[发明专利]基于表面恒电位控制的动态膜生物反应器调控方法及装置有效

专利信息
申请号: 201410097826.4 申请日: 2014-03-17
公开(公告)号: CN104925938B 公开(公告)日: 2017-02-22
发明(设计)人: 李恩超;金学文;张宜莓;任巍;施亮;张永杰;侯红娟;尹婷婷;裘慕贤 申请(专利权)人: 宝山钢铁股份有限公司;上海宝钢化工有限公司
主分类号: C02F3/12 分类号: C02F3/12
代理公司: 上海集信知识产权代理有限公司31254 代理人: 周成,肖祎
地址: 201900 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 基于 表面 电位 控制 动态 生物反应器 调控 方法 装置
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种污水处理装置和污水处理方法,具体说有关一种用于污水处理的动态膜生物反应器调控方法及装置。

背景技术

膜-生物反应器(Membrane bioreactors,简称MBR)由于膜的高效分离性能,与采用重力沉降分离为主的传统活性污泥法污水处理工艺相比,具有占地面积小、容积负荷高、出水水质好等突出优点,被认为是最具有发展前景的污水处理与回用技术之一,对其的研究和开发在世界范围内都备受关注。目前从技术角度讲,MBR工艺已相当成熟,然而其推广应用却不甚理想,主要存在三个问题:(1)能耗问题,目前好氧MBR的运行能耗明显高于常规活性污泥法。(2)通常采用的有机或无机膜价格较昂贵,致使MBR工艺的投资偏高;(3)膜污染控制不易,使膜性能快速下降。为解决以上问题,国内外进行了多方面的研究。动态膜技术是其中较有特色且效果较好的一种方法。

动态膜技术是指采用廉价大孔材料作为污水过滤介质,利用初期截留的污染物及后期粘附的微生物产物形成生物膜,从而达到改善出水水质的目的。动态膜组件与生物反应器结合构成动态膜-生物反应器(Dynamic membrane bioreactor,简称DMBR),在保留MBR优点的同时克服其缺点,不仅大幅度降低MBR工艺造价,而且动态膜过滤阻力很小,可以在低至几毫米的水位差的驱动下自流出水。当动态膜发生污染后,采取加强膜下方曝气或气水反冲等方式即能完全恢复动态膜的通量。

近年来,国内外学者针对DMBR选材、操作模式优化进行了较多研究。范彬等则采用孔径为0.1mm左右的筛绢制成平板型过滤组件,代替微滤膜或超滤膜形成一体式的MBR,利用运行过程中形成于组件表面的动态膜过滤出水,研究了这种MBR对城市污水的处理效果。结果表明,用筛绢直接过滤城市污水可以在比较短的时间内形成自生生物动态膜,并且达到良好的分离效果,过滤开始35min后出水中即检测不到悬浮物(suspended solids,SS);动态膜生物反应器对氨氮去除率达80.92%,充分说明硝化菌大量繁殖并被有效地截留在反应器内。膜阻力计算结果表明,动态膜的总过滤阻力要比传统MBR中的膜过滤阻力小2~3个数量级。高松等试验研究了200目不锈钢丝网为基材在曝气池内形成的生物动态膜的过滤性能,结果表明:水头和初始通量对动态膜的形成具有关键作用,但同时对膜的堵塞也有相当大的影响。30cm是较好的操作水头。而初始通量小于0.62m/h时,基材上未形成有效的生物动态膜。试验中的通量高于0.1m/h,远远超过微滤膜-生物反应器。目前,针对DMBR应用于污水处理领域已形成不同的技术方法及配套装置,如在中国专利申请公开第CN1363526号中公开一种应用动态膜对生物反应器混合液进行过滤的方法及装置;在中国专利申请公开第CN102180542A号中公开一种自生动态膜组件快速及稳定运行方法;在中国专利申请公开第CN101234813号中公开一种复合式动态膜生物处理污水的方法及其设备;在中国专利申请公开第CN101224357号中公开一种印染废水回用的两级动态膜过滤方法。

DMBR依靠运行过程中在线形成的泥饼层和凝胶层实现对污染物的截留,随着运行时间的延长,动态膜孔径会因胶体颗粒的进一步沉积而逐渐减小,最终导致在膜面上形成过厚的生物膜(泥饼层)而DMBR无法出水,必须通过在线物理-化学清洗及离线物理-化学清洗恢复通量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态膜生物反应器(DMBR)调控方法及装置,能够在保证DMBR出水稳定达标的同时,最大程度降低DMBR运行中动态膜污染,以显著延长DMBR运行周期。

根据本发明一方面提供一种基于表面恒电位控制的动态膜生物反应器调控装置,动态膜生物反应器包括设置有进出水口的外壳、在外壳内的膜组件,膜组件由基材和膜管组成;其特征在于,所述调控装置包括连接于所述膜组件的在线恒电位仪、在线流动Zeta电位仪、连接于在线恒电位仪和在线流动Zeta电位仪之间的可编程逻辑控制器、放置在动态膜生物反应器膜腔内的参比电极;Zeta电位仪用以测定污泥混合液Zeta电位,恒电位仪用于调节动态膜表面相对参比电极的电位,Zeta电位仪对恒电位仪选值的调节通过可编程逻辑控制器实现。

膜组件的基材是由PVC板、不锈钢铁丝网或无纺布组成。

所述参比电极采用Ag/AgCl制成。

不锈钢铁丝网的孔径直径是0.01~5mm,每块面积是0.2~3平方米。

在膜管与进出口管道连接处,采用0型硅橡胶密封圈密封。

恒电位仪连接至近不锈钢丝网中部位置。

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