序流返送式污水處理裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及污水處理技術領域，尤其涉及河泊海洋船舶、海上裝備、城市鄉鎮等水上和陸上點源生活污水的處理裝置。
【背景技術】
[0002]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；內河湖泊船舶生活污水的排放則會導致水源水質的惡化；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。
[0003]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。
[0004]我國建立有較為完善的污水處理排放方面法律法規和嚴格的污水處理排放標準。國家南水北調工程強調“先治污后通水、先環保后用水”的原則；制訂出臺更加嚴格的污水磷氮脫除標準，未按規定安裝生活污水處理裝置的船舶不得進入河道航行、停泊、作業。國際海事組織(MD)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。
[0005]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)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較為先進高效的污水處理方法，但仍然存在一些固有不足，首先由于膜生物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，因此對于總氮的脫除處理效果不盡人意，也由于充氧曝氣過程的存在，無法形成絕對的厭氧條件，這又對釋磷過程十分不利，即使采用間隙式曝氣方法，其磷的去除作用也不理想。再者膜生物反應器能有效截留反應器中的活性污泥，從而獲得較高的污泥濃度，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細胞活性的降低。還有膜生物反應器中膜污染是較難解決的問題，雖然現有技術中采用反沖洗，間隙曝氣延長膜污染時間等方法，但并沒有改變污水中微粒、膠體顆粒及溶質大分子的分散自由狀態，不能較好地阻止膜污染。
[0006]本申請人于2008年10月7日申請并獲授權的實用新型專利“多級生化生活污水處理方法及其處理裝置”(專利號2008101966589)。該實用新型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，該實用新型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。針對該實用新型的不足，本申請人又于2012年11月30日申請并獲得授權的實用新型專利“連續循環式膜生物反應器”(專利號2012105020267)，本實用新型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，提高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不穩定。2013年11月13日本申請人申請并獲得授權的實用新型專利“一種污水處理方法及其電絮凝膜生物反應器”(專利號:201310566552.4)，本實用新型在接觸氧化、缺厭氧沉淀和膜生物反應的處理流程主線上增設了電絮凝，從而形成生物處理、電絮凝、膜分離技術的綜合運用，電絮凝技術的引入通過對污染物的吸附聚集、壓縮絮凝、以及污染物與水的分離沉淀，實現對水體污染物的凈化去除效果。尤其電絮凝在污水處理器系統中產生獨特的絮凝環境，使污水中的污染物從自由分布狀態變成聚集狀態，在一定程度上阻止和抑制了污染物附著和滲透，減輕了污染物在膜表面上的沉淀積累，具有較好的防止膜污染作用。
[0007]這種電絮凝膜生物反應系統是通過生物處理、電絮凝及膜分離技術的疊加來加強整個處理系統脫氮除磷效果，并重點通過生物處理和電絮凝作用來減輕膜污染。理論上這樣的處理系統能提高污水處理能力，但實際運行后則出現處理效果不穩定，排放水的氨氮及總磷等檢測值波動很大。由于這種處理工藝及其實際產品局限于多重處理技術的疊加運用，未能對各處理技術間的相互影響以及各處理工藝間的依賴和流程順序及其相互間的影響進行分析研宄，故而存在一些固有一些不足:首先在電絮凝與生物處理共存的反應系統中，電絮凝的外加電場會抑制或減弱微生物的生長增殖，影響微生物的代謝強度，使微生物出現“中毒”現象；電場對微生物種群抑制作用的積累還使污泥活性有所減弱而容易出現老化，運行工況難以長時間維持。第二，電流密度的增強能提高對污水中污染物的絮凝沉淀作用，但電流密度的增強也會增強對污水中微生物絮凝沉淀作用，使污水中微生物數量減少，降解作用變弱，污泥運轉呈惡化征狀，污泥由良好向惡化過渡；當微生物增殖生長速度低于被絮凝沉淀速度時，生物處理效能就會喪失，成為單純的電絮凝系統。因此在電絮凝疊加生物處理系統中運行電場不易控制，難以維持高污泥濃度，導致處理系統的穩定性差，阻礙了電絮凝生物反應系統的實際運用。第三，電絮凝中金屬陽極產生電子形成“微絮凝劑”的金屬氮氧化物，“絮凝劑”通過對污染物的吸附聚集、壓縮絮凝，以及污染物與水的分離沉淀，使污水中膠態雜質和懸浮雜質凝聚沉淀，實現對水體中污染物的凈化去除，但電絮凝作用產生過量的“絮凝劑”在增強對污染物凝聚沉淀作用的同時，也大量凝聚沉淀微生物，使微生物數量和種群減少，而微生物數量和種群的減少又使得微生物降解功能減弱。第四，電“絮凝劑”的凝聚作用還改變生物反應系統中微生物營養物質、PH條件等微生物生長增殖環境。因此如何避免電絮凝電場以及過量電“絮凝劑”對生物反應系統的負面影響是高效污水處理系統必須深入研宄的課題。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種序流返送式污水處理裝置，它既能避免電絮凝和污水生物處理系統間的相互干擾和制約的負面影響，又能加快生物處理污染物的凝聚沉降，使電絮凝和生物處理效能最大化。
[0009]為了解決上述技術問題，本實用新型的序流返送式污水處理裝置，包括處理器柜體，該處理器柜體分隔有缺厭氧柜、接觸氧化柜、電絮凝沉淀柜和膜柜，在接觸氧化柜內設置有接觸氧化柜曝氣器和軟性填料，電絮凝沉淀柜設置有正負絮凝電極，濾膜組設置于膜柜內，在膜柜內還設有膜柜曝氣器，所述缺厭氧柜、接觸氧化柜、電絮凝沉淀柜和膜柜在污水處理路徑上從前至后依次排列，所述缺厭氧柜與接觸氧化柜相互連通，所述接觸氧化柜通過上清液輸送管與電絮凝沉淀柜相連通，在電絮凝沉淀柜與缺厭氧柜或/和接觸氧化柜之間連通有絮凝液返送管，所述電絮凝沉淀柜與膜柜相連通。
[0010]采用上述技術方案后，本實用新型具有如下優點:
[0011]首先，本實用新型在污水處理路徑上依次排列布置有缺厭氧處理、接觸氧化處理、電絮凝沉淀和膜分離處理步驟。將缺厭氧處理置于污水處理流程的前端，厭氧生物處理將復雜的有機化合物被降解、轉化為簡單的化合物，不僅強化了反硝化除磷細菌在缺氧環境下利用硝酸氮充當電子受體進行聚磷沉淀，而且廢水中的有機物厭氧水解酸化后，可生化性得到了提高，利于發揮后續好氧工藝的生物降解性能，使整個工藝能高效運行并使之出水優良。同時經缺厭氧處理后再經好氧過程，形成了厭氧、好氧過程，利用缺氧反硝化作用和好氧硝化作用實現脫氮除磷。接觸氧化處理后再經電絮凝沉淀，強化了生物反應后對污水中污染物的吸附聚集、壓縮絮凝、以及污染物與水的分離沉淀。
[0012]第二，本實用新型中生物處理與電絮凝相互獨立設置而不直接連通，且電絮凝位于生物處理的后端。這樣電絮凝的外加電場既不會影響微生物的代謝強度，又不會抑制和減弱微生物的生長增殖，隔斷了電絮凝的外加電場對生物處理系統的負面影響；生物處理系統更能發揮其高效降解有機物，高效脫氮除磷的作用。電絮凝又可根據處理對象和工藝的需要自由地選擇電流密度等運行參數而無需顧及對生物處理系統的不良影響，電絮凝得以充分發揮其吸附聚集、壓縮絮凝及分離沉淀的作用。同時在前的生物降解反應減輕了后續電絮凝脫氮除磷負擔，而且后續的電絮凝又強化整個處理系統的脫氮除磷作用，兩者形成相互協調，相互強化，既具有疊加效果，又避免兩者間的相互干擾。
[0013]第三，本實用新型將在后的電絮凝所形成的“絮凝劑”部分地向在前的生物處理系統返送，由處理系統自身產生的“絮凝劑”進入到生物反應系統，有效促進和強化活性污泥的絮凝沉降性能，使處理水更容易地與污泥分離，加速廢水凈化。而且還可以根據系統運行情況有控制地向前返送“絮凝劑”，使微生物數量、種群和微生物生長增殖環境優化。因此，本實用新型不僅阻斷了電絮凝外電場對生物反應系統的負面影響，而且又能通過返送使生物反應系統的絮凝沉降性能得到加強。
[0014]第四，本實用新型通過強化的生物降解、絮