[发明专利]一种高效短程脱氮MBR膜生物处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效短程脱氮MBR膜生物处理装置及方法。

背景技术

目前，主要采用生物脱氮技术处理城市污水和工业废水中的氮源污染。传统的生物脱氮必须包含生物硝化和反硝化两个不同阶段，硝化过程需要提供充足曝气将氨氮氧化，反硝化过程需要则在缺氧条件下投加碳源，将硝化生成的硝酸根还原生成氮气，彻底去除水中的氮源污染，这不仅需要消耗大量能源，而且运行处理成本较高。传统的生物脱氮技术需要消耗大量能源，而且还存在生物量(尤其是硝化细菌)易流失、系统占地面积大，抗冲击能力弱、剩余污泥量多等问题。

传统脱氮技术是建立在有机氮氨化反应—硝化过程—反硝化过程等三个步骤进行脱氮的，需要有厌氧—缺氧—好氧三个阶段，同时需要将好氧池的混合液进行回流到缺氧池进行反硝化，此时回流比成为一个制约反硝化效果因素之一；硝化菌、反硝化菌等菌种属于世代生长周期比较长的微生物，此类微生物一般难以以菌胶团形式存在于水体中，经常游离在污水处理系统中，对该类菌种如何保留，如何提高其浓度也成为提高硝化、反硝化效果的制约因素之一。因此，研究和应用高效的生物脱氮水处理技术对于高氨氮废水行业的发展至关重要。

短程硝化反硝化是生物脱氮工艺中重要的脱氮手段，其主要控制硝化及反硝化过程不需要采用回流方式，保持高浓度的硝化、反硝化菌群等手段。膜生物反应器(MBR)处理废水具有以下的特点：

(1)氨氮去除率。MBR内高浓度活性污泥可以加快氨氮和有机物的降解速率，提高处理效率；其次，MBR有利于增殖世代时间长、絮凝性差的硝化菌，有效截留硝化菌，减少了硝化细菌的流失，加快硝化速率。但是目前国内对于MBR的研究大多集中在低浓度的生活污水处理方面。高浓度的氨氮工业工艺废水容易导致膜污染，制约MBR运行，其工程应用例子相对较少。

(2)有机物去除率。MBR将膜材料的过滤截留作用与生物处理技术相结合的新工艺，用膜的分离作用取代传统二沉池的泥水分离过程。由于膜的截留作用提高出水水质标准，满足中水回用标准；同时MBR系统SRT与HRT的分离，有效延长SRT以截留大部分微生物菌种；污泥产率低而减轻污泥处理负担，从而培养更多的有效菌群，提高废水的可生化性，有效去除有机物。然而，难生化降解有机废水污染因子单一、污染物浓度高、成份复杂、存在毒性污染物等因素会对MBR膜组件产生污染从而提高了膜过滤阻力，致使膜污染的频繁发生。这不仅减少了膜处理通量能力，同时缩短了膜的使用寿命，增加了膜清洗频率和更换费用。

发明内容

本发明主要针对氨氮含量高、毒性强、含痕量重金属、难生化降解的废水深度处理、提高膜生物反应器中的微生物活性，提供的微电场激发微生物特性而研制的一种短程好氧硝化反硝化电化学微电场MBR膜生物(SE-MBR)反应器装置，继而提供一种高效短程反硝化脱氮MBR膜生物处理方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种高效短程脱氮MBR膜生物处理装置，包括缺氧池和好氧池，缺氧池内置阴阳极板，好氧池内置MBR膜组件，所述的缺氧池和好氧池通过回流形成循环系统。

所述的阴阳极板外接电源整流发生器。

所述的阴阳极板外加电压为1.5～5V。

所述的阴阳极板为石墨板。

所述的缺氧池内置推流器。

所述的好氧池内置曝气装置。

所述的MBR膜组件为中空纤维膜。

所述膜的孔径为0.02～1μm。

所述的装置还连接产水设备、DO仪表和PLC自控装置。

一种高效短程脱氮MBR膜生物处理方法，是采用上述的一种高效短程脱氮MBR膜生物处理装置进行废水处理。

本发明的有益效果是：

本发明在MBR之中引入微电场这种清洁能源，在微生物菌群落的微小生态环境中发生电渗析、电泳、电子载体、静电排斥等作用，改变膜生物反应器内生物的群落结构与生存环境，激发有益的高活性菌群，提高其世代更换周期，缩短污水处理停留时间；同时电化学系统激发的电子载体供给微生物作为栖息场所、介质载体，对降解污染物起到良好的效果；SE-MBR对微生物活性有促进作用，提高膜的过滤效能，减缓膜污染的发生，提高污水的处理效率。

具体如下：