CN109928488B

CN109928488B - 一种河道曝气膜组件、曝气膜系统及方法

Info

Publication number: CN109928488B
Application number: CN201910307582.0A
Authority: CN
Inventors: 王文祥
Original assignee: Anhui Chuangjie Environment Technology Co ltd
Current assignee: Anhui Chuangjie Environment Technology Co ltd
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2024-02-06
Anticipated expiration: 2039-04-17
Also published as: CN109928488A

Abstract

本发明公开了一种河道曝气膜组件、曝气膜系统及方法，属于污水处理领域。它包括曝气管线和中空辫带生物膜，所述中空辫带生物膜包括中空膜管和微孔化纤膜丝，所述曝气管线与若干中空膜管的一端相连通；所述中空膜管另一端封闭，管壁设有若干气孔，所述微孔化纤膜丝连接在气孔周围。本发明采用设有气孔的中空膜管作为曝气组件，结合气孔周围设置的微孔化纤膜丝，提高了氧的吸收能力，增加水体溶氧量的同时使生物膜更新快，泥龄短，使膜组件具有较高的生物活性，能够有效促进挂膜，挂膜时间短，有效提高处理污水效果。

Description

一种河道曝气膜组件、曝气膜系统及方法

技术领域

本发明属于污水处理领域，更具体地说，涉及一种河道曝气膜组件、曝气膜系统及方法。

背景技术

有机污染是城市污水中的主要污染物，目前，世界发达国家普遍采用二级生物处理流程，如活性污泥法等来消除该类污染。其中曝气是好氧生物处理的一个重要环节，它的作用是保障微生物生化所需溶解氧(DO)，保证反应器内微生物、底物、DO三者得到充分混合，为微生物降解有机物提供有利的生化反应条件。如何在土地有限的城市中，在节约成本的前提下增加水中DO，以提高微生物处理能力，将成为我国污水处理厂面临的严峻的问题，采用曝气自控技术能有效解决上述难题。

我国于20世纪80年代引进纯氧曝气技术并用于处理石油化工废水。经过近年来的发展，纯氧曝气在河道修复、城市污水处理方便得到广泛应用。张明旭等(张明旭，马治亮，陆鲁.苏州河水体耗氧特性研究与人工曝气复氧效果估计[J].上海环境学会，面向新世纪的环境科学与技术探讨会论文集.上海：1998.59-74.)对上海苏州河水体的人工曝气复氧效果进行了实验室研究和动力学分析，结果表明，即使是黑臭程度高的河水在有氧的条件下20h后臭味基本消除，水体颜色明显改观，COD和BOD大幅度下降(30％～55％)。孙余凭，周小玲(孙余凭，周小玲.膜法富氧曝气提高生物反应器效能的研究[J].环境工程学报，2008(2)：1069-1073.)对膜法富氧曝气进行了研究，结果表明，水力停留时间比空气曝气缩短近1/3，COD去除率大于95％，NH₃-N去除率大于90％，富氧气曝气能显著提高生物反应器的效能。

河道污水治理的新工艺随着人们的对河道处理的不断深入研究和实践，国内外出现不少新工艺，这些方法的共同点就是向组合工艺的方向发展。组合工艺即利用两种或两种以上的优点相结合，改良成的多功能工艺。汪建华，王文浩等(汪建华,王文浩,何岩,黄民生.原位曝气修复黑臭河道底泥内源营养盐的示范工程效能分析[J].环境工程学报,2016,10(09):5301-5307.)通过比较原位曝气修复工程投资明显优于常规河道底泥疏浚技术，而且采用原位曝气修复工程对底栖生境不会产生较大的影响，也不会出现疏浚底泥后续处理不当产生的二次污染等问题，同时对河道外源污染物和内源污染物有持续去除效果，具有良好的环境与经济效益。

授权公告号为CN 205740680 U的现有技术公开了一种黑臭河道污水的预处理装置，其包括生态围隔收集曝气系统，人工生物介质膜系统，生态碎石过滤坝系统，生物基，曝气头，气提回流循环装置，人工介质填料，大粒径碎石，小粒径碎石。生态围隔收集曝气系统、人工生物介质膜系统和生态碎石过滤坝系统依次连接，共同组成人工介质强化处理区；生态围隔收集曝气系统填充生物基材料，底部曝气软管上设有曝气头；人工生物介质膜系统填充人工介质填料，底部设有气提回流循环装置；气提回流循环装置连接到生态围隔收集曝气系统；生态碎石过滤坝系统填充大粒径碎石和小粒径碎石。其中的曝气系统和膜系统分别采用两种系统各自发挥作用。

公开号为CN106881023 A的现有技术公开了一种防淤堵高曝气效率的中空纤维帘式膜组件，包括中空纤维膜组件若干、空心膜架、框架、防缠绕丝网和曝气组件，所述中空纤维膜组件包括空心管和中空纤维膜丝，所述中空纤维膜丝的一端堵死，另一端与空心管连通，所述空心管上安装有内丝接头，所述空心管通过内丝接头与空心膜架连通，所述空心膜架上设有出水口，所述框架安装在空心膜架上，所述防缠绕丝网安装在框架上，所述曝气组件安装在空心膜架下方。该现有技术中设置的多个中空纤维膜组件通过内丝接头安装在空心膜架上，在污水处理池中，通过吸力使得污水透过一头堵住的中空纤维膜丝表面的过滤孔，使过滤后的污水通过空心膜架上的出水口排出；其中空纤维膜丝的主要作用为使污水从中空纤维膜丝的外部通过表面过滤孔进入中空纤维膜丝内部再排出；该种过滤模式环境水体重极易发生堵塞，且仍需额外的曝气系统进行曝气。

苏冬艳等(苏冬艳.中空纤维膜曝气复氧改善河水水质的试验研究[D].河北工程大学,2009.)选用的中空纤维膜组件为聚丙烯(PP)疏水膜,试验的进水流量为40L/h；选择循环泵，起搅拌作用，应用中空纤维膜曝气复氧，连续运行28d，在此期间，分别用空气(Q＝40mL/min)为气源曝气14天和纯氧(Q＝8mL/min)为气源曝气14天；前14d，COD平均去除率为14.56％，SS平均去除率为23.24％，后14d，COD平均去除率为20.77％，SS平均去除率为28.54％。

基于河道水体总氮、氨氮和COD含量高，水质较差(多为劣V类)水，甚至出现黑臭的问题，上述现有技术虽然在一定程度上实现了曝气的目的，但如何实现重污染水体高效靶向供氧，提高曝气效率，降低能耗，仍然是河道污水治理领域亟待解决的技术难题。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有河道黑臭水体DO含量过低的问题，本发明提供一种河道曝气膜组件、曝气膜系统及方法，实现重污染水体高效靶向供氧，调节水体DO含量，曝气膜在提升传质效果的同时，还能定向构建河道微生物群落结构和微生境，提升河道自净能力；并进一步通过智能控制系统实现在线监测，智能控制，节约能耗，保障水质长效改善效果。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种河道曝气膜组件，包括曝气管线和中空辫带生物膜，所述中空辫带生物膜包括中空膜管和微孔化纤膜丝，所述曝气管线与若干中空膜管的一端相连通；所述中空膜管另一端封闭，管壁设有若干气孔，所述微孔化纤膜丝连接在气孔周围。采用设有气孔的中空膜管作为曝气组件，使空气经曝气管线进入中空膜管后，在压力作用下从气孔中向水体逸出，结合气孔周围设置的微孔化纤膜丝，使逸出的纳米级气体停留时间和气液接触的表面积增加，提高了氧的吸收能力，增加水体溶氧量；同时，由于气孔极小，曝气强度增加，空气水流扰动剧烈，对生物膜表面的冲刷加强，使生物膜更新快，泥龄短，使膜组件具有较高的生物活性，即该结构能够有效促进挂膜。

优选地，所述中空膜管的封闭端为自由端。该封闭端采用不固定的模式，使膜组件在河道中漂浮。

优选地，所述中空辫带生物膜成排地布设在曝气管线上。

优选地，所述中空辫带生物膜至少为一排。

优选地，所述中空膜管材质为增强型聚偏氟乙烯或聚丙烯。该材质的膜管化学稳定性好，耐酸碱，耐细菌腐蚀，还具有较好的抗氧化性能。MBR中空膜管的材质均可以用于本方案。

优选地，所述中空膜管通过甲基丙烯酸甲酯胶黏剂或环氧树脂与曝气管线连接。

优选地，所述中空膜管内径为0.4mm，外径为1.45mm；气孔直径为0.01～0.1μm。

优选地，所述微孔化纤膜丝细度为0.001～0.1D，长度为5～10mm。采用该细度的微孔化纤膜丝在使用时微生物更容易附着，且大的比表面积使该膜组件的启动挂膜更快，COD去除率、氨氮去除率更高，系统抗水质冲击负荷强；同时，由中空膜管的气孔出来的气体被大比表面积的微孔化纤膜丝阻断、打散，微纳米空气停水时间长，曝气效率高，进一步提高空气在水体中的停留时间，提高水体中的溶氧量，提高氧的利用率，单位体积曝气膜面积大，能耗低；微孔化纤膜丝排布密度高，微生物高度富集在膜表面，活性微生物不易流失。

优选地，所述微孔化纤膜丝通过环氧树脂与中空膜管连接。采用此方法形成的中空辫带生物膜寿命较长，无污染问题，无需反冲等操作。

优选地，所述中空辫带生物膜的比表面积为7000～7500m²/m³。所述中空辫带生物膜的空隙率为40％～50％。由于中空辫带生物膜的高比表面积和高空隙率，结合生物膜的立体结构，使废水较方便地进入中空辫带生物膜进行生物接触氧化反应，同时也使得正常脱落的生物膜较为容易地随水流出，减少了堵塞的出现概率，同时由于曝气强度大，池内流体强烈扰动，生物膜表面的代谢物质流动和更新速度快，反应浓度梯度大，传质效率高，因而使中空辫带生物膜能保持较高的生化反应速率。

一种河道曝气膜系统，包括上述曝气膜组件，还包括气体管路，鼓风机和智能控制系统，所述智能控制系统包括溶解氧检测仪；所述智能控制系统连接鼓风机和溶解氧检测仪，所述鼓风机通过气体管路连接曝气膜组件。水体中氧气不足/超标时，即时反馈至控制系统，调节DO含量，还能实现在线监测，智能控制，节约能耗。

一种采用上述曝气膜系统处理河道黑臭水的方法，包括以下步骤：

1)在河道水体的特定高度放置曝气膜系统，等间距平行排布曝气膜组件；

2)以曝气压力P₁与曝气管线所处位置的水压P₂的差值满足10kPa≤P₁-P₂≤30kPa进行曝气，启动挂膜：空气沿曝气管线进入中空膜管，再由中空膜管上的气孔排出，溶解氧经微孔化纤膜丝分散至水体；

3)曝气至水体中溶解氧量达到饱和后，溶解氧检测仪即时反馈至控制系统暂停曝气，水体中溶氧量低于设定值时，溶解氧检测仪即时反馈至控制系统进行曝气；

4)挂膜完成后，曝气膜系统对污水进行处理。

曝气压力P₁过大时，导致大气泡的形成而降低溶氧量；曝气压力P₁过小时，气体逸出速率过慢也会导致水体中溶氧量低。

优选地，步骤1)布置曝气膜系统氨氮削减负荷为0.4～2.0g/m²·d；原水氨氮浓度小于5.0mg/L时，削减负荷取值0.4～0.8g/m²·d；原水氨氮浓度5.0～10.0mg/L时，削减负荷取值0.8～1.2g/m²·d；原水氨氮浓度10.0～20.0mg/L时，削减负荷取值1.2～1.6g/m²·d；原水氨氮浓度大于20.0mg/L时，削减负荷取值1.6～2.0g/m²·d。

优选地，步骤1)布置曝气膜系统COD削减负荷为4.0～20.0g/m²·d；原水COD_cr浓度30.0～50.0mg/L时，削减负荷取值4.0～8.0g/m²·d；原水COD_cr浓度50.0～150.0mg/L时，削减负荷取值8.0～15.0g/m²·d；原水COD_cr浓度大于150.0mg/L时，削减负荷取值15.0～20.0g/m²·d。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明与现有技术相比，将现有技术中用于过滤污水的设有气孔的中空膜管作为曝气装置，形成的曝气膜不仅有利于水体中形成纳米级气体，提高水体溶解氧，而且由于微孔化纤膜丝的大比表面积，为生物栖息提供了巨大的空间，使得大量微生物得以附着生长，因而可维持较高浓度的生物量，能够富集微生物膜，有效促进挂膜；结合其气孔周围设置的微孔化纤膜丝，将气体及时分散，进一步提高水体中的溶解氧，形成的中空辫带生物膜成为为水中微生物提供高溶解氧的载体，在提升传质效果的同时，还能定向构建河道微生物群落结构和微生境，结合膜本身特性，利于污染物快速降解，提升河道自净能力；同时，采用中空膜管从内向外曝气能够有效解决现有技术中中空膜管过滤污水时的堵塞现象。

(2)与传统曝气方式相比，中空纤维膜曝气有如下特点：第一，曝气时不产生气泡，避免了传统曝气时污水中易挥发性物质如甲苯、苯酚随气泡进入大气而对环境造成污染；同时不会由于表面活性剂的存在而产生泡沫；第二，曝气不产生气泡，氧直接以分子状态扩散进入水体，氧气更易被吸收，大幅提高传质效率，因此可以满足某些废水高需氧量的要求，并可以通过调节气体压力的方法来控制氧的供给；第三，反应器内外气液两相分离，不易堵塞；

(3)本发明中空膜管的空气释放孔径为0.01～0.1μm，而传统曝气装置空气释放孔径为1～5mm，实施例1中压力下，启动后10min水体溶氧量即达到饱和，而对比例C中启动启动180min后水体溶氧量方才达到饱和，采用本发明方案有效降低了曝气能耗；

(4)由于中空辫带生物膜中空膜管的封闭端为自由端，中空辫带生物膜可浮动于河面上，无需土建池体施工，可以根据水质条件灵活调整，具有河道水体净化效果好、运行稳定、占地小、造价低、运行费用低、布置灵活、有助于河道水体生态修复能力的建立和完善的特点。

(5)本发明综合工程投资较少，动力能耗低，操作成本低；操作简单，自动化过程控制；设备紧凑，占空间小，容易维护。

附图说明

图1为本发明曝气膜系统示意图；

图2为本发明的曝气膜组件结构示意图；

图中：1、曝气管线；2、中空膜管；3、微孔纤维膜丝。

具体实施方式

本发明的曝气膜组件作为原位生物膜河道水体生态净化系统，其受季节更替的影响较小，不会像天然水生植物一样死亡腐烂，可消除河道水质恶化现象，能够长期净化河道水质，降低悬浮物含量，提高水体透明度，增加溶解氧，改善河道水体生态环境。同时，可根据河道结构特征、水流特征及水质特征，在河道水面下，按顺序依次排列原位生物膜组件形成的河道水体生态净化系统。微生物以原位生物膜中空纤维膜和微孔化纤膜丝为载体，同时借助于水体中的有机悬浮物或可溶性营养物而大量繁殖，形成可以吸收分解污染物的生物膜，从而使河道水体得到持续有效的净化，对于改善和恢复水体生态系统起到积极有效的推动作用。

如图1所示，曝气膜系统包括膜组件、气体管路、鼓风机和智能控制系统，智能控制系统包括溶解氧检测仪；智能控制系统连接鼓风机和溶解氧检测仪，鼓风机通过气体管路连接曝气膜组件。如图2所示，膜组件包括曝气管线和中空辫带生物膜，中空辫带生物膜包括中空膜管和微孔化纤膜丝，曝气管线与若干中空膜管的一端相连通；中空膜管另一端封闭，管壁设有若干气孔，微孔化纤膜丝连接在气孔周围，中空膜管的封闭端为自由端，形成的膜组件为帘状；中空辫带生物膜成排地布设在曝气管线上，每个膜组件上分布1～4排；中空膜管材质为增强PVDF材质，通过甲基丙烯酸甲酯胶黏剂与曝气管线连接；中空膜管内径为0.4mm，外径为1.45mm；气孔直径为0.01～0.1μm，微孔化纤膜丝材细度为0.01～0.1D，长度为5mm；微孔化纤膜丝通过甲基丙烯酸甲酯胶黏剂与中空膜管连接；中空辫带生物膜的比表面积为7000～7500m²/m³，空隙率为40％～50％。

一、膜组件技术参数为：

材质：改性高分子复合材料：增强PVDF

外形尺寸：长×宽＝2150mm×1000mm

膜有效长度：2000mm

中空辫带生物膜排数：2排

表面面积：4m²/片

氨氮削减负荷：0.4～2.0g/m²·d；原水氨氮浓度小于5.0mg/L时，削减负荷取值0.4～0.8g/m²·d；原水氨氮浓度5.0～10.0mg/L时，削减负荷取值0.8～1.2g/m²·d；原水氨氮浓度10.0～20.0mg/L时，削减负荷取值1.2～1.6g/m²·d；原水氨氮浓度大于20.0mg/L时，削减负荷取值1.6～2.0g/m²·d；

COD削减负荷：4.0～20.0g/m²·d；原水COD_cr浓度30.0～50.0mg/L时，削减负荷取值4.0～8.0g/m²·d；原水COD_cr浓度50.0～150.0mg/L时，削减负荷取值8.0～15.0g/m²·d；原水COD_cr浓度大于150.0mg/L时，削减负荷取值15.0～20.0g/m²·d。

二、运行条件

运行压力：≤100kpa

适用温度：-10～45℃

适用pH值：2～13

适用水深：≥0.8m

曝气膜系统气体管线采用普通碳钢焊接钢管和UPVC管道；为装置供电与智能控制系统的电缆采用直埋敷设或埋沙敷设，所有埋地管线均采用环氧煤沥青做外防腐，采用三油两布方式防腐；非埋地管线刷一道底漆，一道醇酸磁漆防腐。

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

以某需增氧曝气的工程为实例：选取某河道黑臭段作为工程地点，河道长2500米，均宽27米，该河道水体中COD_cr浓度为25～31mg/L；氨氮浓度为16～25mg/L；沿河道选取1至5五处作为采样点，检测其透明度、ORP、DO、COD浓度、氨氮浓度，于2m水深度处(水温为25℃)布置曝气膜系统。

每片膜组件上分布2排中空辫带生物膜；中空膜管材质为加强内衬PVDF材质，通过甲基丙烯酸甲酯与曝气管线连接；中空膜管内径为0.4mm，外径为1.45mm；气孔直径为0.01～0.1μm；微孔化纤膜丝细度为0.01～0.1D，长度为5～10mm；微孔化纤膜丝通过环氧胶与中空膜管连接；中空辫带生物膜的比表面积为7000～7500m²/m³，空隙率为40％～50％，成膜重量为120～150kg/m³。

智能曝气膜组件之间平均间距为20米，氨氮削减负荷取值为2.0g/m²·d，COD削减负荷取值为20.0g/m²·d；根据河道宽度设置直接将膜组件放置于河道内，无需土建池体施工，可以根据水质条件灵活调整。

以曝气压力P₁与曝气管线所处位置的水压P₂满足P₁-P₂为10kPa进行曝气，启动挂膜；空气沿曝气管线进入中空膜管，再由中空膜管上的气孔排出，溶解氧经微孔化纤膜丝分散至水体；曝气至水体中溶解氧量达到饱和后，溶解氧检测仪即时反馈至控制系统暂停曝气，水体中溶氧量低于饱和溶氧量的50％时，溶解氧检测仪即时反馈至控制系统进行曝气；挂膜时间约180h，挂膜完成后，曝气膜系统对污水进行处理。运行60天后，水体中COD浓度下降为13.8～15.8mg/L；氨氮浓度为6.32～7.38mg/L，水体透明度由治理前的13～17cm提高到25～33cm，DO由治理前的1.1～1.7mg/L提高到2.3～2.8mg/L，治理前后指标见表1。

表1实施例1治理前后指标

对比例A

针对与实施例1中相同河道不同区段的黑臭水，其它条件基本与实施例1相同，不同之处在于：中空膜管上不设置微孔化纤膜丝，仅有气孔，利用该中空膜管进行曝气。

挂膜时间约240h，挂膜完成后，曝气膜系统对污水进行处理。运行60天后，水体中COD平均浓度为19.3mg/L；氨氮平均浓度为10.6mg/L。

对比例B

针对与实施例1中相同河道不同区段的黑臭水，其它条件基本与实施例1相同，不同之处在于：采用传统辫带式填料辅助曝气，非实施例1中的中空辫带生物膜。

挂膜时间约300h，挂膜完成后，曝气膜系统对污水进行处理。运行60天后，水体中COD浓度为17.4mg/L；氨氮浓度为10.4mg/L。

对比例C

针对与实施例1中相同河道不同区段的黑臭水，其它条件基本与实施例1相同，不同之处在于：采用传统的空气释放孔径为1mm的装置进行曝气。

实施例1与对比例A～C的数据见表2。

表2实施例1与对比例A～C实验数据对比

由表2中可知，实施例1相比对比例A～C，其溶解氧饱和时间明显缩短，在曝气压力相同的条件下，相对于对比例A和B，挂膜时间缩短至180h，气水比由对比例C中传统曝气装置的10:1改进至1:5，有效提高了空气利用率和传质效率；实施例1中曝气膜系统运行60天氨氮削减率达到65.7％，远高于对比例A～B。

实施例2

选取某河道黑臭段作为工程地点，河道长1200米，均宽15米，该河道水体中氨氮浓度为18.5mg/L；沿河道选取一处作为采样点，检测其透明度、ORP、DO、氨氮浓度，于2m水深度处(水温为25℃)布置曝气膜系统。

智能曝气膜组件之间平均间距为15米，氨氮削减负荷取值为1.5g/m²·d；根据河道宽度设置直接将膜组件放置于河道内，无需土建池体施工，可以根据水质条件灵活调整。

以曝气压力P₁与曝气管线所处位置的水压P₂满足P₁-P₂为20kPa进行曝气，启动挂膜；空气沿曝气管线进入中空膜管，再由中空膜管上的气孔排出，溶解氧经微孔化纤膜丝分散至水体；曝气至水体中溶解氧量达到饱和后，溶解氧检测仪即时反馈至控制系统暂停曝气，水体中溶氧量低于饱和溶氧量的80％时，溶解氧检测仪即时反馈至控制系统进行曝气；挂膜时间约192h，挂膜完成后，曝气膜系统对污水进行处理。运行60天后，水体中氨氮浓度为1.5mg/L，水体透明度由治理前的8cm提高到32cm，DO由治理前的0.9mg/L提高至治理后的3.7mg/L，治理前后指标见表3。

表3实施例2治理前后指标

实施例3

选取某河道黑臭段作为工程地点，河道长1160米，宽度13～18米，该河道水体中氨氮浓度为20.5mg/L；沿河道选取一处作为采样点，检测其透明度、ORP、DO、氨氮浓度，于1m水深度处(水温为25℃)布置曝气膜系统。

智能曝气膜组件之间平均间距为10米，氨氮削减负荷取值为1.6g/m²·d；根据河道宽度设置直接将膜组件放置于河道内，无需土建池体施工，可以根据水质条件灵活调整。

以曝气压力P₁与曝气管线所处位置的水压P₂满足P₁-P₂为20kPa进行曝气，启动挂膜；空气沿曝气管线进入中空膜管，再由中空膜管上的气孔排出，溶解氧经微孔化纤膜丝分散至水体；曝气至水体中溶解氧量达到饱和后，溶解氧检测仪即时反馈至控制系统暂停曝气，水体中溶氧量低于饱和溶氧量的90％时，溶解氧检测仪即时反馈至控制系统进行曝气；挂膜时间约168h，挂膜完成后，曝气膜系统对污水进行处理。运行60天后，水体中氨氮浓度为1.5mg/L，水体透明度由治理前的7cm提高到30cm，DO由治理前的0.7mg/L提高至治理后的3.0mg/L，治理前后指标见表4。

表4实施例3治理前后指标

实施例4

选取某河道黑臭段作为工程地点，河道长1127米，宽度约18～20米，该河道水体中氨氮浓度为13.5mg/L；沿河道选取一处作为采样点，检测其透明度、ORP、DO、氨氮浓度，于4m水深度处(水温为25℃)布置曝气膜系统。

智能曝气膜组件之间平均间距为10米，氨氮削减负荷取值为1.2g/m²·d；根据河道宽度设置直接将膜组件放置于河道内，无需土建池体施工，可以根据水质条件灵活调整。

以曝气压力P₁与曝气管线所处位置的水压P₂满足P₁-P₂为30kPa进行曝气，启动挂膜；空气沿曝气管线进入中空膜管，再由中空膜管上的气孔排出，溶解氧经微孔化纤膜丝分散至水体；曝气至水体中溶解氧量达到饱和后，溶解氧检测仪即时反馈至控制系统暂停曝气，水体中溶氧量低于饱和溶氧量的60％时，溶解氧检测仪即时反馈至控制系统进行曝气；挂膜时间约200h，挂膜完成后，曝气膜系统对污水进行处理。运行60天后，水体中氨氮浓度为1.8mg/L，水体透明度由治理前的15cm提高到30cm，DO由治理前的1.3mg/L提高至治理后的3.3mg/L，治理前后指标见表5。

表5实施例4治理前后指标

Claims

1.一种采用曝气膜系统处理河道黑臭水的方法，其特征在于：

采用河道曝气膜系统，所述河道曝气膜系统包括曝气膜组件，还包括气体管路，鼓风机和智能控制系统，所述智能控制系统包括溶解氧检测仪；所述智能控制系统连接鼓风机和溶解氧检测仪，所述鼓风机通过气体管路连接曝气膜组件；

所述曝气膜组件包括曝气管线和中空辫带生物膜，所述中空辫带生物膜包括中空膜管和微孔化纤膜丝，所述曝气管线与若干中空膜管的一端相连通；所述中空膜管另一端封闭，管壁设有若干气孔，所述微孔化纤膜丝连接在气孔周围；

所述中空膜管的封闭端为自由端；

所述中空辫带生物膜的比表面积为7000~7500 m²/m³；

所述中空膜管上的气孔直径为0.01~0.1 μm；

所述微孔化纤膜丝细度为0.001~0.1 D，长度为5~10 mm；

处理河道黑臭水的方法包括以下步骤：

1）在河道水体的特定高度放置河道曝气膜系统，等间距平行排布曝气膜组件；

2）以曝气压力P₁与曝气管线所处位置的水压P₂的差值满足10 kPa≤P₁-P₂≤30 kPa进行曝气，启动挂膜：空气沿曝气管线进入中空膜管，再由中空膜管上的气孔排出，溶解氧经微孔化纤膜丝分散至水体；

3）曝气至水体中溶解氧量达到饱和后，溶解氧检测仪即时反馈至控制系统暂停曝气，水体中溶氧量低于设定值时，溶解氧检测仪即时反馈至控制系统进行曝气；

4）挂膜完成后，曝气膜系统对污水进行处理；

步骤1）布置曝气膜系统氨氮削减负荷为0.4~2.0 g/m²•d；原水氨氮浓度小于5.0 mg/L时，削减负荷取值0.4~0.8 g/m²•d；原水氨氮浓度5.0~10.0 mg/L 时，削减负荷取值0.8~1.2g/m²•d；原水氨氮浓度10.0~20.0 mg/L时，削减负荷取值1.2~1.6 g/m²•d；原水氨氮浓度大于20.0 mg/L时，削减负荷取值1.6~2.0 g/m²•d；

步骤1）布置曝气膜系统COD削减负荷为4.0~20.0 g/m²•d；原水CODcr浓度30.0 ~50.0mg/ L时，削减负荷取值4.0~8.0 g/m²•d；原水CODcr浓度50.0~150.0 mg/ L时，削减负荷取值8.0~15.0 g/m²•d；原水CODcr浓度大于150.0 mg/L时，削减负荷取值15.0~20.0 g/m²•d。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中空膜管材质为增强型聚偏氟乙烯或聚丙烯。

3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中空膜管内径为0.4 mm，外径为1.45mm。