電絮凝膜生物反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種電絮凝膜生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體，在該反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)置有接觸氧化柜、沉淀柜和膜生物反應(yīng)柜；在接觸氧化柜內(nèi)設(shè)置有接觸氧化曝氣器和軟性填料，所述膜生物反應(yīng)柜連通有濾膜組，該濾膜組的膜萃取水出口通向凈水排放管，在所述反應(yīng)器本體上還設(shè)置有污水輸入管，在所述反應(yīng)器本體內(nèi)至少設(shè)置有一組正負(fù)絮凝電極，該正負(fù)絮凝電極與電絮凝電源相互電連接；所述接觸氧化柜、沉淀柜和膜生物反應(yīng)柜相互依次連通，所述沉淀柜和/或膜生物反應(yīng)柜內(nèi)設(shè)置有沉淀物返送管。本實(shí)用新型不僅能有效增強(qiáng)活性污泥的聚集狀態(tài)，而且能提高污泥菌體細(xì)胞活性，強(qiáng)化脫氧除磷效果，延緩膜污染，提高膜通量和使用壽命，廣泛適用于各種生活污水的處理中。
【專利說(shuō)明】電絮凝膜生物反應(yīng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及用于船舶、海上裝備、城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)等海上和陸上點(diǎn)源生活污水的處理裝備。
【背景技術(shù)】
[0002]生活污水是人類生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)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(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人口的增加，生活污水的排放越來(lái)越大，已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活質(zhì)量提高的嚴(yán)重阻礙，人們面臨著資源性和水質(zhì)性雙重缺水的嚴(yán)峻考驗(yàn)。城市、村鎮(zhèn)等陸上居民生活污水的排放直接影響著人們的生存環(huán)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(yán)重影響海洋環(huán)境，這些點(diǎn)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(diǎn)，給環(huán)境造成的危害更加直接、更加嚴(yán)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(jīng)，并通過(guò)制定各種國(guó)際公約、排放標(biāo)準(zhǔn)來(lái)限制和提高生活污水的排放水質(zhì)要求。
[0003]磷和氨氮是引起水源水質(zhì)惡化的重要物質(zhì)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(yíng)養(yǎng)化程度有密切的關(guān)系。氨氮進(jìn)入水體后，不但能作為生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)誘發(fā)“富營(yíng)養(yǎng)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(tài)系統(tǒng)紊亂。由于磷和氮素污染的種種危害，加上人們對(duì)水質(zhì)和水量要求的提高，采用脫氧除磷凈化的相應(yīng)技術(shù)手段和措施改善水源水質(zhì)已越來(lái)越受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。
[0004]國(guó)際海事組織(MD)制定的《國(guó)際防止船舶污染公約》中規(guī)定，海上生產(chǎn)生活設(shè)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(tái)了嚴(yán)格的強(qiáng)行執(zhí)行排放標(biāo)準(zhǔn)，MEPC.227(64)決議增加并提出苛刻的磷氮去除排放標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理常污染物排放標(biāo)準(zhǔn)以及我國(guó)再生水標(biāo)準(zhǔn)中均嚴(yán)格控制總磷、總氮的排放要求。
[0005]目前生活污水處理方法大致有:生化處理、物理化學(xué)處理和電化學(xué)處理法。膜生物反應(yīng)器(MBR)則是近些年來(lái)發(fā)展起來(lái)的高效生活污水處理方法，它由膜分離技術(shù)與生物反應(yīng)技術(shù)相結(jié)合而形成的一種生化反應(yīng)系統(tǒng)，其實(shí)質(zhì)是生物降解與膜分離相互影響、共同作用的過(guò)程，它利用微生物對(duì)水中生物降解有機(jī)污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使之生成對(duì)環(huán)境無(wú)害的二氧化碳和水，同時(shí)截留生化反應(yīng)物，具有固液分離率高、有機(jī)污染物降解效率高、剩余污泥少等優(yōu)勢(shì)。
[0006]雖然膜生物反應(yīng)器是當(dāng)前最為先進(jìn)高效的污水處理方法，但也存在一些固有的嚴(yán)重不足:首先膜生物反應(yīng)器(MBR)脫氮除磷效果差。由于在MBR反應(yīng)器中有機(jī)物的消化降解依賴于對(duì)活性污泥進(jìn)行充氧曝氣，但脫氮除磷過(guò)程中的反硝化作用需要缺氧環(huán)境，而曝氣作用對(duì)反硝化有著很大的影響，因此對(duì)于總氮的處理效果不盡人意，也由于充氧曝氣過(guò)程的存在，事實(shí)上膜生物反應(yīng)器中無(wú)法形成絕對(duì)的厭氧條件，這對(duì)釋磷過(guò)程十分不利，即使采用間隙式曝氣方法，對(duì)于磷的去除效果也不很理想。再者膜生物反應(yīng)器中污泥活性降低。膜生物反應(yīng)器能有效地截留反應(yīng)器中的活性污泥，從而獲得較高的污泥濃度，進(jìn)而降低污泥產(chǎn)出率，減少反應(yīng)器體積，然而這種工藝方法也使得污泥齡過(guò)長(zhǎng)，不可避免地引起污泥菌體細(xì)胞活性的降低，具有污泥停留時(shí)間越長(zhǎng)、污泥活性越低的趨勢(shì)。還有膜生物反應(yīng)器中膜污染是較難解決的問(wèn)題。由于反應(yīng)器污水中的微粒、膠體顆粒以及溶質(zhì)大分子處于分解的、懸浮狀態(tài)，而這些呈懸浮分散狀態(tài)的微粒、膠體顆粒及溶質(zhì)大分子與膜存在物理、化學(xué)作用或機(jī)械作用，使之吸附和沉積在膜表面或膜孔內(nèi)，使膜的通量下降，甚至導(dǎo)致整個(gè)反應(yīng)器無(wú)法正常工作。雖然現(xiàn)有技術(shù)中的采用反沖洗、間歇曝氣延長(zhǎng)膜污染時(shí)間，但并沒(méi)有改變微粒的分散自由狀態(tài)，不能較好地阻止膜污染。
[0007]本 申請(qǐng)人:于2008年10月7日申請(qǐng)并獲授權(quán)的發(fā)明專利“多級(jí)生化生活污水處理方法及其處理裝置”(專利號(hào)2008101966589)。該發(fā)明主要包括接觸氧化柜、沉淀柜和膜生物反應(yīng)柜，其污水經(jīng)多級(jí)反復(fù)消解，有機(jī)物得到較為充分的降解，有機(jī)物去除率高，剩余污泥量極少。但在實(shí)際使用中，該發(fā)明中濾膜仍存在易污染問(wèn)題，污水的處理效率不高，且脫氮除磷效果并不理想和穩(wěn)定。針對(duì)該發(fā)明的不足，本 申請(qǐng)人:又于2012年11月30日申請(qǐng)并獲得授權(quán)的發(fā)明專利“連續(xù)循環(huán)式膜生物反應(yīng)器”(專利號(hào)2012105020267)，本發(fā)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(nèi)流量、流速、以及管內(nèi)流量與透出量之間的關(guān)系等，提出了管膜組的截留作用和柜內(nèi)污泥濃度，減少了管膜的污染機(jī)率，提高了污水處理效率，但脫氮除磷效果仍然很不理想。
[0008]綜上所述，不管是目前具有通常結(jié)構(gòu)的膜生物反應(yīng)器，還是包括本 申請(qǐng)人:多項(xiàng)發(fā)明在內(nèi)的性能增強(qiáng)型膜生物反應(yīng)器，在穩(wěn)定脫氮除磷效果、提高污泥活性及阻止膜污染上均未取得突破，這對(duì)目前日益提高的排放水總氮、總磷要求，不管是現(xiàn)有的生化處理技術(shù)、物化處理技術(shù)，還是相對(duì)先進(jìn)的膜生物反應(yīng)器處理技術(shù)，均難以滿足日益嚴(yán)格的排放水標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在`的上述不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電絮凝膜生物反應(yīng)器，它不僅能有效改善活性污泥的聚集狀態(tài)，而且能增強(qiáng)污泥菌體細(xì)胞活性，從而強(qiáng)化和穩(wěn)定脫氮除磷效果，延緩膜污染，提高膜通量和使用壽命。
[0010]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，在本實(shí)用新型的電絮凝膜生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體，在該反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)置有接觸氧化柜、沉淀柜和膜生物反應(yīng)柜；在接觸氧化柜內(nèi)設(shè)置有接觸氧化曝氣器和軟性填料，所述膜生物反應(yīng)柜連通有濾膜組，該濾膜組的膜萃取水出口通向凈水排放管，在所述反應(yīng)器本體上還設(shè)置有污水輸入管，在所述反應(yīng)器本體內(nèi)至少設(shè)置有一組正負(fù)絮凝電極，該正負(fù)絮凝電極與電絮凝電源相互電連接；所述接觸氧化柜、沉淀柜和膜生物反應(yīng)柜相互依次連通，所述沉淀柜和/或膜生物反應(yīng)柜內(nèi)設(shè)置有沉淀物返送管。
[0011]本實(shí)用新型由于依次采用接觸氧化、缺厭氧沉淀和膜生物反應(yīng)的污水處理結(jié)構(gòu)，尤其是在該處理裝置上又增設(shè)了電絮凝，使得本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下顯著優(yōu)
占-
^ \\\.[0012]本實(shí)用新型具有極高的脫氮除磷效果。首先該處理裝置中，電絮凝在外電場(chǎng)作用下可溶性金屬陽(yáng)極產(chǎn)生大量的陽(yáng)離子和污水水體中的懸浮物絮凝沉淀，電絮凝在此過(guò)程中通過(guò)對(duì)污染物的吸附聚集、壓縮絮凝、以及污染物與水的分離沉淀，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體中污染物的凈化去除效果。由于在反應(yīng)器中產(chǎn)生了獨(dú)特的絮凝環(huán)境，一方面電極金屬失去電子而生成金屬離子與反應(yīng)器污水中的磷酸根離子發(fā)生絮凝作用而生成沉淀去除物，另一方面金屬離子由于發(fā)生水解作用而生成高價(jià)聚合離子絮體網(wǎng)，具有極強(qiáng)的綜合吸附水中污染物和懸浮物的作用，從而具有極好的固磷固氮作用。再者電絮凝作用通過(guò)增強(qiáng)生物反應(yīng)系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)中活性污泥菌體細(xì)胞的活性，改善污水中活性污泥的聚集密度，以及污水中污染物和懸浮物的絮凝聚集、吸附分離，強(qiáng)化生物反應(yīng)系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)中對(duì)有機(jī)物的生物降解和固磷作用，抑制和彌補(bǔ)了膜生物反應(yīng)器在污水處理中所存在的污泥活性不足。尤其是電絮凝步驟和工藝結(jié)構(gòu)處于生物反應(yīng)系統(tǒng)和膜分離系統(tǒng)之中，使電絮凝作用于污水處理流程的高濃度污水中，而不是作用于經(jīng)膜生物反應(yīng)系統(tǒng)處理的低濃度污水中，強(qiáng)化了電絮凝的絮凝作用和脫氮除磷效率，既減輕了膜生物反應(yīng)器的脫氮除磷負(fù)擔(dān)，又使膜生物反應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)得以強(qiáng)化和充分發(fā)揮。
[0013]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了合理的污水處理流程。本實(shí)用新型處理裝置的處理主線上依次安排著接觸氧化、缺厭氧沉淀和膜生物反應(yīng)等處理結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)了合理的處理流程，一方面污水通過(guò)充入空氣/氧化的好氧過(guò)程，使污水中的有機(jī)物大部分被生物消解，而后進(jìn)入?yún)捬跞毖鹾统恋磉^(guò)程，形成先好氧、再厭氧、缺氧，利用硝化細(xì)菌的好氧硝化和反硝化細(xì)菌的缺厭氧反硝作用來(lái)實(shí)現(xiàn)生物脫氮除磷作用。尤其是獨(dú)立設(shè)置的沉淀柜創(chuàng)造了一個(gè)不受曝氣過(guò)程影響的厭氧環(huán)境，強(qiáng)化了反硝化除磷細(xì)菌在缺厭氧環(huán)境下利用硝酸氮充當(dāng)電子受體進(jìn)行聚磷沉淀，更利于磷的脫除。另一方面沉淀柜設(shè)置于膜生物柜之前，處理中僅向膜生物反應(yīng)柜中引入沉淀后的澄清液，給濾膜主體創(chuàng)造了一個(gè)“清水”的運(yùn)行環(huán)境，從而有效降低跨膜濃度差，極好寺解決了膜濃度極化問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了膜通量的穩(wěn)定。由于本實(shí)用新型的處理流程和處理工藝結(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)和穩(wěn)定的脫氧除磷效果，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)和實(shí)際使用證明膜萃取排出水的總氮小于20mg/L，總磷小于1.0 mg/L，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有膜生物反應(yīng)器的最好水平。
[0014]本實(shí)用新型能有效增強(qiáng)污泥菌體細(xì)胞活性。本實(shí)用新型中的電絮凝正負(fù)電極所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)作用于生物反應(yīng)器中還促進(jìn)污泥中微生物的生長(zhǎng)、加速酚的降解，刺激菌群的良性生長(zhǎng)代謝，增強(qiáng)微生物菌種活性，使絮狀菌和絲狀菌等微生物的增殖速度和進(jìn)度均優(yōu)于普通活性污泥，且不易老化，顯示出良好的生物電磁效能。污泥活性的增強(qiáng)不僅解決了膜生物反應(yīng)器(MBR)的固有缺陷，而且增強(qiáng)了對(duì)有機(jī)物的降解速度和效率。電絮凝所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)還使活性污泥增長(zhǎng)快，馴化成熟時(shí)間短，污泥濃度、沉降性能、單位容積處理能力和抗沖擊負(fù)荷能力明顯提高。還由于在電場(chǎng)作用下，消解菌群被磁化，從而提高菌群顆粒間的碰撞頻率，便于污泥絮體之間結(jié)合成更大的污泥絮體。電場(chǎng)的磁化作用又使絮體間產(chǎn)生擠壓，不僅提高了活性污泥的緊密度，而且使污泥絮體與水的分離速度加快，提高污泥的沉降速度，并減少污泥的沉降體積。
[0015]本實(shí)用新型能有效阻止膜污染。本實(shí)用新型中的電絮凝在污水處理系統(tǒng)中產(chǎn)生獨(dú)特的絮凝環(huán)境，使污水中的污染物和懸浮物從自由分布狀態(tài)變成聚集狀態(tài)，抑制和避免污染物的附著和滲透，有效阻止污染物在膜表面上的沉淀積累，該呈絮凝狀態(tài)的污染物也更容易從膜表面脫落分離。因此本實(shí)用新型較好地從污水處理機(jī)理上解決膜污染問(wèn)題，有效穩(wěn)定了膜通量，延長(zhǎng)了膜的使用壽命。
[0016]本實(shí)用新型能有效防止或延緩反應(yīng)器本體及其內(nèi)設(shè)機(jī)件的腐蝕。由于污水含有復(fù)雜的酸性、堿性物質(zhì)，以及熔解鹽類等腐蝕物質(zhì)，反應(yīng)器本體和反應(yīng)器的內(nèi)部機(jī)件均處于高腐蝕環(huán)境中，存在難以抗拒的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，不僅影響污水處理系統(tǒng)的生物反應(yīng)效率，而且會(huì)造成反應(yīng)器及其機(jī)件的腐蝕損壞，影響整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。本實(shí)用新型中的正負(fù)絮凝電極在進(jìn)行電絮凝的同時(shí)，處于污水電解質(zhì)環(huán)境中的陽(yáng)極也與反應(yīng)器本體及其內(nèi)置構(gòu)件這些相對(duì)陰極構(gòu)成相互電連接，組成一電偶電池，作為犧牲陽(yáng)板的電絮凝電極板優(yōu)先溶解，釋放出的電流使反應(yīng)器本體及其他構(gòu)件得到保護(hù)，以阻止他們的腐蝕損壞，從而大大延長(zhǎng)反應(yīng)器的使用壽命。
[0017]本實(shí)用新型是一種環(huán)境友好的污染物脫除裝備。在本實(shí)用新型中電絮凝作用不需要添加任何化學(xué)藥劑，產(chǎn)生的污泥量少，污泥由于得到絮凝壓縮而含水率低，只需要改變電場(chǎng)外加電壓就能控制其運(yùn)轉(zhuǎn)條件，既無(wú)二次污染，又便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，還由于電絮凝中的兩電極在反應(yīng)器中產(chǎn)生了電磁場(chǎng)，其電解離子有著相當(dāng)高的活性，具有滅菌效應(yīng)，該電磁場(chǎng)能起到良好的消毒滅菌效果。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型電絮凝膜生物反應(yīng)器作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]圖1是本實(shí)用新型電絮凝膜生物反應(yīng)器的一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型電絮凝膜生物反應(yīng)器的另一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中，I一反應(yīng)器本體、2—正負(fù)絮凝電極、3—前置曝氣區(qū)、4一接觸氧化柜、5—液面測(cè)深電極、6—沖洗管、7 —污水輸入管、8 —電絮凝電源、9一曝氣閥、10—接觸氧化區(qū)、11一防火星網(wǎng)、12—送風(fēng)管、13—膜柜曝氣閥、14一膜生物反應(yīng)柜、15—上清液輸送管、16—沉淀物返送管、17—返送氣閥、18—澄清液溢流口、19一送風(fēng)機(jī)，20—沉淀柜、21—濃縮液回流閥、22—濃縮液流量計(jì)、23—沉淀柜隔板、24—沉淀連通管、25—加熱器、26—濾過(guò)液排出閥、27—排放泵、28—消毒器、29—排放流量計(jì)、30—凈水排放管、31—濾膜組、32—壓力表、33—泵如閥、34 一循環(huán)泵、35—泵后閥、36—清水流量計(jì)、37—清水排放閥、38—進(jìn)水泵、39—沉淀柜放泄螺栓、40—膜柜曝氣器、41 一進(jìn)水閥、42—膜柜放泄螺栓、43—膜柜隔板、
44一軟性填料、45—接觸氧化曝氣器、46 `—如置曝氣器、47—粉碎泵如閥、48—粉碎泵、49一應(yīng)急排放閥、50—粉碎泵后閥、51一取樣口、52—溢流管。
【具體實(shí)施方式】
[0022]在圖1所示的電絮凝膜生物反應(yīng)器中，反應(yīng)器本體I被膜柜隔板43和沉淀柜隔板23依次隔成接觸氧化柜4、膜生物反應(yīng)柜14和沉淀柜20 ;接觸氧化柜4分為前置曝氣區(qū)3和接觸氧化區(qū)10兩個(gè)區(qū)域，該兩個(gè)區(qū)域也可以通過(guò)相應(yīng)隔板而分隔開。在接觸氧化柜4的前置曝氣區(qū)3內(nèi)設(shè)置有前置曝氣器46，該前置曝氣區(qū)3還設(shè)置用于絮凝的正負(fù)絮凝電極2，正負(fù)絮凝電極2通過(guò)電源線與電絮凝電源8相互連接，正負(fù)絮凝電極2的兩電極的電極材料均由鋁材制成；該鋁材的含鋁質(zhì)量百分比組份大于95% ;兩電極板間隔設(shè)置，其兩極板間的間距為5mm，工作電流為0.4A，工作電壓為5V。對(duì)于生活污水而言，應(yīng)視污水濃度組份和處理流量等參數(shù)，正負(fù)絮凝電極間距優(yōu)先在3mnTl0mm之間選擇；工作電流最好在0-2Α中選擇，工作電壓則優(yōu)先選擇為(T15V。在前置曝氣區(qū)3中還設(shè)置有液面測(cè)深電極5，該液面測(cè)深電極5用于監(jiān)測(cè)柜內(nèi)污水量以及控制該柜中污水的輸進(jìn)和輸出。在前置曝氣區(qū)3的反應(yīng)器本體I外設(shè)置有粉碎泵48，粉碎泵48的進(jìn)水口連通于反應(yīng)器本體I的底部位置，粉碎泵48的出水口連通于反應(yīng)器本體I的柜端壁位置，在粉碎泵48的進(jìn)水管路上設(shè)有粉碎泵前閥47，粉碎泵48的出水管路上連通有粉碎泵后閥50，粉碎泵48的出水管路上還并聯(lián)有應(yīng)急排放閥49，在前置曝氣區(qū)3 —側(cè)的反應(yīng)器本體I的端壁上還設(shè)置有取樣口 51。
[0023]在接觸氧化柜4的接觸氧化區(qū)10內(nèi)設(shè)置有軟性填料44和接觸氧化曝氣器45，軟性填料44采用維尼綸、尼龍絲等常用材料。前置曝氣器46和接觸氧化曝氣器45均通過(guò)曝氣閥9與送風(fēng)機(jī)19相連通。當(dāng)然前置曝氣器46和接觸氧化曝氣器45也可以分別通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的控制閥與送風(fēng)機(jī)19相連通，以便實(shí)現(xiàn)不同的送氣曝氣方式。沉淀柜20中的污水處于缺厭氧的靜置狀態(tài)，沉淀柜20中不設(shè)置曝氣器。在沉淀柜20中設(shè)置有加熱器25，該加熱器25可以是電加熱器，或者是蒸汽加熱器等常用的加熱元器件。在沉淀柜隔板23的下端部位設(shè)置有沉淀連通管24，沉淀柜20中的沉淀物可以通過(guò)該沉淀連通管24流向膜生物反應(yīng)柜14的底部。在沉淀柜隔板23的上部開有澄清液溢流口 18。在該澄清液溢流口 18等高位置處設(shè)有上清液輸送管15，該上清液輸送管15的一端連于接觸氧化柜4的接觸氧化區(qū)10，上清液輸送管15的另一端則連向沉淀柜20。
[0024]膜生物反應(yīng)柜14中設(shè)有膜柜曝氣器40，該膜柜曝氣器40通過(guò)膜柜曝氣閥13連向送風(fēng)機(jī)19，膜柜曝氣閥13為電磁閥。在膜生物反應(yīng)柜14中還設(shè)有沉淀物返送管16，該沉淀物返送管16伸向膜生物反應(yīng)柜14的絮凝沉淀物的沉積區(qū)，沉淀物返送管16經(jīng)過(guò)返送氣閥17連通于送風(fēng)機(jī)19上，返送氣閥17也為一電磁閥。絮凝沉淀物返送時(shí)，打開返送氣閥17，在送風(fēng)機(jī)19氣壓的作用下，沉淀柜20中的沉淀物和膜柜沉淀物經(jīng)沉淀物返送管16被返送到接觸氧化柜4中。當(dāng)然也可以在膜生物反應(yīng)柜14和沉淀柜20中分別設(shè)置沉淀物返送管16。
[0025]膜生物反應(yīng)柜14通過(guò)進(jìn)水閥41和進(jìn)水泵38與外置的循環(huán)濾膜組相連通。該循環(huán)濾膜組包括若干組濾膜組31和循環(huán)泵34，濾膜組31中的濾膜采用管式膜，濾膜組31的管內(nèi)腔和循環(huán)泵34通過(guò)回流管道相互串聯(lián)成循環(huán)回路。濾膜組31的濾過(guò)萃取液依次經(jīng)濾過(guò)液排出閥26、排放泵27、消毒器28和排放流量計(jì)29，而進(jìn)入凈水排放管30而排放。濾膜組31中管膜內(nèi)腔的部分濃縮經(jīng)過(guò)濃縮液流量計(jì)22和濃縮液回流閥21回流至沉淀柜20中。在循環(huán)濾膜組中還串聯(lián)有壓力表32、泵前閥33和泵后閥35.在該外量的循環(huán)濾膜組和進(jìn)水泵38之間還設(shè)置有清水流量計(jì)36和清水排放閥37。
[0026]反應(yīng)器本體I采用臥式圓管結(jié)構(gòu)，該臥式圓管的兩端采用橢圓封頭，該結(jié)構(gòu)不僅承壓合理、避免死角，而且有利于反應(yīng)器內(nèi)混合液良好的紊動(dòng)，減少絮凝沉淀物的破解。將沉淀柜20設(shè)置于反應(yīng)器本體I端部的橢圓封頭處，有利于在沉淀柜的底部形成漏斗沉降區(qū)，從而加速絮凝物的沉淀聚集，并減少絮凝沉淀物的含水率。在反應(yīng)器本體I上還設(shè)置有溢流管52、沉淀柜放泄螺栓39和膜柜放泄螺栓42。在反應(yīng)器本體I上接觸氧化柜4的前置曝氣區(qū)3連通有沖洗管6和污水輸入管7，在接觸氧化區(qū)10的上部連通有防火星網(wǎng)11。
[0027]工作時(shí)，生活污水經(jīng)污水輸入管7被輸入到接觸氧化柜4的前置曝氣區(qū)3，位于前置曝氣區(qū)3的前置曝氣器46不斷向柜內(nèi)生活污水充入空氣，在污水中形成許多微小氣泡，并造成水的紊流，從而達(dá)到將空氣中的氧氣充分溶入污水中的目的，形成對(duì)污水的曝氣充氧，促使活性污泥消化分解污水中的有機(jī)物。旁通的粉碎泵48則對(duì)污染物粉碎，以加速活性污泥對(duì)有機(jī)物的降解。反應(yīng)器首次工作時(shí)還應(yīng)先進(jìn)行活性菌的接種和培養(yǎng)馴化。在前置曝氣區(qū)3中設(shè)置有用于絮凝的正負(fù)絮凝電極2，通電后的正負(fù)絮凝電極2在外電源的作用下不斷向污水釋放帶有大量金屬離子的絮凝劑，隨著絮凝劑的不斷擴(kuò)散，整個(gè)反應(yīng)器中的污水均處于獨(dú)特的絮凝環(huán)境中。
[0028]經(jīng)前置曝氣區(qū)3絮凝和曝氣處理的污水又進(jìn)入到接觸氧化柜4的接觸氧化區(qū)10中，在接觸氧化區(qū)10中懸掛有軟性填料44，軟性填料44上形成的具有一定活性的生物膜，加大了活性菌與有機(jī)物的接觸面積，并使活性菌懸浮于水中不下沉。接觸氧化區(qū)10中的接觸氧化曝氣器45不斷對(duì)其中的污水進(jìn)行曝氣充氧。進(jìn)入接觸氧化區(qū)10的絮凝劑所產(chǎn)生的絮凝作用，也對(duì)污水中的污染物產(chǎn)生絮凝作用，生物消解和絮凝的雙重作用產(chǎn)生了極強(qiáng)的脫氣除憐效果。
[0029]接觸氧化區(qū)10中的上清液經(jīng)上清液輸送管15輸送至沉淀柜20，沉淀柜20中的上清液處于一缺氧厭氧環(huán)境中，主要產(chǎn)生厭氧反硝反應(yīng)。沉淀柜20中的上清液在絮凝劑的作用對(duì)其中污染物絮凝沉淀聚集，絮凝沉淀聚集物經(jīng)過(guò)沉淀連通管24進(jìn)入到膜生物反應(yīng)柜14中，并一并通過(guò)沉淀物返送管16返送至接觸氧化區(qū)10。在沉淀柜中固磷除磷作用更加明顯，而位于沉淀柜20中加熱器25的加熱作用，不僅加速了氨、氮的排出，而且提高了污泥活性。
[0030]沉淀柜20上層的澄清液經(jīng)澄清液溢流口 18流向膜生物反應(yīng)柜14中，膜曝氣器40對(duì)澄清液進(jìn)行曝氣充氧。膜生物反應(yīng)柜14還與處于反應(yīng)器本體I的外置式濾膜組相連通，澄清液經(jīng)該循環(huán)濾膜組的濾過(guò)萃取得排出水，該排出凈水經(jīng)過(guò)生物反應(yīng)、絮凝作用和物理沉淀，其總氮小于20 11^/1,總磷小于1.0 mg/Lo
[0031]圖2為電絮凝膜生物反應(yīng)器另一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2所示的電絮凝膜生物反應(yīng)器中，與上述實(shí)施方式的不同之處在于:本實(shí)施例中，在接觸氧化柜4的前置曝氣區(qū)3和接觸氧化區(qū)10，以及沉淀柜20中均設(shè)置用于電絮凝的正負(fù)絮凝電極2，以增加電絮凝作用。膜生物反應(yīng)柜14中的濾膜組31采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu)，膜生物反應(yīng)柜14的柜內(nèi)連通有濾膜組31，即濾膜組31位于反應(yīng)器本體I的膜生物反應(yīng)柜14內(nèi)，濾膜組31由若干中空纖維膜組成。濾膜組31在排水泵27的作用下，將濾膜組31的濾過(guò)萃取水經(jīng)消毒器28、排放流量計(jì)29和凈水排放管30排出，從而完成污水的綜合凈水處理。
[0032] 本實(shí)用新型除上述實(shí)施方式外，還可以在接觸氧化柜4、沉淀柜20或膜生物反應(yīng)柜14中任一柜體中設(shè)置有用于電絮凝的正負(fù)絮凝電極2，也可以在接觸氧化柜4、沉淀柜20和膜生物反應(yīng)柜14中均設(shè)置有電絮凝的正負(fù)絮凝電極2.濾膜組31既可采用內(nèi)置結(jié)構(gòu)，也可采用外置式結(jié)構(gòu)，濾膜組中的濾膜既可以是中空纖維膜或管式膜，還可以是板式膜。接觸氧化柜4內(nèi)僅設(shè)有接觸氧化區(qū)，而不設(shè)置前置曝氣區(qū)，如在僅處理灰水時(shí)，可不設(shè)置前置曝氣區(qū)。正負(fù)絮凝電極2的極板材料既可是相同材質(zhì)，也可采用不同材料，其電極材料既可以采用鋁材，也可以是鐵、鋅、鈦、不銹鋼，以及其合金等用于電絮凝的電極材料。只要綜合采用了電絮凝技術(shù)、膜生物反應(yīng)和物理沉淀的工藝結(jié)構(gòu)均應(yīng)視為落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電絮凝膜生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體(1)，在該反應(yīng)器本體(I)內(nèi)設(shè)置有接觸氧化柜(4)、沉淀柜(20)和膜生物反應(yīng)柜(14);在接觸氧化柜(4)內(nèi)設(shè)置有接觸氧化曝氣器(45)和軟性填料(44)，所述膜生物反應(yīng)柜(14)連通有濾膜組(31)，該濾膜組(31)的膜萃取水出口通向凈水排放管(30 )，在所述反應(yīng)器本體(I)上還設(shè)置有污水輸入管(7 )，其特征在于:在所述反應(yīng)器本體(I)內(nèi)至少設(shè)置有一組正負(fù)絮凝電極(2)，該正負(fù)絮凝電極(2)與電絮凝電源(8)相互電連接；所述接觸氧化柜(4)、沉淀柜(20)和膜生物反應(yīng)柜(14)相互依次連通，所述沉淀柜(20)和/或膜生物反應(yīng)柜(14)內(nèi)設(shè)置有沉淀物返送管(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電絮凝膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述接觸氧化柜(4)包括有前置曝氣區(qū)(3)和接觸氧化區(qū)(10)，在前置曝氣區(qū)(3)和/或接觸氧化區(qū)(10)設(shè)置有正負(fù)絮凝電極(2);該前置曝氣區(qū)(3)還設(shè)置有前置曝氣器(46);所述接觸氧化曝氣器(45)和軟性填料(44)設(shè)置于接觸氧化區(qū)(10);所述接觸氧化柜(4)通過(guò)上清液輸送管(15)與沉淀柜(20)相連通，該沉淀柜(20)則通過(guò)澄清液溢流口( 18)與膜生物反應(yīng)柜(14)相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電絮凝膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述接觸氧化柜(4)包括有前置曝氣區(qū)(3)和接觸氧化區(qū)(10)，在前置曝氣區(qū)(3)和接觸氧化區(qū)(10)均設(shè)置有正負(fù)絮凝電極(2)，所述沉淀柜(20)或膜生物反應(yīng)柜(14)中也設(shè)置有正負(fù)絮凝電極(2);所述接觸氧化柜(4)通過(guò)上清液輸送管(15)與沉淀柜(20)相連通，該沉淀柜(20)則通過(guò)澄清液溢流口(18)與膜生物反應(yīng)柜(14)相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電絮凝膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述正負(fù)絮凝電極(2)的兩電極均由鋁材制成，該鋁材中鋁的質(zhì)量百分比大于95%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電絮凝膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述正負(fù)絮凝電極(2)的電極間距為3mnTl0mm ;該正負(fù)絮凝電極(2)的工作電流為O A?2A，正負(fù)絮凝電極(2)的工作電壓為O V?15V。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電絮凝膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述凈水排放管(30)膜萃取排出水的總氮小于20mg/L、總磷小于1.0mg/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電絮凝膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述膜生物反應(yīng)柜(14)的濾膜組(31)設(shè)置于反應(yīng)器本體(I)的體外，該濾膜組(31)通過(guò)連接管與膜生物反應(yīng)柜(14)相連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電絮凝膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述膜生物反應(yīng)柜(14)的濾膜組(31)設(shè)置于該膜生物反應(yīng)柜(14)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電絮凝膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述正負(fù)絮凝電極(2)的電極材料至少有一為鋁、鐵、鋅或鈦。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電絮凝膜生物反應(yīng)器，其特征在于:所述沉淀柜(20)中設(shè)置有加熱器(25)。
【文檔編號(hào)】C02F9/14GK203545847SQ201320716793
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】梅益君, 蔡祝平, 梅東興, 季振林, 任芝軍, 施悅 申請(qǐng)人:東臺(tái)市東方船舶裝配有限公司