[实用新型]一种去除污水中内分泌干扰物的好氧硝化生物膜—膜生物反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于污水生物处理技术领域，具体涉及一种去除污水中内分泌干扰物的好氧硝化生物膜—膜生物反应器。

背景技术

内分泌干扰物是影响污水回用安全性的微量污染物中的一种。内分泌干扰物（Endocrine Disrupting Chemicals，简称EDCs）是一种能干扰维持生物体中稳定环境、生殖、发育和行为的内生荷尔蒙的合成、分泌、传输、结合、动作、和排除的外源性物质。人类、家畜和野生动物暴露于可与内分泌系统作用的环境内分泌干扰物中时会受到负面的健康影响，包括邻苯二甲酸酯类、类固醇雌激素、有机氧化物和有机金属化合物等。污水中内分泌干扰物的去除过程主要是通过吸附和生物降解来实现的。由于很多EDCs的logK_ow（辛醇-水分配系数）较高，亲脂性很强，容易吸附在沉积物和污泥中，所以在污泥和沉积物中，这类EDCs的检出浓度经常比水体中的浓度高出一个数量级。近年来，国内外对EDCs的生物降解和转化进行了大量研究。目前，较多研究支持EDCs与硝化细菌发生共代谢转化的理论。Clara等人发现具有硝化池的污水厂可以得到更高的雌激素去除效率；Roh等人指出硝化污泥对双酚A的去除率能达到80%以上；Shi等人研究发现硝化细菌不仅可以与碳氢化合物等物质发生共代谢作用，而且对EDCs具有一定的降解能力。这些研究成果表明，有针对性的驯化硝化污泥去除EDCs，可以有效地获得较高去除率。

污水中内分泌干扰物的去除工艺包括：物理法，如活性炭吸附、膜截留等；化学高级氧化法和生物降解法等。物理方法和化学高级氧化法虽然具有一定的去除率，但是成本较高、占地面积大、运行复杂，同时可能伴有有毒有害的副产物产生，在传统污水处理厂中的应用并不是很普遍。所以，生物降解工艺是将EDCs从污水中去除的相对最为安全彻底的方式。生物降解工艺包括传统活性污泥法，序批式反应器（SBR），厌氧/缺氧/好氧工艺（A²/O），生物滤池等。这些工艺由于采用重力式固液分离，带来了一系列问题：由于二沉池固液分离效率不高，反应器内的微生物难以维持较高的浓度，致使处理装置容积负荷低、占地面积大；处理出水的水质不够理想且不稳定；传氧效率低，能耗高；过剩污泥产量大；管理操作复杂等。为了提高反应器处理效率，近年来国内外进行了大量的研究，所做的努力集中在：一是通过投加生物载体以提高生物反应器内的污泥浓度；二是用高效膜分离技术代替传统生物处理中的二沉池，以提高固液分离效率。作为一种新型高效的污水处理技术，膜生物反应器（MBR）日益受到各国研究者的关注。与传统生物处理技术相比，MBR工艺具有出水水质好、出水可直接回用、设备占地面积小、便于自控、活性污泥浓度高和剩余活性污泥产量低等优点，经过几十年的发展，MBR 已在城市污水和部分特殊废水的处理与回用方面逐渐成为一种更具吸引力和竞争力的选择。 

对于影响回用水安全性的EDCs，MBR具有众多特点也使其在处理EDCs方面具有很大潜力。MBR是将膜分离技术中所用的超滤、微滤膜组件与污水生物处理过程中的微生物结合而成的新系统。膜组件对活性污泥的截留作用能够得到高效的固液分离效果，从而取代传统生物处理系统的二沉池。这样不但节省占地面积，还能有效提高污泥浓度。较高的污泥浓度能加快生化反应速率，具有的长污泥龄使微生物相更加丰富，世代时间较长的硝化菌能够长期停留在好氧池内，既满足了硝化菌的生长，又由于膜截留作用减少了硝化菌的流失。这些均使其具有去除EDCs的潜力。另外，MBR的剩余污泥产量低于传统活性污泥工艺，这样可以减少或避免随剩余污泥排出的EDCs造成的二次污染。

MBR工艺可以分为单一形式的MBR工艺和组合形式的MBR工艺两大类。单一形式的MBR工艺具有结构简单，占地面积小等优点，但是其存在的诸多问题也不容忽视。单一形式的MBR为了减缓膜污染的问题，需要加大曝气强度以冲刷膜表面，增加了曝气方面的能耗；膜污染后的清洗需要额外配备配药和加药的电动设备，增加了污水厂运行的能耗；耐冲击负荷的能力较差，特别是在原水水质经常波动的情况下，膜组件会因为水质的突然恶化，发生堵塞。对比以上几点，组合形式的MBR工艺更加科学和灵活，处理效果优异，具有良好的发展前景和拓展空间。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种去除污水中内分泌干扰物的好氧硝化生物膜-膜生物反应器。