CN114804336A - 降低膜生物反应器膜污染装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废水生物处理技术领域，公开了降低膜生物反应器膜污染装置及其方法。将高场强永磁体设置于平板膜组件中或其外侧，根据磁生物效应机制，利用永磁体附近的较强磁场抑制膜污染，同时利用其远处反应区内分布的较弱磁场改善生物处理过程，以达同时降低膜污染并提升处理效率的目的。利用静态磁场延缓膜污染的同时改善生物处理过程，一举两得。同时，该方法一次投资可带来长期效果，无二次污染及其他潜在危害，在保留了传统平板膜膜生物反应器各项优势的基础上，进一步提升处理效率及稳定性，在各类污、废水处理方面均具有较强应用潜力。
Description
技术领域
本发明属于废水生物处理技术领域，本发明涉及降低膜生物反应器膜污染装置及其方法，具体涉及一种降低膜生物反应器膜污染装置并提升处理效率的装置及其方法。
背景技术
迅猛发展的工业带来了诸多环境问题，生产过程中产生的大量工业废水是其中典型的代表。在常见的废水处理技术中，生物法因其高效、低耗、无二次污染等优点得到了广泛的应用，且通常作为核心处理单元。处理后的泥(菌)、水分离是废水生物处理工艺的重要环节，依据自然沉降原理的传统泥水分离法往往具有效率低、分离效果差、需单独设置二次沉淀池等问题，而将膜过滤引入生化池构建的膜生物反应器(MBR)恰恰克服了上述缺点，同时还具有耐冲击负荷、出水水质好、污泥产量低等优点，因而得到了广泛的应用。
尽管具有诸多优点，膜污染问题始终是MBR在应用过程中的重要限制性因素。人们通常通过改善运行方式、优化工艺参数、研发新型抗污染膜材料等方法尝试抑制膜污染，但或收效甚微、或成本过高，一些新材料的使用还存在安全隐患。探索一种低投资/能耗、无二次污染、安全有效的膜污染抑制方法，对MBR的大规模应用及进一步发展十分重要。
诸多研究显示，磁场能改变微生物的生长、代谢活性及耐受性。通常，较高强度磁场对微生物具有抑制效应，而较低强度磁场则会体现促进生长、代谢活性及耐受性的效果。目前，已有利用静态磁场延缓膜污染的相关研究，但均针对单纯的膜过滤工艺，悬浮物、有机质及微生物的浓度水平本身较低，而MBR膜组件是在高浓度有机物、微生物及其胞外聚合物存在的环境中连续运行，更增加了其污染的风险。
发明内容
本发明的目的在于解决传统膜生物反应器膜污染问题，同时兼顾提升生物处理效率的目的，本发明提供降低膜生物反应器膜污染并提升处理效率的装置及方法，将高场强永磁体设置于平板膜组件中(或其外侧)，根据磁生物效应机制，利用永磁体附近的较强磁场抑制膜污染，同时利用其远处反应区内分布的较弱磁场改善生物处理过程，以达同时降低膜污染并提升处理效率的目的。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
降低膜生物反应器膜污染并提升处理效率的装置，包括反应池，反应池内部设有平板膜组件、永磁体，反应池底部侧面开设孔连接有进水设备，所述反应池底部设有曝气头；曝气头通过管道外接有曝气设备，平板膜组件中心为矩形板，其矩形板中间设有若干个通孔通道；矩形板顶部设有密封管路用于与出水设备连接，矩形板前后两面分别设有膜片，每个膜片上分别盖设有回字形板，矩形板与回字形板外圆周连接固定，膜片设置在矩形板与回字形板之间；矩形板外周、回字形板外周相对应位置分别设有若干个孔，矩形板和回字形板之间通过若干个孔、螺栓连接。永磁体布设于平板膜组件的内部或外部，永磁体与两侧膜片之间均有间距。
矩形板和回字形板之间通过若干个孔、螺栓连接且为可拆卸连接。矩形板除了中间设有的若干个通孔通道、以及外周设有的用于与回字形板连接的若干个孔，其余部分均为密封设置。
当永磁体布设于平板膜组件的内部时，为内置式结构。每组平板膜组件内布设永磁体数量为一块，或者根据平板膜组件数量、反应器容积等情况选择永磁体总数量，并按照与相邻平板膜组件内永磁体按照异极相对(N→S)的方向固定于平板膜组件内部平行且等距于两侧膜片位置。
当永磁体布设于平板膜组件的外部时，为外置式结构。将两块等规格永磁体按照异极相对(N→S)的方向固定于平板膜组件两侧，与同侧膜片的距离均为5mm。
进一步的，平板膜组件所用膜片材料为工业滤布，其平均孔径约22μm。
进一步的，所述曝气设备为空气压缩机，空气压缩机通过硅胶软管与曝气头连接。所述进水设备为配水箱，配水箱通过水泵和软管与反应池连接。所述配水箱内配设有浮球阀。所述出水设备为蠕动泵，蠕动泵通过硅胶软管与平板膜组件连接。
进一步的，反应池内尺寸为(长×宽×高)：14.0cm×6.5cm×19.0cm，有效容积1.0L；
进一步的，所述曝气头设置两个以上。
进一步的，永磁体磁场强度为200mT以上；其尺寸、数量及与膜片间距等参数根据实际工况通过试验确定。永磁体磁场强度最大强度为206.3mT或305.0mT；永磁体磁场最大强度优选为305.0mT。
进一步的，所述永磁体形状包括但不限于圆柱形。
采用上述装置进行废水处理的方法，包括步骤如下：
S1：构建反应装置，反应池内尺寸为(长×宽×高)：14.0cm×6.5cm×19.0cm，有效容积1.0L；
S2：将两块等规格永磁体按照异极相对(N→S)的方向固定于平板膜组件两侧，与同侧膜片的距离均为5mm，然后将平板膜组件固定于反应池中部(磁场外置式)，若为磁场内置式，将一块永磁体固定于平板膜组件内部平行且等距于两侧膜片位置，布设永磁体磁场强度，最大强度为206.3mT或305.0mT；
S3：在高于反应池的位置设置配水箱进行进水，用配置有浮球阀的配水箱控制进水水位(连通器原理)，用空气压缩机连接硅胶软管及曝气头进行曝气，用蠕动泵通过硅胶软管连接平板膜组件进行出水，通过控制蠕动泵流速控制水力停留时间；
S4：装置在室温条件(24.2-26.7℃)下运行，曝气量为0.1m3/h(溶解氧控制在2.6-3.8 mg/L)，水力停留时间24h；
运行时，废水通过进水设备注入反应池，同时曝气设备不断向反应池内注入空气，经曝气头切割后形成小气泡，在为生化反应提供氧气的同时产生搅动作用，使废水、空气和微生物充分接触，经生物处理净化后的废水经平板膜组件上膜片的过滤作用与固态物质分离，后通过出水设备排出，废水流经以平板膜组件为中心的较大区域内均有静态磁场分布，其强度沿远离永磁体的方向逐渐衰减；
S5：运行过程中，每日监测跨膜压差(TMP)的变化用以指示膜污染程度，当TMP超过30.0kPa认为膜已被严重污染，需要清洗；
S6：利用物理及化学清洗相结合的方式进行膜表面清洗，恢复其膜通量后继续运行。
通过在膜表面附近布设高磁场永磁体，即可在膜表面附近形成较高强度静态磁场，用以抑制膜污染。同时，永磁体产生的磁场随距离发生衰减而在反应池较远离平板膜组件的主反应区域内形成了强度较弱的静态磁场，在一定程度上可提高生物处理活性。
利用静态磁场同时降低膜污染并提升处理效率的方法具有适用性广、成本低、效率高、稳定性强等特点。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
在平板膜组件附近设置高强度静态磁场后，延缓了膜污染过程，施加了206.3mT和305.0 mT磁场的反应器膜清洗时间间隔比未施加磁场的对照组(第46d)分别延长了约15％(7d)和20％(9d)；此外，磁场还提高了处理效率，能够深度降解目标污染物，最大程度降低了废水的COD及急性毒性，同时提升了污泥的浓度及其沉降性，保证了工艺的稳定运行。该工艺也可用于其他类型的生活污水、工业废水处理，提升传统MBR的运行效率，具有较好的工业化应用前景。
利用静态磁场延缓膜污染(膜清洗时间间隔比未施加磁场的对照组延长了近20％)的同时改善生物处理过程，一举两得。同时，该方法一次投资可带来长期效果，无二次污染及其他潜在危害，在保留了传统平板膜膜生物反应器各项优势的基础上，进一步提升处理效率及稳定性，在各类污、废水处理方面均具有较强应用潜力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是降低膜生物反应器膜污染装置结构示意图，其中图(a)为磁场内置式示意图，图(b)为磁场外置式示意图。
图2是磁场外置式降低膜生物反应器膜污染装置为基准构建的实验室装置图。
图3是对比例1、对比例2、实施例1、实施例2中提供的四组反应器对模拟高盐偶氮染料废水的处理效果图。其中图(a)为染料脱色结果图，图(b)为COD去除结果图，图(c)为急性毒性脱除图。
图4是对比例1、对比例2、实施例1、实施例2中提供的四组反应器运行过程中污泥性能指标变化图。其中图(a)为污泥MLSS变化情况图，图(b)为污泥SVI变化情况图。
图5是对比例1、对比例2、实施例1、实施例2中提供的四组反应器运行过程中TMP变化图。
图6是对比例1、对比例2、实施例1、实施例2中提供的四组反应器膜表面滤饼层显微观察图。其中图(a)为对比例1中的0#反应器，图(b)为对比例2中的1#反应器，图(c)为实施例1中的2#反应器，图(d)为实施例2中的3#反应器。
图7是对比例1、对比例2、实施例1、实施例2中提供的四组反应器内膜附近SMP及EPS成分分析图。其中图(a)为SMP成分分析图，图(b)为溶解性EPS成分分析图，图(c)为结合性EPS成分分析图。
图8是对比例1、对比例2、实施例1、实施例2中提供的四组反应器内膜表面滤饼层中微生物群落结构分析图。其中图(a)为滤饼层细菌(属层面)群落结构图，图(b)为滤饼层真菌(属层面)群落结构图，图(c)为滤饼层真菌、细菌相对丰度图。
图中：1.反应池，2.进水设备，3.出水设备，4.曝气设备，5.平板膜组件，6.永磁体，7.曝气头。
具体实施方式
下面通过具体实施例详述本发明，但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明，本发明所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。
将高场强永磁体设置于平板膜组件中(如图1(a)所示示意图)，如需扩大磁场分布区域，也可根据需要设置于其外侧(如图1(b)所示示意图)，除反应器主体及平板膜组件外的配套设备与传统平板膜MBR相同。实施例和对比例中选用图1(b)图结构。
实施例1
降低膜生物反应器膜污染并提升处理效率的装置，包括反应池1，反应池1内部设有平板膜组件5、永磁体6，反应池1底部侧面开设孔连接有进水设备2，所述反应池1底部设有曝气头7；曝气头7通过管道外接有曝气设备4，平板膜组件5中心为矩形板，其矩形板中间设有若干个通孔通道；矩形板顶部设有密封管路用于与出水设备3连接，矩形板前后两面分别设有膜片，每个膜片上分别盖设有回字形板，矩形板与回字形板外圆周连接固定，膜片设置在矩形板与回字形板之间；矩形板外周、回字形板外周相对应位置分别设有若干个孔，矩形板和回字形板之间通过若干个孔、螺栓连接。永磁体6布设于平板膜组件5的外部。永磁体6与两侧膜片之间均有间距。
矩形板和回字形板之间通过若干个孔、螺栓连接且为可拆卸连接。矩形板除了中间设有的若干个通孔通道、以及外周设有的用于与回字形板连接的若干个孔，其余部分均为密封设置。
当永磁体6布设于平板膜组件5的外部时，为外置式结构。将两块等规格永磁体6按照异极相对(N→S)的方向固定于平板膜组件5两侧。
平板膜组件5所用膜片材料为工业滤布，其平均孔径约22μm。
所述曝气设备4为空气压缩机，空气压缩机通过硅胶软管与曝气头7连接。所述进水设备2为配水箱，配水箱通过水泵和软管与反应池1连接。所述配水箱内配设有浮球阀。所述出水设备3为蠕动泵，蠕动泵通过硅胶软管与平板膜组件5连接。
所述曝气头7设置两个以上。
构建实验室规模的立方体结构实验装置，并配齐配套装置，反应池1(生化池)内尺寸为(长×宽×高)：14.0cm×6.5cm×19.0cm，有效容积1.0L。编号为2#反应池1，设置最大磁场强度为206.3mT的永磁体6，设置两块相同的永磁体6，与两侧膜片间距均为5mm，相向两侧为异性磁极。
实施例2
降低膜生物反应器膜污染并提升处理效率的装置，包括反应池1，反应池1内部设有平板膜组件5、永磁体6，反应池1底部侧面开设孔连接有进水设备2，所述反应池1底部设有曝气头7；曝气头7通过管道外接有曝气设备4，平板膜组件5中心为矩形板，其矩形板中间设有若干个通孔通道；矩形板顶部设有密封管路用于与出水设备3连接，矩形板前后两面分别设有膜片，每个膜片上分别盖设有回字形板，矩形板与回字形板外圆周连接固定，膜片设置在矩形板与回字形板之间；矩形板外周、回字形板外周相对应位置分别设有若干个孔，矩形板和回字形板之间通过若干个孔、螺栓连接。永磁体6布设于平板膜组件5的外部。永磁体6与两侧膜片之间均有间距。
矩形板和回字形板之间通过若干个孔、螺栓连接且为可拆卸连接。矩形板除了中间设有的若干个通孔通道、以及外周设有的用于与回字形板连接的若干个孔，其余部分均为密封设置。
当永磁体6布设于平板膜组件5的外部时，为外置式结构。将两块等规格永磁体6按照异极相对(N→S)的方向固定于平板膜组件5两侧。
平板膜组件5所用膜片材料为工业滤布，其平均孔径约22μm。
所述曝气设备4为空气压缩机，空气压缩机通过硅胶软管与曝气头7连接。所述进水设备2为配水箱，配水箱通过水泵和软管与反应池1连接。所述配水箱内配设有浮球阀。所述出水设备3为蠕动泵，蠕动泵通过硅胶软管与平板膜组件5连接。
所述曝气头7设置两个以上。
构建实验室规模的立方体结构实验装置，并配齐配套装置，反应池1(生化池)内尺寸为(长×宽×高)：14.0cm×6.5cm×19.0cm，有效容积1.0L。编号为3#反应池1，设置最大磁场强度为305.0mT的永磁体6，设置两块相同的永磁体6，与两侧膜片间距均为5mm，相向两侧为异性磁极。
对比例1
降低膜生物反应器膜污染并提升处理效率的装置，包括反应池1，反应池1内部设有平板膜组件5，反应池1底部侧面开设孔连接有进水设备2，所述反应池1底部设有曝气头7；曝气头7通过管道外接有曝气设备4，平板膜组件5中心为矩形板，其矩形板中间设有若干个通孔通道；矩形板顶部设有密封管路用于与出水设备3连接，矩形板前后两面分别设有膜片，每个膜片上分别盖设有回字形板，矩形板与回字形板外圆周连接固定，膜片设置在矩形板与回字形板之间；矩形板外周、回字形板外周相对应位置分别设有若干个孔，矩形板和回字形板之间通过若干个孔、螺栓连接。
矩形板和回字形板之间通过若干个孔、螺栓连接且为可拆卸连接。矩形板除了中间设有的若干个通孔通道、以及外周设有的用于与回字形板连接的若干个孔，其余部分均为密封设置。
平板膜组件5所用膜片材料为工业滤布，其平均孔径约22μm。
所述曝气设备4为空气压缩机，空气压缩机通过硅胶软管与曝气头7连接。所述进水设备2为配水箱，配水箱通过水泵和软管与反应池1连接。所述配水箱内配设有浮球阀。所述出水设备3为蠕动泵，蠕动泵通过硅胶软管与平板膜组件5连接。
所述曝气头7设置两个以上。
构建实验室规模的立方体结构实验装置，并配齐配套装置，反应池1(生化池)内尺寸为(长×宽×高)：14.0cm×6.5cm×19.0cm，有效容积1.0L。编号为0#反应池1，不设置永磁体。
对比例2
降低膜生物反应器膜污染并提升处理效率的装置，包括反应池1，反应池1内部设有平板膜组件5、永磁体6，反应池1底部侧面开设孔连接有进水设备2，所述反应池1底部设有曝气头7；曝气头7通过管道外接有曝气设备4，平板膜组件5中心为矩形板，其矩形板中间设有若干个通孔通道；矩形板顶部设有密封管路用于与出水设备3连接，矩形板前后两面分别设有膜片，每个膜片上分别盖设有回字形板，矩形板与回字形板外圆周连接固定，膜片设置在矩形板与回字形板之间；矩形板外周、回字形板外周相对应位置分别设有若干个孔，矩形板和回字形板之间通过若干个孔、螺栓连接。永磁体6布设于平板膜组件5的外部。永磁体6与两侧膜片之间均有间距。
矩形板和回字形板之间通过若干个孔、螺栓连接且为可拆卸连接。矩形板除了中间设有的若干个通孔通道、以及外周设有的用于与回字形板连接的若干个孔，其余部分均为密封设置。
当永磁体6布设于平板膜组件5的外部时，为外置式结构。将两块等规格永磁体6按照异极相对(N→S)的方向固定于平板膜组件5两侧。
平板膜组件5所用膜片材料为工业滤布，其平均孔径约22μm。
所述曝气设备4为空气压缩机，空气压缩机通过硅胶软管与曝气头7连接。所述进水设备2为配水箱，配水箱通过水泵和软管与反应池1连接。所述配水箱内配设有浮球阀。所述出水设备3为蠕动泵，蠕动泵通过硅胶软管与平板膜组件5连接。
所述曝气头7设置两个以上。
构建实验室规模的立方体结构实验装置，并配齐配套装置，反应池1(生化池)内尺寸为(长×宽×高)：14.0cm×6.5cm×19.0cm，有效容积1.0L。编号为1#反应池1，设置最大磁场强度为95.0mT的永磁体6，设置两块相同的永磁体6，与两侧膜片间距均为5mm，相向两侧为异性磁极。
应用例1
将实施例1、实施例2、对比例1、对比例2中的2#反应器、3#反应器、0#反应器、1#反应器对模拟高盐偶氮染料废水的连续处理。
模拟废水成分为：1g/L葡萄糖，0.2g/L硫酸铵，0.08g/L酵母浸粉，0.1g/L磷酸二氢钾， 0.5g/L硫酸镁，30g/L氯化钠，酸性红B(目标染料)浓度从20-40mg/L(工艺启动期)逐步提升至80mg/L(低负荷阶段，为期60d)和160mg/L(高负荷阶段，为期60d)。
其中模拟废水接种物为一普通活性污泥及一株耐盐酵母菌(具有降解偶氮染料功能的耐盐季也蒙毕赤酵母菌菌株Meyerozyma guilliermondii A3)的混合培养物，活性污泥来自大连市春柳河污水处理厂，耐盐酵母菌为定向驯化筛选的偶氮染料高效降解菌。
具有降解偶氮染料功能的耐盐季也蒙毕赤酵母菌菌株(Meyerozymaguilliermondii A3)， 该季也蒙毕赤酵母菌菌株被命名为Meyerozymaguilliermondii A3。已于中国微生物菌种保藏管 理委员会普通微生物中心保藏，其保藏号CGMCC No.21315。保藏日期为：2020年12月07 日；保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号；季也蒙毕赤酵母菌菌株的26S rDNA序 列登录于GenBank数据库，登录号为MT122798。
季也蒙毕赤酵母菌菌株(Meyerozyma guilliermondii A3)其26S rDNA序列如SEQID No:1 所示。
上述季也蒙毕赤酵母菌菌株(Meyerozyma guilliermondii A3)的菌落表面湿润光滑扁平，边缘整齐，不透明，乳白色，菌株呈杆状，无鞭毛，长约2.92-3.36μm，宽约0.53-0.97μm。
上述季也蒙毕赤酵母菌菌株(Meyerozyma guilliermondii A3)分离自海泥样品，海泥取自大连市沙河口区黑石礁海滨公园一处近海排污口附近海滩。
活性污泥及季也蒙毕赤酵母菌菌株(Meyerozyma guilliermondii A3)的初始接种浓度(MLSS)分别为：2200mg/L和800mg/L，接种反应条件为：温度25-35℃、溶解氧浓度不低于2.5mg/L、初始pH值5.0-7.0。
四组反应器(2#反应器、3#反应器、0#反应器、1#反应器)在5月-9月的室温条件(实测为24.2-26.7℃)下运行，曝气量为0.1m3/h(溶解氧控制在2.6-3.8mg/L)，水力停留时间24h，整个运行过程不排泥(污泥龄为∞)，初始污泥浓度(MLSS)约为3400mg/L。
连续运行四组反应器(2#反应器、3#反应器、0#反应器、1#反应器)，共计140d。运行数据结果显示(如图3所示)：四组反应器(2#反应器、3#反应器、0#反应器、1#反应器)中在低、高两个负荷运行阶段对染料的脱色率均高于90％，但1#反应器、2#反应器、3#反应器脱色率均高于98％，优于0#反应器。同时，3#反应器在高、低负荷条件下对COD的去除率均高于97％，而其他三组反应器的COD去除率均低于3#反应器，也只有3#反应器在运行稳定后出水中COD值低于100mg/L。对第80d和140d出水的急性毒性进行分析比较的结果显示，3#反应器出水的急性毒性(与发光细菌抑制率IR成正比)为四组中最低，说明其将原水的危害性降至最低。
连续运行四组反应器(2#反应器、3#反应器、0#反应器、1#反应器)，运行过程中对污泥浓度及沉降性能监测的结果显示(如图4所示)，3#反应器中污泥浓度始终最高，同时沉降性也最好(SVI最低)，说明高强度磁场随距离衰减后形成的低强度磁场改善了污泥的生物活性及沉降性。以上结果说明，在平板膜组件中装入高强度静态磁场后，可以在一定程度上提高处理效率及稳定性，而污泥维持较高的浓度水平及较好的沉降性也是保证高效稳定处理的重要前提。
连续运行四组反应器(2#反应器、3#反应器、0#反应器、1#反应器)，监测跨膜压差(TMP)的变化以掌握膜污染情况(如图5所示)，当TMP超过30.0kPa时认为膜已被严重污染，需要清洗。结果显示，在为期140d的运行时间里，3#反应器运行55d后第一次被严重污染，晚于其他三组反应器且比未施加磁场的0#反应器延长了9d(约20％)，3#反应器第二次严重污染时间跨度为85d，也长于其他三组(76-80d)。可见，高强度静态磁场延缓了膜污染过程。
保留发生严重膜污染时膜表面污染物样品，对滤饼层结构进行了显微观察(如图6所示)。结果显示，3#反应器中滤饼层结构松散，空隙率较大，而0#反应器中的膜表面则形成了结构致密的滤饼层，因而跨膜阻力更大。同时，对同一时间的膜表面滤饼层中化学及生物成分进行了分析(如图7所示)，以深入阐释膜污染机制。结果显示，3#反应器中膜周围污泥及膜表面滤饼层中易导致膜污染的两大成分——溶解性微生物产物(SMP)和胞外聚合物(EPS)浓度为四组中最低，同时蛋白/多糖比例也最低，由于这一比值与细胞吸附能力及污泥粘度成正比，因而预示着其被污染程度最低。同时，对滤饼层中的微生物群落结构进行了分析(如图8所示)，结果显示，3#反应器中可能导致膜污染的微生物类群相对丰度最低，这也是其污染程度低的另外一个重要原因。
本发明依据磁生物效应原理，将静态磁场(永磁体6)集成于平板膜组件5上，利用永磁体6附近较强磁场抑制膜污染，同时还可利用远离永磁体6反应区中的低强度磁场提高生物处理效率。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。
序列表
<110> 辽宁师范大学
<120> 降低膜生物反应器膜污染装置及其方法
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 585
<212> DNA
<213> 季也蒙毕赤酵母菌菌株(Meyerozymaguilliermondii A3)
<400> 1
gaggaaaaga aaccaacagg gattgcctta gtagcggcga gtgaagcggc aaaagctcaa 60
atttgaaatc tggcgccttc ggtgtccgag ttgtaatttg aagattgtaa ccttggggtt 120
ggctcttgtc tatgtttctt ggaacaggac gtcacagagg gtgagaatcc cgtgcgatga 180
gatgcccaat tctatgtaag gtgctttcga agagtcgagt tgtttgggaa tgcagctcta 240
agtgggtggt aaattccatc taaagctaaa tattggcgag agaccgatag cgaacaagta 300
cagtgatgga aagatgaaaa gaactttgaa aagagagtga aaaagtacgt gaaattgttg 360
aaagggaagg gtttgagatc agactcgata ttttgtgagc cttgccttcg tggcggggtg 420
acccgcagct tatcgggcca gcatcggttt gggcggtagg ataatggcgt aggaatgtga 480
ctttacttcg gtgaagtgtt atagcctgcg ttgatgctgc ctgcctagac cgaggactgc 540
gattttatca aggatgctgg cataatgatc ccaaaccgcc cgtct 585
Claims (4)
1.降低膜生物反应器膜污染并提升处理效率的装置，其特征是，包括反应池(1)，反应池(1)内部设有平板膜组件(5)、永磁体(6)，反应池(1)底部侧面开设孔连接有进水设备(2)，所述反应池(1)底部设有曝气头(7)；曝气头(7)通过管道外接有曝气设备(4)，平板膜组件(5)中心为矩形板，其矩形板中间设有若干个通孔通道；矩形板顶部设有密封管路用于与出水设备连接，矩形板前后两面分别设有膜片，每个膜片上分别盖设有回字形板，矩形板与回字形板外圆周连接固定，膜片设置在矩形板与回字形板之间；永磁体布(6)设于平板膜组件(5)的内部或外部，永磁体(6)与两侧膜片之间均有间距；
所述曝气设备(4)为空气压缩机，空气压缩机通过硅胶软管与曝气头(7)连接；所述进水设备(2)为配水箱，配水箱通过水泵和软管与反应池(1)连接；所述配水箱内配设有浮球阀；所述出水设备(3)为蠕动泵，蠕动泵通过硅胶软管与平板膜组件(5)连接；
所述曝气头(7)设置两个以上；
永磁体磁场强度为200mT以上。
2.如权利要求1所述的降低膜生物反应器膜污染并提升处理效率的装置，其特征是，当永磁体(6)布设于平板膜组件(5)的内部时，为内置式结构；
当永磁体(6)布设于平板膜组件(5)的外部时，为外置式结构；将两块等规格永磁体(6)按照异极相对的方向固定于平板膜组件(5)两侧，与同侧膜片的距离均为5mm。
3.如权利要求2所述的降低膜生物反应器膜污染并提升处理效率的装置，其特征是，平板膜组件(5)所用膜片材料为工业滤布，其平均孔径约22μm。
4.如权利要求1-3任一项所述的降低膜生物反应器膜污染并提升处理效率的装置进行废水处理的方法，其特征是，包括步骤如下：
S1：构建反应装置，反应池(1)内尺寸为(长×宽×高)：14.0cm×6.5cm×19.0cm，有效容积1.0L；
S2：将两块等规格永磁体(6)按照异极相对的方向固定于平板膜组件(5)两侧，与同侧膜片的距离均为5mm，然后将平板膜组件(5)固定于反应池(1)中部：磁场外置式，或一块永磁体(6)固定于平板膜组件(5)内部平行且等距于两侧膜片位置：磁场内置式，布设永磁体(6)磁场强度，最大强度为206.3mT或305.0mT；
S3：在高于反应池(1)的位置设置配水箱进行进水，用配置有浮球阀的配水箱控制进水水位，用空气压缩机连接硅胶软管及曝气头(7)进行曝气，用蠕动泵通过硅胶软管连接平板膜组件(5)进行出水，通过控制蠕动泵流速控制水力停留时间；
S4：装置在室温条件：24.2-26.7℃下运行，曝气量为0.1m3/h：溶解氧控制在2.6-3.8mg/L，水力停留时间24h；
运行时，废水通过进水设备注入反应池(1)，同时曝气设备(4)不断向反应池(1)内注入空气，经曝气头(7)切割后形成小气泡，在为生化反应提供氧气的同时产生搅动作用，使废水、空气和微生物充分接触，经生物处理净化后的废水经平板膜组件(5)上膜片的过滤作用与固态物质分离，后通过出水设备排出，废水流经以平板膜组件(5)为中心的较大区域内均有静态磁场分布，其强度沿远离永磁体(6)的方向逐渐衰减；
S5：运行过程中，每日监测跨膜压差TMP的变化用以指示膜污染程度，当TMP超过30.0kPa认为膜已被严重污染，需要清洗；
S6：利用物理及化学清洗相结合的方式进行膜表面清洗，恢复其膜通量后继续运行。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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