CN1215997C - 强化膜生物反应器水处理方法 - Google Patents

Abstract

强化膜生物反应器水处理方法，它涉及一种将催化氧化、吸附、膜分离、生物处理作用有机地结合起来的一种水处理方法。本发明首先向强化膜生物反应器内的水中投加氧化剂，带有氧化剂的水经过装有催化剂的滤床，在催化剂的作用下，生成氧化能力极强的自由基，将水中稳定的、难于生物降解的有机物结构进行破坏，生成被生物降解的有机物；然后向强化膜生物反应器内投加吸附剂，将水中游离细菌、微生物和有机物吸附到表面，在微生物的作用下，将有机物降解；通过膜组件的固液分离，获得高质量的出水。本发明具有可显著地提高对受污染水源水、二级生物处理后出水和难生物降解废水的处理效率，能够获得高质量出水的优点。特别适合于低有机物浓度的水处理。

Description

强化膜生物反应器水处理方法

技术领域：

本发明涉及一种将催化氧化、吸附、膜分离、生物处理等作用有机地结合起来的一种水处理方法。主要涉及受污染饮用水源水的净化处理、污水回用、难于生物降解废水的处理。

背景技术：

近年来，随着我国水环境污染的加剧，水源水中的有机微污染物质浓度不断提高，使得常规饮用水处理方法受到了严峻挑战，出水水质难于达到日益严格的饮用水水质标准的要求。同时世界范围内水资源缺乏的问题，使得污水回用课题倍受重视。在此情况下，研究与开发新的高效水处理方法具有重要的意义。

发明内容：

本发明的目的是为解决常规饮用水处理方法出水水质难于达到日益严格的饮用水水质标准要求的缺点，提供一种强化膜生物反应器水处理方法，该方法具有将催化氧化、吸附、膜分离、生物处理等作用有机地结合起来，能够获得高质量出水的特点。本发明的方法是这样实现的：首先向强化膜生物反应器内的水中投加氧化剂，带有氧化剂的水经过装有催化剂的滤床，在催化剂的作用下，生成氧化能力极强的自由基，将水中稳定的、难于生物降解的有机物结构进行破坏，生成被生物降解的有机物；然后向强化膜生物反应器内投加吸附剂，将水中的游离细菌、微生物和有机物吸附到吸附剂的表面，在微生物的作用下，将有机物降解去除；最后，通过膜组件的固液分离，获得高质量的出水。所述氧化剂是臭氧、高锰酸钾、高锰酸盐复合药剂、二氧化氯、高铁酸钾、高铁酸盐复合药剂、过氧化氢、氯或次氯酸钠。所述催化剂是在载体的表面涂有金属氧化物的涂层，其中金属是锰、铁、铝、镁、钙、镍、钛或钾。所述吸附剂是粉末状或颗粒状的活性炭、沸石粉、硅藻土、火山石粉、陶粒单一的轻质材料，或使用聚丙烯酰胺高分子材料将粉末活性炭、沸石粉、硅藻土、火山石粉复合在一起的复合材料，或有机高分子纤维材料。所述吸附剂的表面用一种或多种金属氧化物进行表面改性处理，其中金属氧化物表面改性剂是经锰、铁、铝、铜、镁、钙、镍、钛中的一种或多种氧化物制备而成的。所述膜组件是微滤膜、超滤膜、无机膜或有机膜，膜组件是中空纤维、平板或管式结构。本发明具有将催化氧化、吸附、膜分离、生物处理等作用有机地结合起来，可显著地提高对受污染水源水、二级生物处理后出水和难生物降解废水的处理效率，能够获得高质量出水的优点。特别适合于低有机物浓度的水处理。

具体实施方式：

具体实施方式一：本实施方式的方法是这样实现的：首先向强化膜生物反应器内的水中投加氧化剂，带有氧化剂的水经过装有催化剂的滤床，在催化剂的作用下，生成氧化能力极强的自由基，将水中稳定的、难于生物降解的有机物结构进行破坏，生成被生物降解的有机物；然后向强化膜生物反应器内投加吸附剂，将水中的游离细菌、微生物和有机物吸附到吸附剂的表面，在微生物的作用下，将有机物降解去除；最后，通过膜组件的固液分离，获得高质量的出水。由于膜组件具有良好的固液分离效果，可将全部的活性污泥和吸附剂都截留在膜生物反应器中，保证了系统对有机物连续、稳定的去除效果。由于吸附剂的存在，可有效地吸附水中的溶解性有机物，将其转移至固相中，减小了膜被污染的可能性，大大延长了膜组件的运行周期。另外，吸附剂吸附在膜表面，形成松软的多孔膜，防止了对膜的堵塞，降低了膜的清洗难度。所述氧化剂是臭氧、高锰酸钾、高锰酸盐复合药剂、二氧化氯、高铁酸钾、高铁酸盐复合药剂、过氧化氢、氯或次氯酸钠。所述催化剂是在载体的表面涂有金属氧化物的涂层，其中金属是锰、铁、铝、铜、镁、钙、镍、钛或钾。所述吸附剂是粉末状或颗粒状的活性炭、沸石粉、硅藻土、火山石粉、陶粒单一的轻质材料，或使用聚丙烯酰胺高分子材料将粉末活性炭、沸石粉、硅藻土、火山石粉复合在一起的复合材料，或有机高分子纤维材料。吸附剂的粒径大小依据水质情况、膜组件的孔径而有所不同。所述吸附剂的表面用一种或多种金属氧化物进行表面改性处理，其中金属氧化物表面改性剂是经锰、铁、铝、铜、镁、钙、镍、钛中的一种或多种氧化物制备而成的。吸附剂的表面用一种或多种金属氧化物进行表面改性处理，不但可提高吸附剂的吸附性能，还可催化提高细菌的生物降解，提高生物对有机物的降解能力。所述膜组件是微滤膜、超滤膜、无机膜或有机膜，膜组件是中空纤维、平板或管式结构。所述在强化膜生物反应器水处理方法单元之后设液氯或二氧化氯消毒措施，即替代常规给水处理方法。所述在强化膜生物反应器水处理方法单元之前设沉砂池或初沉池一级水处理设备作为生活污水的预处理，该方法则可作为中水回用的核心处理方法。所述强化膜生物反应器水处理方法用于给水处理或中水回用，其中强化膜生物反应器是一体式或分离式。所述强化膜生物反应器内的下部设置有曝气装置。

利用本发明可组合成如下处理工艺：

处理工艺1：

微污染水→预处理→强化膜生物反应器水处理方法→消毒处理→饮用水；

处理工艺2：

生活污水→预处理→强化膜生物反应器水处理方法→消毒处理→回用水；

处理工艺3：

难生物降解废水→预处理→强化膜生物反应器水处理方法→排放。

Claims (10)

1、强化膜生物反应器水处理方法，其特征在于首先向强化膜生物反应器内的水中投加氧化剂，带有氧化剂的水经过装有催化剂的滤床，在催化剂的作用下，生成氧化能力极强的自由基，将水中稳定的、难于生物降解的有机物结构进行破坏，生成被生物降解的有机物；然后向强化膜生物反应器内投加吸附剂，将水中的游离细菌、微生物和有机物吸附到吸附剂的表面，在微生物的作用下，将有机物降解去除；最后，通过膜组件的固液分离，获得高质量的出水。

2、根据权利要求1所述的强化膜生物反应器水处理方法，其特征在于所述氧化剂是臭氧、高锰酸钾、高锰酸盐复合药剂、二氧化氯、高铁酸钾、高铁酸盐复合药剂、过氧化氢、氯或次氯酸钠。

3、根据权利要求1所述的强化膜生物反应器水处理方法，其特征在于所述催化剂是在载体的表面涂有金属氧化物的涂层，其中金属是锰、铁、铝、铜、镁、钙、镍、钛或钾。

4、根据权利要求1所述的强化膜生物反应器水处理方法，其特征在于所述吸附剂是粉末状或颗粒状的活性炭、沸石粉、硅藻土、火山石粉、陶粒单一的轻质材料，或使用聚丙烯酰胺高分子材料将粉末活性炭、沸石粉、硅藻土、火山石粉复合在一起的复合材料，或有机高分子纤维材料。

5、根据权利要求1或4所述的强化膜生物反应器水处理方法，其特征在于所述吸附剂的表面用一种或多种金属氧化物进行表面改性处理，其中金属氧化物表面改性剂是经锰、铁、铝、铜、镁、钙、镍、钛中的一种或多种氧化物制备而成的。

6、根据权利要求1所述的强化膜生物反应器水处理方法，其特征在于所述膜组件是微滤膜、超滤膜、无机膜或有机膜，膜组件是中空纤维、平板或管式结构。

7、根据权利要求1所述的强化膜生物反应器水处理方法，其特征在于所述在强化膜生物反应器水处理方法单元之后设液氯或二氧化氯消毒措施，即替代常规给水处理方法。

8、根据权利要求1所述的强化膜生物反应器水处理方法，其特征在于所述在强化膜生物反应器水处理方法单元之前设沉砂池、初沉池一级水处理设备作为生活污水的预处理。

9、根据权利要求1所述的强化膜生物反应器水处理方法，其特征在于所述强化膜生物反应器水处理方法用于给水处理或中水回用，其中强化膜生物反应器是一体式或分离式。

10、根据权利要求1所述的强化膜生物反应器水处理方法，其特征在于所述强化膜生物反应器内的下部设置有曝气装置。