[发明专利]GAC与PAC联用强化厌氧动态膜生物反应器的方法及其应用

说明书

本发明涉及污水处理技术领域；尤其涉及GAC与PAC联用强化厌氧动态膜生物反应器的方法及其应用。所述方法包括：颗粒活性炭厌氧活性污泥形成阶段，颗粒活性炭厌氧动态膜形成阶段以及粉末活性炭‑颗粒活性炭厌氧动态膜稳定运行阶段。本发明通过在厌氧动态膜生物反应器处理污水的特定阶段分别加入GAC、PAC，并利用GAC的吸附絮凝作用有效缩短厌氧动态膜的形成时间，保证初期水质处理效果，并改善形成的厌氧动态膜，最终利用PAC的吸附作用达到能够有效控制膜污染，提升处理效果的目的。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域；尤其涉及一种采用颗粒活性炭与粉末活性炭联用强化厌氧动态膜生物反应器的方法。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

厌氧生物处理技术因剩余污泥少、运行费用少、可产生沼气作为能源回收等优点而被广泛开发和应用。然而，由于厌氧微生物世代周期长、增殖速率低，如何有效控制污泥流失一直是厌氧生物处理领域需要攻克的技术难题。厌氧膜生物反应器(Anaerobicmembrane bioreactor，AnMBR)将微滤/超滤膜分离技术用于厌氧微生物的固液分离，能够实现厌氧微生物的完全截留，有效解决了污泥流失问题。相比于传统厌氧工艺，AnMBR具有出水水质优良、占地小、操作简便等特点。但是，成本高昂的膜组件极大地增加了AnMBR的投资和运营成本。

厌氧动态膜生物反应器(Anaerobic dynamic membrane bioreactor，AnDMBR)是一种将动态膜与厌氧处理相结合并应用于活性污泥法的新兴技术，用粗孔过滤材料替代微滤/超滤膜，利用过滤过程初期滤材上原位形成或重新形成的厌氧动态膜(污泥层)作为分离介质，弥补粗孔过滤材料本身不能良好保留悬浮污泥的缺点，实现与传统厌氧膜生物反应器中的MF/UF膜类似固液分离效果的技术。粗孔过滤材料极大地降低了工艺的投资成本和运行能耗，形成的厌氧动态膜具有较小的过滤阻力，并且清洗方式简易，显著的减少了污水处理工艺的运行维护费用。

AnDMBR的运行方式与AnMBR不同，以厌氧动态膜的形成为标志分为两个阶段：第一阶段为厌氧动态膜形成阶段，在过滤过程中厌氧活性污泥颗粒沉积在大孔径过滤材料上形成污泥层，即厌氧动态膜，但该阶段微粒和胶体的保留率较低，有文献报道污泥絮体累积速率约为0-50g/(m²·h)，导致动态膜形成时间较长，一般在30分钟至几小时不等，使得初期水质难以满足要求。厌氧动态膜形成后进入第二阶段，在稳定运行期间可获得与微滤/超滤膜相当的过滤性能，但最终由于厌氧活性污泥颗粒在膜组件上的吸附/沉积，导致厌氧动态膜厚度增加，孔径变小，过滤阻力增加，膜孔堵塞而引起膜污染。另外，由于厌氧微生物世代周期长，增殖速度慢，AnDMBR处理污水的效率较低。针对上述问题，亟待开发一种能够改善厌氧动态膜控制膜污染，同时提升反应器处理性能的方法。

活性炭因其内部孔隙结构发达，比表面积大(1000-1500m²/g)，吸附性好被广泛应用于污水处理领域，活性炭按照粒径大小以粒度0.18mm为界限，分为颗粒活性炭(GAC)和粉末活性炭(PAC)。活性炭与动态膜生物反应器(DMBR)结合使用可以改善DMBR的过滤性能，减少过滤阻力，增大膜通量，延长反应器的运行时间。

目前，PAC/GAC在好氧DMBR中已经得到应用，例如，公开号为CN107555543A的专利文献公开了一种活性炭-动态膜两级复合污水直接过滤工艺，每一级反应器中均由PAC和动态膜复合而成，通过两级反应器强化了动态膜的过滤效果。然而，本发明人发现：PAC由于粒径较小与活性污泥混合形成的颗粒粒径大小不均一，较小的污泥颗粒会将大孔污泥颗粒堵塞，从而导致形成的膜会比较致密并且难以稳定容易被压缩。