序流返送式污水處理裝置的制造方法
【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，尤其涉及河泊海洋船舶、海上裝備、城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)等水上和陸上點(diǎn)源生活污水的處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]生活污水是人類生產(chǎn)過程中所產(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；內(nèi)河湖泊船舶生活污水的排放則會(huì)導(dǎo)致水源水質(zhì)的惡化；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)，并通過制定各種國(guó)際公約、排放標(biāo)準(zhǔn)來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)已越來越受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。
[0004]我國(guó)建立有較為完善的污水處理排放方面法律法規(guī)和嚴(yán)格的污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家南水北調(diào)工程強(qiáng)調(diào)“先治污后通水、先環(huán)保后用水”的原則；制訂出臺(tái)更加嚴(yán)格的污水磷氮脫除標(biāo)準(zhǔn)，未按規(guī)定安裝生活污水處理裝置的船舶不得進(jìn)入河道航行、停泊、作業(yè)。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)。
[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)是近些年來發(fā)展起來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)。雖然膜生物反應(yīng)器是當(dāng)前較為先進(jìn)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(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(duì)的厭氧條件，這又對(duì)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(yīng)器能有效截留反應(yīng)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(zhǎng)，不可避免地引起污泥菌細(xì)胞活性的降低。還有膜生物反應(yīng)器中膜污染是較難解決的問題，雖然現(xiàn)有技術(shù)中采用反沖洗，間隙曝氣延長(zhǎng)膜污染時(shí)間等方法，但并沒有改變污水中微粒、膠體顆粒及溶質(zhì)大分子的分散自由狀態(tài)，不能較好地阻止膜污染。
[0006]本申請(qǐng)人于2008年10月7日申請(qǐng)并獲授權(quán)的實(shí)用新型專利“多級(jí)生化生活污水處理方法及其處理裝置”(專利號(hào)2008101966589)。該實(shí)用新型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，該實(shí)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(wěn)定。針對(duì)該實(shí)用新型的不足，本申請(qǐng)人又于2012年11月30日申請(qǐng)并獲得授權(quán)的實(shí)用新型專利“連續(xù)循環(huán)式膜生物反應(yīng)器”(專利號(hào)2012105020267)，本實(shí)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(nèi)流量、流速、以及管內(nèi)流量與透出量之間的關(guān)系等，提高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不穩(wěn)定。2013年11月13日本申請(qǐng)人申請(qǐng)并獲得授權(quán)的實(shí)用新型專利“一種污水處理方法及其電絮凝膜生物反應(yīng)器”(專利號(hào):201310566552.4)，本實(shí)用新型在接觸氧化、缺厭氧沉淀和膜生物反應(yīng)的處理流程主線上增設(shè)了電絮凝，從而形成生物處理、電絮凝、膜分離技術(shù)的綜合運(yùn)用，電絮凝技術(shù)的引入通過對(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)水體污染物的凈化去除效果。尤其電絮凝在污水處理器系統(tǒng)中產(chǎn)生獨(dú)特的絮凝環(huán)境，使污水中的污染物從自由分布狀態(tài)變成聚集狀態(tài)，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(yīng)系統(tǒng)是通過生物處理、電絮凝及膜分離技術(shù)的疊加來加強(qiáng)整個(gè)處理系統(tǒng)脫氮除磷效果，并重點(diǎn)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(tǒng)能提高污水處理能力，但實(shí)際運(yùn)行后則出現(xiàn)處理效果不穩(wěn)定，排放水的氨氮及總磷等檢測(cè)值波動(dòng)很大。由于這種處理工藝及其實(shí)際產(chǎn)品局限于多重處理技術(shù)的疊加運(yùn)用，未能對(duì)各處理技術(shù)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(jìn)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(yīng)系統(tǒng)中，電絮凝的外加電場(chǎng)會(huì)抑制或減弱微生物的生長(zhǎng)增殖，影響微生物的代謝強(qiáng)度，使微生物出現(xiàn)“中毒”現(xiàn)象；電場(chǎng)對(duì)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(xiàn)老化，運(yùn)行工況難以長(zhǎng)時(shí)間維持。第二，電流密度的增強(qiáng)能提高對(duì)污水中污染物的絮凝沉淀作用，但電流密度的增強(qiáng)也會(huì)增強(qiáng)對(duì)污水中微生物絮凝沉淀作用，使污水中微生物數(shù)量減少，降解作用變?nèi)?，污泥運(yùn)轉(zhuǎn)呈惡化征狀，污泥由良好向惡化過渡；當(dāng)微生物增殖生長(zhǎng)速度低于被絮凝沉淀速度時(shí)，生物處理效能就會(huì)喪失，成為單純的電絮凝系統(tǒng)。因此在電絮凝疊加生物處理系統(tǒng)中運(yùn)行電場(chǎng)不易控制，難以維持高污泥濃度，導(dǎo)致處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性差，阻礙了電絮凝生物反應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用。第三，電絮凝中金屬陽(yáng)極產(chǎn)生電子形成“微絮凝劑”的金屬氮氧化物，“絮凝劑”通過對(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，使污水中膠態(tài)雜質(zhì)和懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體中污染物的凈化去除，但電絮凝作用產(chǎn)生過量的“絮凝劑”在增強(qiáng)對(duì)污染物凝聚沉淀作用的同時(shí)，也大量凝聚沉淀微生物，使微生物數(shù)量和種群減少，而微生物數(shù)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(yīng)系統(tǒng)中微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、PH條件等微生物生長(zhǎng)增殖環(huán)境。因此如何避免電絮凝電場(chǎng)以及過量電“絮凝劑”對(duì)生物反應(yīng)系統(tǒng)的負(fù)面影響是高效污水處理系統(tǒng)必須深入研宄的課題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)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(tǒng)間的相互干擾和制約的負(fù)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(shù)問題，本實(shí)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(nèi)設(shè)置有接觸氧化柜曝氣器和軟性填料，電絮凝沉淀柜設(shè)置有正負(fù)絮凝電極，濾膜組設(shè)置于膜柜內(nèi)，在膜柜內(nèi)還設(shè)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(shù)方案后，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0011]首先，本實(shí)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(fù)雜的有機(jī)化合物被降解、轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的化合物，不僅強(qiáng)化了反硝化除磷細(xì)菌在缺氧環(huán)境下利用硝酸氮充當(dāng)電子受體進(jìn)行聚磷沉淀，而且廢水中的有機(jī)物厭氧水解酸化后，可生化性得到了提高，利于發(fā)揮后續(xù)好氧工藝的生物降解性能，使整個(gè)工藝能高效運(yùn)行并使之出水優(yōu)良。同時(shí)經(jīng)缺厭氧處理后再經(jīng)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(shí)現(xiàn)脫氮除磷。接觸氧化處理后再經(jīng)電絮凝沉淀，強(qiáng)化了生物反應(yīng)后對(duì)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(shí)用新型中生物處理與電絮凝相互獨(dú)立設(shè)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(chǎng)既不會(huì)影響微生物的代謝強(qiáng)度，又不會(huì)抑制和減弱微生物的生長(zhǎng)增殖，隔斷了電絮凝的外加電場(chǎng)對(duì)生物處理系統(tǒng)的負(fù)面影響；生物處理系統(tǒng)更能發(fā)揮其高效降解有機(jī)物，高效脫氮除磷的作用。電絮凝又可根據(jù)處理對(duì)象和工藝的需要自由地選擇電流密度等運(yùn)行參數(shù)而無需顧及對(duì)生物處理系統(tǒng)的不良影響，電絮凝得以充分發(fā)揮其吸附聚集、壓縮絮凝及分離沉淀的作用。同時(shí)在前的生物降解反應(yīng)減輕了后續(xù)電絮凝脫氮除磷負(fù)擔(dān)，而且后續(xù)的電絮凝又強(qiáng)化整個(gè)處理系統(tǒng)的脫氮除磷作用，兩者形成相互協(xié)調(diào)，相互強(qiáng)化，既具有疊加效果，又避免兩者間的相互干擾。
[0013]第三，本實(shí)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(tǒng)返送，由處理系統(tǒng)自身產(chǎn)生的“絮凝劑”進(jìn)入到生物反應(yīng)系統(tǒng)，有效促進(jìn)和強(qiáng)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?gòu)U水凈化。而且還可以根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況有控制地向前返送“絮凝劑”，使微生物數(shù)量、種群和微生物生長(zhǎng)增殖環(huán)境優(yōu)化。因此，本實(shí)用新型不僅阻斷了電絮凝外電場(chǎng)對(duì)生物反應(yīng)系統(tǒng)的負(fù)面影響，而且又能通過返送使生物反應(yīng)系統(tǒng)的絮凝沉降性能得到加強(qiáng)。
[0014]第四，本實(shí)用新型通過強(qiáng)化的生物降解、絮