[发明专利]优化的膜生物反应器反冲洗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种优化的膜生物反应器反冲洗的方法。

背景技术

MBR膜生物反应器是将活性污泥法和膜分离技术相结合，以膜分离技术取代传统常规活性污泥法中二沉池的污水处理新方法。与传统活性污泥法相比，其具有出水水质好且稳定，剩余污泥产量少，占地面积小、易于安装，运行操作方便等许多优点。同时，在实际应用过程中，也存在一些问题，如易污染，寿命相对较短，成本高，能耗高等。在水处理过程，悬浮的活性污泥和坏死的微生物容易在MBR膜上结垢污染和堵塞MBR膜，造成MBR膜使用寿命短。MBR膜组件在运行过程中的膜污染导致了膜通量衰减快，所需要的膜面积增加，从而导致投资增加。

目前广泛应用于污水处理领域的MBR清洗方式是定时进行反冲洗(气洗、水洗或气水洗)、药洗。如每月进行一次在线碱洗(碱洗：主要清洗运行过程中污泥等附着在膜片表面的有机物质)，每3个月至半年进行一次酸洗(酸洗：主要清洗无机物质、清洗效果好来恢复膜通量。正常压差为-10kpa以内，当压差达到-15kpa至-20kpa之间需进行清洗恢复膜通量。很多厂家对膜组件的清洗方式都是定时清洗，反冲洗强度、加药量根据膜厂家的建议设定为较大的固定值，以高强度的清洗减缓膜污染。高强度的反冲洗对膜丝有不同程度的损害，酸洗、碱洗也会对膜及膜上生物产生伤害，这些都迫切需要改善清洗方式。目前的清洗方式显得简单而有限，缺乏操作条件变化时的灵活性，且未考虑节能降耗。实际上，清洗是为了控制膜污染、保持膜的通透性，因此清洗方式及强度可以根据膜污染的实际情况进行调整。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种优化的膜生物反应器反冲洗的方法，本发明根据膜污染的实际情况，通过低强度、更及时的清洗，将MBR膜的污染消除在刚形成阶段，防止膜污染得不到及时恢复形成协同恶化的效应。

为此，本发明提供的技术方案为：

一种优化的膜生物反应器反冲洗的方法，所述膜生物反应器以恒通量运行，包括如下步骤：

步骤一、计算一定时间段内膜生物反应器的膜组件两侧的跨膜压差TMP；

步骤二、计算该一定时间段内的相似度S：其中一种计算方法为：首先确定出跨膜压差参考值T_ref，然后利用步骤一中得到的跨膜压差TMP根据如下公式计算出相似度S，

以及，

步骤三、比较步骤二中得到的S值与预设阈值，若S值大于或等于预设阈值，则以在线清洗方式采用不同清洗时间冲洗所述膜组件，若S值小于预设阈值，则以在线药洗或离线清洗方式冲洗所述膜组件。

优选的是，所述的优化的膜生物反应器反冲洗的方法中，所述步骤三中，还包括：

设置最长冲洗时间Q_max、中等冲洗时间Q_med和最短冲洗时间Q_min，其中，所述中等冲洗时间Q_med＝Q_min+(1-S)×(Q_max-Q_min)，

且，设置所述预设阈值为0.4，

若0.75≤S≤1，则以在线清洗方式依照原设定清洗时间的时长冲洗所述膜组件，若0.65≤S＜0.75，则以在线清洗方式依照原设定清洗时间和最小冲洗时间之和的时长冲洗所述膜组件，若0.5≤S＜0.65，则以在线清洗方式依照原设定清洗时间和中等冲洗时间之和的时长冲洗所述膜组件，若0.4≤S＜0.5，则以在线清洗方式依照原设定清洗时间和最大冲洗时间之和的时长冲洗所述膜组件，若S值<0.4，则以在线药洗或离线清洗方式冲洗所述膜组件。。

优选的是，所述的优化的膜生物反应器反冲洗的方法中，所述步骤二中，计算该一定时间段内的相似度S的另一种方法为：

2.1)根据步骤一中得到的跨膜压差值TMP计算该一定时间段内膜生物反应器的膜组件两侧的跨膜压差变化率μ，

2.2)设定跨膜压差变化率参考值为：

以及，

2.3)根据如下公式计算出相似度S，

优选的是，所述的优化的膜生物反应器反冲洗的方法中，在所述步骤二中，根据另一种方法计算该一定时间段内的所述相似度S时，在所述步骤三中，还包括：