質。本發明所述電化學厭氧膜生物反應裝置中引入電場，并加入吸附介質與電子傳遞介質，提高了污染物的去除和生物降解效率，增強了微生物產氣，減少了膜污染；所述電化學厭氧膜生物反應裝置的結構簡單且操作難度較低；所述吸附介質與電子傳遞介質可重復利用，降低了運行成本。

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，涉及一種電化學厭氧膜生物反應裝置，尤其涉及一種廢水處理方法、電化學厭氧膜生物反應裝置及其應用。

背景技術

由于廚余垃圾含水率高(75％～90％)，在擠壓與發酵等生物化學降解過程或在降水與地下水的滲流作用下，會產生高濃度的有機或無機廚余廢水，不僅會對區域生態環境造成惡劣影響，同時也會威脅人體健康。因此，廚余廢水的有效處理成為了廚余垃圾處理的關鍵。針對廚余廢水的處理方法主要包括物理法、化學法、生物處理法及聯用技術等。隨著膜技術的發展，厭氧膜生物反應器 (AnMBR)逐漸成為了廚余廢水處理研究和應用的熱門工藝。AnMBR是一種集厭氧消化和膜過濾技術于一體的廢水處理工藝，通過水解、發酵、產氫產乙酸和產甲烷四個階段將可生物降解的有機化合物轉化為沼氣，廢水經過厭氧處理后，通過膜過濾實現固液分離。AnMBR的穩定性高、生物保留量大、占地面積小且不需要氧氣供能，可以實現廢水的資源化和能源化。但是，AnMBR的膜組件的運行和維護成本占總生命周期成本的72.3％，嚴重的膜污染顯著增加了 AnMBR的運行維護成本，這限制了AnMBR的大規模推廣。

CN110563135A公開了一種厭氧膜生物反應器，包括殼體、中空膜體、陽極及陰極，所述陽極和所述陰極分別與電源電連接，所述陰極為孔狀導電材料，所述陽極為惰性電極材料，所述陽極與所述陰極相對設置，所述陰極設置在所述中空膜體的外部并與所述中空膜體相對設置，所述陰極緊貼設置于所述中空膜體的內側面。但是，該厭氧膜生物反應器的結構復雜且廢水處理效率低。

CN207685098U公開了一種微生物電解池耦合厭氧膜生物反應器污泥減量裝置。該裝置由污泥投配池，超聲裝置，超聲+堿預處理污泥池，堿池，微生物電解池-厭氧膜生物反應器，出水箱，恒壓電源，集氣袋，陽極碳氈，陰極膜組件，攪拌器，泥泵a，計量泵，泥泵b，蠕動泵組成。但是該微生物電解池耦合厭氧膜生物反應器污泥減量裝置結構復雜，容易產生膜污染且運行成本較高。

CN204474488U公開了一種浸沒式厭氧膜生物反應器：鐵碳微電解裝置，設有進水口，鐵碳微電解裝置內部填充有鐵碳填料，鐵碳微電解裝置的底部設有氣體分配層，在該氣體分配層中設有曝氣裝置，該曝氣裝置連接空氣泵；鐵碳微電解裝置的出水連接調節池，調節池內設有攪拌裝置，調節池的出水通過進水泵連接厭氧膜生物反應器的進水口；厭氧膜生物反應器內填充有厭氧組合填料，厭氧膜生物反應器內的下部設有厭氧反應器曝氣裝置，該厭氧反應器曝氣裝置通過沼氣循環泵連接厭氧膜生物反應器頂端的沼氣出口，厭氧反應器曝氣裝置的上方設有板式膜組件；該板式膜組件的出水口分別連接膜清洗管道和出水泵；進水泵和出水泵電連接控制系統。

目前公開的厭氧膜生物反應裝置都有一定的缺陷，存在著結構復雜、廢水處理效率低、容易產生膜污染且運行成本較高的問題。因此，開發一種新型的廢水處理方法及電化學厭氧膜生物反應裝置至關重要。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種廢水處理方法、電化學厭氧膜生物反應裝置及其應用，本發明所述電化學厭氧膜生物反應裝置中引入電場，并加入吸附介質與電子傳遞介質，提高了污染物的去除和生物降解效率，增強了微生物產氣，減少了膜污染；所述電化學厭氧膜生物反應裝置的結構簡單且操作難度較低；所述吸附介質與電子傳遞介質可重復利用，降低了運行成本。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：