CN100431982C - 一种在膜生物反应器中抑制膜污染的方法 - Google Patents

一种在膜生物反应器中抑制膜污染的方法 Download PDF

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Abstract

一种在膜生物反应器中抑制膜污染的方法，属于废水生物处理技术领域。本发明采用在传统膜生物反应器中，培养或接种好氧颗粒污泥即增大污泥颗粒的尺寸或改变污泥形态，从而抑制膜污染；以模拟生活污水为膜生物反应器进水，以好氧絮状污泥或好氧颗粒污泥为接种污泥，通过改变传统膜生物反应器的环境运行条件，从而改变膜生物反应器中的污泥大小和形态，保持接种好氧颗粒污泥的理化特性，来减轻甚至消除膜污染带来的不利影响。本发明方法操作简便、高效，可望在工程实践中运用。

Description

一种在膜生物反应器中抑制膜污染的方法
技术领域
一种在膜生物反应器中抑制膜污染的方法，涉及一种通过在膜生物反应器中培养或接种好氧颗粒污泥来抑制膜污染的新方法，属废水生物处理技术领域。
背景技术
据我国水环境状况公报，2005年全国废水排放总量为524.5亿吨，其中工业废水排放量为243.1亿吨，生活污水排放量为281.4亿吨，21世纪我国将经历前所未有的水污染和水资源短缺问题的考验。另一方面，“我国环境生物技术发展战略报告”(2005年)明确指出，在工业和生活废水的生物处理技术中重点开展膜生物反应器(Membrane Bioreactor，MBR)新技术研究，特别是防止生物污染技术。因此，作为废水的物理与生物处理技术的优势组合，以剩余污泥产量低(甚至为零)和高效脱氮见长、以污水资源化(或回用)和无害化为最终目标的膜生物反应器技术正面临新的挑战和机遇。然而，国内外理论和实践研究表明，膜污染已经并将继续制约膜生物反应器技术在基础和应用层面上研究的进一步推进。
膜生物反应器中膜污染的影响因素主要有三方面：污泥混合液的性质、膜的性能和操作条件。研究发现，在膜生物反应器中污泥混合液特性是造成膜污染的关键，膜生物反应器中悬浮物和胶体颗粒提供了绝大部分的过滤阻力，溶解性物质只提供了极小部分。污泥混合液中的絮状污泥是主要膜污染物质的观点已被更多人认同，该观点认为膜污染阻力的增加与絮状污泥密切相关，且膜生物反应器中污泥浓度越高，污泥形成的饼层阻力越大，膜通量降低越明显。另有研究结果表明，污泥颗粒的尺寸与膜通量之间具有很好的对应关系，颗粒尺寸越小，向膜面的净迁移速度越大，颗粒越容易在膜面沉积，膜污染越严重。而目前膜生物反应器中普遍采用的是絮状污泥，其平均粒径仅为28.3～79.4μm。因此，欲控制膜生物反应器处理污水过程中的膜污染，解决污泥污染是关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种在膜生物反应器处理生活或工业污水中对膜污染尤其是污泥污染进行抑制的新方法，从而降低膜污染对膜生物反应器的运行及其推广应用带来的不利影响。
本发明的技术方案：控制膜生物反应器中的污泥形态或浓度是抑制膜污染的关键。本发明是在传统膜生物反应器中，培养或接种好氧颗粒污泥即增大污泥颗粒的尺寸或改变污泥形态，最大限度地避免污泥在膜表面的沉积、附着，从而减轻或抑制膜污染。在处理生活或工业废水的膜生物反应器中，改变运行条件，为絮状污泥创造适宜的环境条件，水力停留时间、污泥停留时间、pH值等环境条件，具体操作为以模拟生活污水为膜生物反应器进水，具体水质如下：COD浓度为200-1000mg/L，氨氮浓度为15-100mg/L，pH值为6.8-8.0，溶解氧浓度为2.0-6.0mg/L，水力停留时间为4-10h，污泥停留时间为5-10天；所述培养或接种好氧颗粒污泥为：
(1)培养好氧颗粒污泥：以好氧絮状污泥为接种污泥，在膜生物反应器中培养好氧颗粒污泥；或(2)接种好氧颗粒污泥。
通过促进好氧颗粒污泥的形成或直接将好氧颗粒污泥接种到膜生物反应器中，通过改变运行条件，使好氧颗粒污泥的物理化学特性长期保持。与普通膜生物反应器相比，膜通量可提高50％，大大减轻或抑制膜污染带来的不利影响。
本发明的有益效果：本发明通过营养和环境条件的控制在膜生物反应器中培养或接种好氧颗粒污泥，并使其物理化学特性得到长期保持，可大大抑制膜污染。本发明的关键点是通过改变污泥形态来减轻或消除膜生物反应器中的膜污染，理论依据充分，避免了频繁地物理或化学清洗膜带来的麻烦和二次污染。
具体实施方式
对照实施例
普通膜生物反应器的膜通量为10L/m2h左右。
实施例1
接种好氧絮状活性污泥。膜生物反应器进水为模拟生活污水，水质如下：COD浓度为200mg/L，氨氮15mg/L，pH值为6.8，溶解氧浓度为2.0mg/L，水力停留时间为4h，污泥停留时间为5天。运行至30天左右时，肉眼观察，可发现膜生物反应器中有好氧颗粒污泥出现。在与对照例相同的实验条件下，膜通量为15-20L/m2h。
实施例2
接种好氧絮状活性污泥。膜生物反应器进水为模拟生活污水，水质如下：COD浓度为500mg/L，氨氮50mg/L，pH值为7.5，溶解氧浓度为4.0mg/L，水力停留时间为7h，污泥停留时间为7天。运行至25天左右时，肉眼观察，可发现膜生物反应器中有好氧颗粒污泥出现。在与对照例相同的实验条件下，膜通量为15-20L/m2h。
实施例3
接种好氧颗粒污泥。膜生物反应器进水为模拟生活污水，水质如下：COD浓度为1000mg/L，氨氮100mg/L，pH值为8.0，溶解氧浓度为6.0mg/L，水力停留时间为10h，污泥停留时间为10天。好氧颗粒污泥的理化特性可在膜生物反应器中得到保持。在与对照例相同的实验条件下，膜通量为15-20L/m2h。

Claims (1)

1、一种在膜生物反应器中抑制膜污染的方法，其特征是在传统膜生物反应器中，培养或接种好氧颗粒污泥即增大污泥颗粒的尺寸或改变污泥形态，从而抑制膜污染；以模拟生活污水为膜生物反应器进水，具体水质如下：COD浓度为200-1000mg/L，氨氮浓度为15-100mg/L，pH值为6.8-8.0，溶解氧浓度为2.0-6.0mg/L，水力停留时间为4-10h，污泥停留时间为5-10天；所述培养或接种好氧颗粒污泥为：
(1)培养好氧颗粒污泥：以好氧絮状污泥为接种污泥，在膜生物反应器中培养好氧颗粒污泥；
或(2)接种好氧颗粒污泥。
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膜生物反应器中好氧颗粒污泥的形成及其性质. 张楠等.重庆建筑大学学报，第27卷第6期. 2005
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