本发明涉及污水处理的技术领域，具体为一种电场强化mbr污水处理工艺。
背景技术：
膜生物反应器(mbr)是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型污水处理技术，可用于有机物含量较高的市政或工业废水处理，虽然有氧mbr过程的技术应用可以追溯到20-70年代，但是他在污水处理领域的大规模商业应用也是在过去的十年间刚刚开始的，传统的活性污泥法污水处理技术利用沉淀法进行泥水分离，其分离效率低且不彻底，对活性污泥的性状依赖性大，一旦发生污泥膨胀，活性污泥将无法沉淀分离，造成生化处理效果恶化，mbr技术采用微滤膜或超滤膜直接过滤生化反应泥水混合液，由于膜的过滤精度非常高，几乎能将水中的悬浮物100％截留,不论膜前水中悬浮物含量有多高，总能得到悬浮物含量接近于零的高质量的过滤水。另一方面，由于其高效分离作用，污水生化反应器中的污泥浓度不再受沉淀池分离效率的限制，可以人为控制达到很高的浓度，使生化反应进行得更彻底，从而提高有机污染物降解效率，提高生化反应器出水质量。因此，膜生物反应器(mbr)工艺通过膜分离技术大大加强了生物反应器的功能。与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高、出水优质稳定、抗负荷冲击能力强、占地面积小、排泥量小、易实现自动控制等优点，是目前最有前途的废水处理技术之一，但是现有方法对污水内氨氮值的净化率不高，脱氮的效率低下。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种电场强化mbr污水处理工艺，具备脱氮效率高等优点，解决了现有方法对污水内氨氮值的净化率不高，脱氮的效率低下的问题。
(二)技术方案
为实现上述脱氮效率高目的，本发明提供如下技术方案：一种电场强化mbr污水处理工艺，包括以下步骤：
(1)预处理：采用粗细两道格栅，污水在格栅内进行过滤，去除污水中毛发和固定杂质，采用预曝气调节池，污水在预曝气调节池内调节水量，池内设有三个液位，高、中、低液位，对膜组件进行亲水性处理，将膜组件固定在预曝气调节池内，将膜组件与池底呈垂直稳定放置。
(2)预注水：反应池的进水口设有毛发过滤器，反应池的内部设有膜组件，反应池的内部设有缺氧区与好氧区。
(3)缺氧反应：采用水解酸化的作用，使大分子量长链有机物分解为易生化的小分子有机物，并同时去除部分nh3-n，之后缺氧区的出水流入至好氧区内。
(4)好氧反应：好氧区池底铺设有曝气装置进行曝气，污水在池内进行有机物生化降解，氧化为无害的物质，降低水中的bod和cod。
(5)降解反应：膜区内池底铺设有曝气装置，对膜进行膜的汽水振荡清洗，保持膜表面的清洁，又继续在该段进行生物降解，生物降解后的水在真空泵和滤液自吸泵的抽提作用下通过mbr膜，滤过液经由mbr集水管中汇集到清水池进行排放，不能被降解的杂质和活性污泥被膜组件分离后留在膜池内。
(6)电场强化反应：膜区的内部设置有电场反应区，将电流与电场反应区内接通，通过电流反应区电流连通后产生的电场对膜区池内的物质进行降解，并且提升了膜区内反应物的活性，使反应物的吸附度提高，测试电场强度分别为0-7.5v·cm-1时的反应区，观测其对污水内的氨氮进行脱离的反应。
(7)清洁处理：膜下部设置有间歇式的冲气装置，定时吹扫动膜片，将mbr周边的污泥清洗出去，并通过污泥泵定期排出剩余污泥。
优选的，所述膜组件采用独有的定期水反洗、化学反洗及化学清洗工艺保证了膜组件的产水能力和膜通量。
优选的，所述mbr工艺采用缺氧和好氧组合的形式。
优选的，所述膜组件采用pvdf作为膜材料，制备为中空纤维微滤膜。
优选的，所述mbr污水处理工艺由一系列单元组成，每个单元都有多排膜组件，这些单元独立的包括一个活性污泥槽，膜组件安装在mbr曝气槽的中央。
优选的，所述膜材质为聚偏乙烯。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种电场强化mbr污水处理工艺，具备以下有益效果：
1、该电场强化mbr污水处理工艺，通过格栅拦截去除污水中较大的磁悬浮固体、纸屑，保护水泵及后续管路系统不被堵塞，采用预曝气调节池，充氧曝气，可降低水中的bod、cod、ss的浓度，还可以使调节池内污水不断翻腾，避免悬浮物和活性污泥沉于池底，造成厌氧，增加清洗调节池的工作量,通过设置膜组件，能有效拦截水中的细菌和病毒，减少了后续投加的消毒药剂量，通过放大反应池停留时间设置，能充分平衡水质和水量，使污水能比较均匀的进入后续处理单元，提高整个系统的抗冲击性能，减少处理单元的设置规模，有利于降低运行成本和水质波动带来的影响，通过设置二沉池，沉淀的污泥气提至污泥池，配合出水槽，增加沉淀效果，通过利用水解酸化回流的混合液中带入的硝酸盐和进水中的有机物碳源进行反硝化，使进水中no2-\no3-还原成n2达到脱氮作用，在去除有机物的同时降解降低氨氮值，同时水中的兼性厌氧菌可将好氧菌难以降解的大分子有机物氧化分解成易于降解的小分子有机物，提高其可生化性，为好氧生化创造有利条件，提高脱氮效率。
2、该电场强化mbr污水处理工艺，通过设置高比表面积弹性组合填料，使整个系统在运行的过程中不会出现堵塞的现象，曝气气孔小，氧的利用率高，通过膜的高效截留作用，全部细菌及悬浮物均被截留在膜好氧区内，可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除nh3-n，同时可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的降解，通过设置二沉区，将夹带生物氧化过程中产生的少量的活性污泥及新城代谢的生物膜，以及不能进行生物降解的少量固形物，进入沉淀池进行固液分离，使水得到澄清排除，通过设置电场强化反应区，对膜区池内的物质进行降解，并且提升了膜区内反应物的活性，使反应物的吸附度提高，提高了污水处理的效率。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
(1)预处理：采用粗细两道格栅，两道格栅位于调节池内污水源头进水的一端，设计考虑节约用地和节省投资，污水在格栅内进行过滤，去除污水中毛发和固定杂质，通过格栅拦截去除污水中较大的磁悬浮固体、纸屑，保护水泵及后续管路系统不被堵塞，采用预曝气调节池，污水在预曝气调节池内调节水量，池内设有三个液位，高、中、低液位,当预曝气调节池到达高水位时，自动关闭mbr供水泵，与之连锁的计量泵同时停止工作，之后对膜组件进行亲水性处理，将膜组件固定在预曝气调节池内，将膜组件与池底呈垂直稳定放置，此时充氧曝气，可降低水中的bod、cod、ss的浓度，还可以使调节池内污水不断翻腾，避免悬浮物和活性污泥沉于池底，造成厌氧，增加清洗调节池的工作量。
(2)预注水：反应池的进水口设有毛发过滤器，起彻底拦截污水中的悬浮物和固体杂物的作用，拦截的悬浮物和固体杂物需要定时清理，高水位的污水应该每七天清理一次，反应池的内部设有膜组件，膜组件由中空纤维膜组成，膜孔径设置为0.05微米，此孔距小于细菌，能有效拦截水中的细菌和病毒，可视为除菌的一种手段，减少了后续投加的消毒药剂量，反应池的内部设有缺氧区与好氧区。
(3)缺氧反应：采用水解酸化的作用，使大分子量长链有机物分解为易生化的小分子有机物，并同时去除部分nh3-n，水解酸化可利用回流的混合液中带入的硝酸盐和进水中的有机物碳源进行反硝化，使进水中no2-\no3-还原成n2达到脱氮作用，在去除有机物的同时降解降低氨氮值，之后缺氧区的出水流入至好氧区内。
(4)好氧反应：好氧区池底铺设有曝气装置进行曝气，经过充分充氧的污水，浸没全部填料并以一定的速度流进填料，膜组件的填料表面经过与充氧的污水充分接触，污水在池内进行有机物生化降解，使水中有机物得到吸附和降解，氧化为无害的物质，降低水中的bod和cod，从而使污水得到净化。
(5)降解反应：膜区内池底铺设有曝气装置，对膜进行膜的汽水振荡清洗，保持膜表面的清洁，又继续在该段进行生物降解，生物降解后的水在真空泵和滤液自吸泵的抽提作用下通过mbr膜，滤过液经由mbr集水管中汇集到清水池进行排放，通过膜的高效截留作用，全部细菌及悬浮物均被截留在膜好氧区内，可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除nh3-n，此时不能被降解的杂质和活性污泥被膜组件分离后留在膜池内。
(6)电场强化反应：膜区的内部设置有电场反应区，将电流与电场反应区内接通，通过电流反应区电流连通后产生的电场对膜区池内的物质进行降解，并且提升了膜区内反应物的活性，使反应物的吸附度提高，测试电场强度分别为3.0v·cm-1时的反应区，第1-5天均在68.70％～99.93％范围内小幅波动,随后阶段反应器的nh3-n去除率均高于99％,说明活性污泥存在条件下氨氮快速氧化,不受电流影响。
(7)清洁处理：膜下部设置有间歇式的冲气装置，定时吹扫动膜片，将mbr周边的污泥清洗出去，并通过污泥泵定期排出剩余污泥。
实施例二：
(1)预处理：采用粗细两道格栅，两道格栅位于调节池内污水源头进水的一端，设计考虑节约用地和节省投资，污水在格栅内进行过滤，去除污水中毛发和固定杂质，通过格栅拦截去除污水中较大的磁悬浮固体、纸屑，保护水泵及后续管路系统不被堵塞，采用预曝气调节池，污水在预曝气调节池内调节水量，池内设有三个液位，高、中、低液位，当预曝气调节池到达中水位时，自动开启污水进水电动阀、自动开启污水提升泵，同事开启与之连锁的计量泵，之后对膜组件进行亲水性处理，将膜组件固定在预曝气调节池内，将膜组件与池底呈垂直稳定放置，此时充氧曝气，可降低水中的bod、cod、ss的浓度，还可以使调节池内污水不断翻腾，避免悬浮物和活性污泥沉于池底，造成厌氧，增加清洗调节池的工作量。
(2)预注水：反应池的进水口设有毛发过滤器，起彻底拦截污水中的悬浮物和固体杂物的作用，拦截的悬浮物和固体杂物需要定时清理，高水位的污水应该每五天清理一次，通过放大反应池停留时间设置，能充分平衡水质和水量，使污水能比较均匀的进入后续处理单元，提高整个系统的抗冲击性能，减少处理单元的设置规模，有利于降低运行成本和水质波动带来的影响，反应池的内部设有膜组件，膜组件由中空纤维膜组成，膜孔径设置为0.05微米，此孔距小于细菌，能有效拦截水中的细菌和病毒，可视为除菌的一种手段，减少了后续投加的消毒药剂量，反应池的内部设有缺氧区与好氧区。
(3)缺氧反应：采用水解酸化的作用，使大分子量长链有机物分解为易生化的小分子有机物，并同时去除部分nh3-n，水解酸化可利用回流的混合液中带入的硝酸盐和进水中的有机物碳源进行反硝化，使进水中no2-\no3-还原成n2达到脱氮作用，在去除有机物的同时降解降低氨氮值，同时在内部还设置高比表面积弹性组合填料，填充率为70％，设计负荷为0.83kg/m3每日,填料使用寿命在10年，气水比也同时考虑较高的值：15:1，这样设置使整个系统在运行的过程中不会出现堵塞的现象，曝气气孔小，氧的利用率高，之后缺氧区的出水流入至好氧区内。
(4)好氧反应：好氧区池底铺设有曝气装置进行曝气，经过充分充氧的污水，浸没全部填料并以一定的速度流进填料，膜组件的填料表面经过与充氧的污水充分接触，污水在池内进行有机物生化降解，使水中有机物得到吸附和降解，氧化为无害的物质，降低水中的bod和cod，从而使污水得到净化。
(5)降解反应：膜区内池底铺设有曝气装置，对膜进行膜的汽水振荡清洗，保持膜表面的清洁，又继续在该段进行生物降解，生物降解后的水在真空泵和滤液自吸泵的抽提作用下通过mbr膜，滤过液经由mbr集水管中汇集到清水池进行排放，通过膜的高效截留作用，全部细菌及悬浮物均被截留在膜好氧区内，可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除nh3-n，同时可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的降解，此时不能被降解的杂质和活性污泥被膜组件分离后留在膜池内。
(6)电场强化反应：膜区的内部设置有电场反应区，将电流与电场反应区内接通，通过电流反应区电流连通后产生的电场对膜区池内的物质进行降解，并且提升了膜区内反应物的活性，使反应物的吸附度提高，测试电场强度分别为5.0v·cm-1时的反应区，反应器在第1-5天阶段nh3-n去除率波动较大,平均为43.03％±17.32％,其出水氨氮浓度由第1天的26.72mg·l-1快速降低到第5天的14.66mg·l-1.这是由于前5天未采用缓冲溶液控制反应器ph,反应器水质偏酸(ph≈5),同时膜区反应池内生物膜量较少,推测氨氮在阳极上发生电化学氧化反应形成氮气去除。
(7)清洁处理：膜下部设置有间歇式的冲气装置，定时吹扫动膜片，将mbr周边的污泥清洗出去，并通过污泥泵定期排出剩余污泥。
实施列三：
(1)预处理：采用粗细两道格栅，两道格栅位于调节池内污水源头进水的一端，设计考虑节约用地和节省投资，污水在格栅内进行过滤，去除污水中毛发和固定杂质，通过格栅拦截去除污水中较大的磁悬浮固体、纸屑，保护水泵及后续管路系统不被堵塞，采用预曝气调节池，污水在预曝气调节池内调节水量，池内设有三个液位，高、中、低液位，当预曝气调节池到达低水位时，自动关闭mbr供水泵，与之连锁的计量泵同时停止工作，之后对膜组件进行亲水性处理，将膜组件固定在预曝气调节池内，将膜组件与池底呈垂直稳定放置，此时充氧曝气，可降低水中的bod、cod、ss的浓度，还可以使调节池内污水不断翻腾，避免悬浮物和活性污泥沉于池底，造成厌氧，增加清洗调节池的工作量。
(2)预注水：反应池的进水口设有毛发过滤器，起彻底拦截污水中的悬浮物和固体杂物的作用，拦截的悬浮物和固体杂物需要定时清理，高水位的污水应该每七天清理一次，通过放大反应池停留时间设置，能充分平衡水质和水量，使污水能比较均匀的进入后续处理单元，提高整个系统的抗冲击性能，减少处理单元的设置规模，有利于降低运行成本和水质波动带来的影响，反应池的内部设有膜组件，膜组件由中空纤维膜组成，膜孔径设置为0.05微米，此孔距小于细菌，能有效拦截水中的细菌和病毒，可视为除菌的一种手段，减少了后续投加的消毒药剂量，反应池的内部设置有二沉区，将夹带生物氧化过程中产生的少量的活性污泥及新城代谢的生物膜，以及不能进行生物降解的少量固形物，进入沉淀池进行固液分离，使水得到澄清排除，沉淀池采用竖流式，沉淀的污泥气提至污泥池，出水槽设计成可调液位的齿形集水槽，增加沉淀效果。
(3)缺氧反应：采用水解酸化的作用，使大分子量长链有机物分解为易生化的小分子有机物，并同时去除部分nh3-n，水解酸化可利用回流的混合液中带入的硝酸盐和进水中的有机物碳源进行反硝化，使进水中no2-\no3-还原成n2达到脱氮作用，在去除有机物的同时降解降低氨氮值，同时水中的兼性厌氧菌可将好氧菌难以降解的大分子有机物氧化分解成易于降解的小分子有机物，提高其可生化性，为好氧生化创造有利条件，提高脱氮效率，之后缺氧区的出水流入至好氧区内。
(4)好氧反应：好氧区池底铺设有曝气装置进行曝气，经过充分充氧的污水，浸没全部填料并以一定的速度流进填料，膜组件的填料表面经过与充氧的污水充分接触，对污水中含碳有机物进行降解和对无水中的氨氮进行硝化，缺氧池的污水被初步降解但是氨氮去除量较少，仅为20％作用，但在好氧微生物的作用下，可将大部分含氮有机物转化为亚硝酸盐和硝酸盐，从而达到氨氮的转化，以便回流到缺氧池进行氨氮处理，好氧池内放置有弹性组合添料，弹性组合添料比表面积很大，能附着大量的微生物，该添料挂膜快，脱膜容易，运行时丝条对空气泡能起到极好的切割作用，使大气泡切割成小气泡，可增加气液接触面积，促进氧的传递，从而提高处理效果。
(5)降解反应：膜区内池底铺设有曝气装置，对膜进行膜的汽水振荡清洗，保持膜表面的清洁，又继续在该段进行生物降解，生物降解后的水在真空泵和滤液自吸泵的抽提作用下通过mbr膜，滤过液经由mbr集水管中汇集到清水池进行排放，通过膜的高效截留作用，全部细菌及悬浮物均被截留在膜好氧区内，可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除nh3-n，同时可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的降解，此时不能被降解的杂质和活性污泥被膜组件分离后留在膜池内。
(6)电场强化反应：膜区的内部设置有电场反应区，将电流与电场反应区内接通，通过电流反应区电流连通后产生的电场对膜区池内的物质进行降解，并且提升了膜区内反应物的活性，使反应物的吸附度提高，测试电场强度分别为7.0v·cm-1时的反应区，测试其1-5天，在第4天后,调控其溶液ph值为中性,此时氨氮的去除率下降，随着第1阶段生物膜挂膜完成,第5天反应器的nh3-n去除率达到99％以上,随后阶段均维持在该水平,出水氨氮浓度为(0.20±0.13)mg·l-1，当进水氨氮浓度为400mg·l-1时,在100ma以内氨氮的去除率随电流的增加而明显提高,且氨氮去除率均高于90％，此时氨氮去除率随电流升高而显著增强,为71.96％±5.79％,出水氨氮浓度为(8.46±1.73)mg·l-1，生物膜反硝化是一个电化学作用和生物反硝化作用相结合的过程,即部分反硝化菌利用废水中的有机物或者电解产生的h2为电子供体,将no3--n还原为n2，本工艺中,40ma电流处理后期(10天之后),电流升高到50ma以后,反应区内氨氮的去除率逐步降低并稳定在50.77％±1.98％，在高电流下,反硝化菌的活性受到抑制,当超过最佳电流后,阴极产生的氢过多,会在生物膜内形成“氢抑制”现象,抑制反硝化进行。
(7)清洁处理：膜下部设置有间歇式的冲气装置，定时吹扫动膜片，将mbr周边的污泥清洗出去，并通过污泥泵定期排出剩余污泥。
判断标准：处理后的水质应达到国家“城市污水再生利用的标准”，其出水水源内的bod要小于20mg/l，浊度要小于10ntu，氨氮的含量要小于5mg/l，总大肠菌群要小于3个
本发明的有益效果是：通过格栅拦截去除污水中较大的磁悬浮固体、纸屑，保护水泵及后续管路系统不被堵塞，采用预曝气调节池，充氧曝气，可降低水中的bod、cod、ss的浓度，还可以使调节池内污水不断翻腾，避免悬浮物和活性污泥沉于池底，造成厌氧，增加清洗调节池的工作量,通过设置膜组件，能有效拦截水中的细菌和病毒，减少了后续投加的消毒药剂量，通过放大反应池停留时间设置，能充分平衡水质和水量，使污水能比较均匀的进入后续处理单元，提高整个系统的抗冲击性能，减少处理单元的设置规模，有利于降低运行成本和水质波动带来的影响，设置高比表面积弹性组合填料，使整个系统在运行的过程中不会出现堵塞的现象，曝气气孔小，氧的利用率高，通过膜的高效截留作用，全部细菌及悬浮物均被截留在膜好氧区内，可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除nh3-n，同时可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的降解，通过设置二沉区，将夹带生物氧化过程中产生的少量的活性污泥及新城代谢的生物膜，以及不能进行生物降解的少量固形物，进入沉淀池进行固液分离，使水得到澄清排除，通过设置二沉池，沉淀的污泥气提至污泥池，配合出水槽，增加沉淀效果，通过利用水解酸化回流的混合液中带入的硝酸盐和进水中的有机物碳源进行反硝化，进水中no2-\no3-还原成n2达到脱氮作用，在去除有机物的同时降解降低氨氮值，同时水中的兼性厌氧菌可将好氧菌难以降解的大分子有机物氧化分解成易于降解的小分子有机物，提高其可生化性，为好氧生化创造有利条件，提高脱氮效率。
典型案例：一种电场强化mbr污水处理工艺，包括如下步骤：污水经预过格栅流入调节池，在这里进水的水质和水量的调节，被格栅拦截的杂志需要定期清理，接下来，调节池中的污水被泵输送至mbr系统，在mbr系统内实现微生物对污染物进行分解消减，包括好氧和缺氧反应区，不能被降解的杂志和活性污泥被膜组件分离后留在膜池内，膜过滤产水则达标回用或排放。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。