專利名稱：一種在膜生物反應(yīng)器中抑制膜污染的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種在膜生物反應(yīng)器中抑制膜污染的方法，涉及一種通過在膜生物反應(yīng)器中培養(yǎng)或接種好氧顆粒污泥來抑制膜污染的新方法，屬廢水生物處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
據(jù)我國水環(huán)境狀況公報(bào)，2005年全國廢水排放總量為524.5億噸，其中工業(yè)廢水排放量為243.1億噸，生活污水排放量為281.4億噸，21世紀(jì)我國將經(jīng)歷前所未有的水污染和水資源短缺問題的考驗(yàn)。另一方面，“我國環(huán)境生物技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告”(2005年)明確指出，在工業(yè)和生活廢水的生物處理技術(shù)中重點(diǎn)開展膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor，MBR)新技術(shù)研究，特別是防止生物污染技術(shù)。因此，作為廢水的物理與生物處理技術(shù)的優(yōu)勢組合，以剩余污泥產(chǎn)量低(甚至為零)和高效脫氮見長、以污水資源化(或回用)和無害化為最終目標(biāo)的膜生物反應(yīng)器技術(shù)正面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。然而，國內(nèi)外理論和實(shí)踐研究表明，膜污染已經(jīng)并將繼續(xù)制約膜生物反應(yīng)器技術(shù)在基礎(chǔ)和應(yīng)用層面上研究的進(jìn)一步推進(jìn)。
膜生物反應(yīng)器中膜污染的影響因素主要有三方面污泥混合液的性質(zhì)、膜的性能和操作條件。研究發(fā)現(xiàn)，在膜生物反應(yīng)器中污泥混合液特性是造成膜污染的關(guān)鍵，膜生物反應(yīng)器中懸浮物和膠體顆粒提供了絕大部分的過濾阻力，溶解性物質(zhì)只提供了極小部分。污泥混合液中的絮狀污泥是主要膜污染物質(zhì)的觀點(diǎn)已被更多人認(rèn)同，該觀點(diǎn)認(rèn)為膜污染阻力的增加與絮狀污泥密切相關(guān)，且膜生物反應(yīng)器中污泥濃度越高，污泥形成的餅層阻力越大，膜通量降低越明顯。另有研究結(jié)果表明，污泥顆粒的尺寸與膜通量之間具有很好的對應(yīng)關(guān)系，顆粒尺寸越小，向膜面的凈遷移速度越大，顆粒越容易在膜面沉積，膜污染越嚴(yán)重。而目前膜生物反應(yīng)器中普遍采用的是絮狀污泥，其平均粒徑僅為28.3～79.4μm。因此，欲控制膜生物反應(yīng)器處理污水過程中的膜污染，解決污泥污染是關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在膜生物反應(yīng)器處理生活或工業(yè)污水中對膜污染尤其是污泥污染進(jìn)行抑制的新方法，從而降低膜污染對膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行及其推廣應(yīng)用帶來的不利影響。
本發(fā)明的技術(shù)方案控制膜生物反應(yīng)器中的污泥形態(tài)或濃度是抑制膜污染的關(guān)鍵。本發(fā)明是在傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器中，培養(yǎng)或接種好氧顆粒污泥即增大污泥顆粒的尺寸或改變污泥形態(tài)，最大限度地避免污泥在膜表面的沉積、附著，從而減輕或抑制膜污染。在處理生活或工業(yè)廢水的膜生物反應(yīng)器中，改變運(yùn)行條件，為絮狀污泥創(chuàng)造適宜的環(huán)境條件，水力停留時(shí)間、污泥停留時(shí)間、pH值等環(huán)境條件，具體操作為以模擬生活污水為膜生物反應(yīng)器進(jìn)水，具體水質(zhì)如下COD濃度為200-1000mg/L，氨氮濃度為15-100mg/L，pH值為6.8-8.0，溶解氧濃度為2.0-6.0mg/L，水力停留時(shí)間為4-10h，污泥停留時(shí)間為5-10天；所述培養(yǎng)或接種好氧顆粒污泥為(1)培養(yǎng)好氧顆粒污泥以好氧絮狀污泥為接種污泥，在膜生物反應(yīng)器中培養(yǎng)好氧顆粒污泥；或(2)接種好氧顆粒污泥。
通過促進(jìn)好氧顆粒污泥的形成或直接將好氧顆粒污泥接種到膜生物反應(yīng)器中，通過改變運(yùn)行條件，使好氧顆粒污泥的物理化學(xué)特性長期保持。與普通膜生物反應(yīng)器相比，膜通量可提高50％，大大減輕或抑制膜污染帶來的不利影響。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過營養(yǎng)和環(huán)境條件的控制在膜生物反應(yīng)器中培養(yǎng)或接種好氧顆粒污泥，并使其物理化學(xué)特性得到長期保持，可大大抑制膜污染。本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)是通過改變污泥形態(tài)來減輕或消除膜生物反應(yīng)器中的膜污染，理論依據(jù)充分，避免了頻繁地物理或化學(xué)清洗膜帶來的麻煩和二次污染。
具體實(shí)施例方式
對照實(shí)施例普通膜生物反應(yīng)器的膜通量為10L/m2h左右。
實(shí)施例1接種好氧絮狀活性污泥。膜生物反應(yīng)器進(jìn)水為模擬生活污水，水質(zhì)如下COD濃度為200mg/L，氨氮15mg/L，pH值為6.8，溶解氧濃度為2.0mg/L，水力停留時(shí)間為4h，污泥停留時(shí)間為5天。運(yùn)行至30天左右時(shí)，肉眼觀察，可發(fā)現(xiàn)膜生物反應(yīng)器中有好氧顆粒污泥出現(xiàn)。在與對照例相同的實(shí)驗(yàn)條件下，膜通量為15-20L/m2h。
實(shí)施例2接種好氧絮狀活性污泥。膜生物反應(yīng)器進(jìn)水為模擬生活污水，水質(zhì)如下COD濃度為500mg/L，氨氮50mg/L，pH值為7.5，溶解氧濃度為4.0mg/L，水力停留時(shí)間為7h，污泥停留時(shí)間為7天。運(yùn)行至25天左右時(shí)，肉眼觀察，可發(fā)現(xiàn)膜生物反應(yīng)器中有好氧顆粒污泥出現(xiàn)。在與對照例相同的實(shí)驗(yàn)條件下，膜通量為15-20L/m2h。
實(shí)施例3接種好氧顆粒污泥。膜生物反應(yīng)器進(jìn)水為模擬生活污水，水質(zhì)如下COD濃度為1000mg/L，氨氮100mg/L，pH值為8.0，溶解氧濃度為6.0mg/L，水力停留時(shí)間為10h，污泥停留時(shí)間為10天。好氧顆粒污泥的理化特性可在膜生物反應(yīng)器中得到保持。在與對照例相同的實(shí)驗(yàn)條件下，膜通量為15-20L/m2h。
權(quán)利要求
1.一種在膜生物反應(yīng)器中抑制膜污染的方法，其特征是在傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器中，培養(yǎng)或接種好氧顆粒污泥即增大污泥顆粒的尺寸或改變污泥形態(tài)，從而抑制膜污染；以模擬生活污水為膜生物反應(yīng)器進(jìn)水，具體水質(zhì)如下COD濃度為200-1000mg/L，氨氮濃度為15-100mg/L，pH值為6.8-8.0，溶解氧濃度為2.0-6.0mg/L，水力停留時(shí)間為4-10h，污泥停留時(shí)間為5-10天；所述培養(yǎng)或接種好氧顆粒污泥為(1)培養(yǎng)好氧顆粒污泥以好氧絮狀污泥為接種污泥，在膜生物反應(yīng)器中培養(yǎng)好氧顆粒污泥；或(2)接種好氧顆粒污泥。
全文摘要
一種在膜生物反應(yīng)器中抑制膜污染的方法，屬于廢水生物處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用在傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器中，培養(yǎng)或接種好氧顆粒污泥即增大污泥顆粒的尺寸或改變污泥形態(tài)，從而抑制膜污染；以模擬生活污水為膜生物反應(yīng)器進(jìn)水，以好氧絮狀污泥或好氧顆粒污泥為接種污泥，通過改變傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器的環(huán)境運(yùn)行條件，從而改變膜生物反應(yīng)器中的污泥大小和形態(tài)，保持接種好氧顆粒污泥的理化特性，來減輕甚至消除膜污染帶來的不利影響。本發(fā)明方法操作簡便、高效，可望在工程實(shí)踐中運(yùn)用。
文檔編號C02F3/12GK1974439SQ20061009819
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者陳堅(jiān), 李秀芬, 李延軍, 堵國成, 劉和 申請人:江南大學(xué)