[发明专利]一种利用超声在线控制膜污染发展的方法

摘要

一种利用超声在线控制膜污染发展的方法，涉及膜—生物反应器中膜污染的在线控制，属于污水处理与回用技术领域。本发明在特定的超声频率，能量密度条件下，以系统总能耗最低为原则综合优化超声开启时间和膜表面错流速度，其综合优化过程采用“超声开启时间阶式递增法”，在给定的错流速度下，以膜过滤总阻力为衡量标准，通过逐步提高超声开启时间来寻求最佳超声开关时间模式。本发明提出了一套直接利用超声在线控制膜污染发展的方法，可实现在较低的膜表面错流速度下，有效地在线控制膜污染发展，维持膜—生物反应器长时间稳定运行，进一步降低运行能耗。

主权项

1.一种利用超声在线控制膜—生物反应器中膜污染发展的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1)超声换能器采用线性排列并设置于膜组件外侧部，其超声频率为20～50kHz；超声能量密度为0.025～10W/cm2；2)采用时间阶式递增法综合优化膜表面错流速度和超声的开关时间模式，其具体优化过程如下：a、在反应器正常运行情况下，选定一组错流速度；b、在每个错流速度下，首先不开超声运行膜—生物反应器，使膜过滤阻力达到1.5Rm～3.0Rm，然后以超声开T1时间，关T2时间的模式运行膜—生物反应器；所述的T1为超声开启时间，初始值为T1＝1～5min；所述的T2为超声关闭时间，初始值为T2＝0.5～4h；c、在一天的运行时间内，如膜过滤阻力的升高达到0.25Rm～1Rm，则选择时间增量ΔT＝1～10min，以开启T1+ΔT时间，关闭T2时间的模式运行膜—生物反应器；如此反复增加超声开启时间直至在一天的运行中，膜过滤阻力的升高小于0.25Rm～1Rm，亦不减小为止，此时的T1和T2就是优化后的超声开关时间；d、当T1数值增加至30min，膜过滤阻力上升仍超过0.25Rm～1Rm，则选择T1为30min，而减小T2；如T2减小至30min膜过滤阻力仍超过0.25Rm～1Rm，则该错流速度下，不能利用超声有效控制膜污染的发展，需要提高错流速度；e、按照上述步骤对每个错流速度进行优化，得到相应的超声开关时间，根据优化结果计算每个错流速度下循环泵能耗和超声设备能耗，最后以总能耗最低为原则确定合理的错流速度和相应的超声开启时间膜式。