一种在废水处理过程中实时清洗MBR的方法

摘要

本发明公开了一种在废水处理过程中实时清洗MBR的方法，在装有MBR的好氧池中，采用臭氧与空气间歇曝气，空气曝气量为1‑4L/(m2·min)，持续曝气；臭氧曝气量为0.05‑0.4L/(m2·min)，臭氧曝气时间5～30s，臭氧曝气周期2～10min。本发明有效地抑制了膜污染，实现了MBR工艺的长期运行，MBR出水量大大增加。本发明工艺流程简单、高效，出水水质高，成本低，可以实现推广应用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种在废水处理过程中在线清洗MBR的方法，属于废水处理领域。

背景技术

随着经济的快速发展和水资源的不断消耗，水资源短缺已经成为全球性问题。对污水进行循环、再生和回用，可以有效地解决水资源短缺的问题。

膜生物反应器(MBR)是将膜分离技术与生物处理技术相结合的新型水处理技术，具有出水水质高、运行稳定、管理方便、污泥产量少等优点，在废水回用与资源化领域具有极为广阔的应用前景。然而，在运行过程中，膜组件容易发生污染，导致了膜组件通量降低；且膜组件清洗过程十分复杂，造成了膜组件使用率偏低，使得MBR运行成本大为升高，这都一定程度上限制了MBR在水处理以及中水回用中的应用。因而，开发高效地抗污染MBR是十分有必要的。

目前，MBR主要采用PVDF中空纤维膜组件，其中PVDF多经过亲水改性以提高其抗污染性。随着MBR工艺的运行，PVDF膜孔和膜表面逐渐吸附有机物，导致PVDF的亲水性降低，膜污染现象增大，导致膜通量逐渐减少。目前，多采用空气曝气、水洗、化学试剂清洗等方式根据膜污染的程度清洗膜组件，使其恢复膜通量。然而，在空气曝气中，曝气产水8分钟，空曝不产水2分钟，导致实际产水运行时间明显偏少；水洗通常采用双倍的产水速度对膜组件清洗，导致实际产水量的减少，且膜组件需要从膜池内取出清洗，因而运行时间比较长；化学试剂清洗通常采用次氯酸钠等溶液对膜组件清洗，需要将膜组件从膜池内取出，工艺操作十分复杂，清洗时间长，实际产水减少。以上清洗方式并没有恢复PVDF的亲水性，导致清洗周期越来越短，严重影响了MBR工艺的应用。因而，开发MBR长期稳定运行的清洗工艺是十分重要的。

目前虽然有使用臭氧处理MBR的工艺，但其均只是通过臭氧对污水进行预处理，减少污水的COD等，或者是将MBR取出，中断废水处理工艺，使用另外的工艺对其进行清洗，在实际的废水处理过程中如何使MBR得到重复利用，这是本领域技术人员长期以来想要实现的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使MBR长期稳定运行出水的在废水处理过程中实时清洗MBR的方法。

本发明的技术方案：

一种在废水处理过程中实时清洗MBR的方法，在装有MBR的好氧池中，曝入臭氧与空气，空气曝气量为1-4L/(m²·min)，空气持续曝气；臭氧曝气量为0.05-0.4L/(m²·min)，臭氧间歇曝气，臭氧曝气时间5～30s，臭氧曝气周期2～10min。

本发明进一步包括以下优选的技术方案：

优选的方案中，臭氧通入口布置在MBR周围。

臭氧主要集中在膜组件周围且为间歇式，不仅对好氧池内的微生物基本没有影响，还能够同时获得高效的清洗效果。

优选的方案中，采用PLC控制间歇臭氧曝气，通过臭氧发生器获得臭氧，所述臭氧发生器的臭氧产量为1～5kg/h。

优选的方案中，所述MBR为浸没式PVDF中空纤维膜组件。

优选的方案中，所述MBR的膜孔径为0.03～0.45μm。

优选的方案中，所述MBR的膜通量为15～40L/(m²·h)。

优选的方案中，所述好氧池中的溶氧浓度大于2mg/L。

优选的方案中，所述好氧池的进水水质COD为200-500mg/L。

优选的方案中，所述好氧池的氨氮含量为30-60mg/L，总磷含量为3-10mg/L。

优选的方案中，所述废水采用连续进水依次经过缺氧池、好氧池。

优选的方案中，所述缺氧池的溶氧浓度为0.2～0.5mg/L。

通过以上优选的方案，能够进一步保障本发明有益效果的获得。

相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：

MBR的使用，可以对废水进行有效的处理，但是现有技术中膜生物反应器的污染大大降低了其实际处理效果，现有的常规处理是将其取出，对其进行清洗，然后再加入废水池中重复使用，但是这样的处理过程非常繁杂，也会大大影响废水的处理效果。

针对上述现状，发明人通过大量的研究，做了大量的实验，最终才得到了本发明的方案，通过使用本发明的方案，获得了意料之外的在废水处理过程中实时清洗MBR的效果。

在具体的处理过程中，发明人通过向好氧池中采用臭氧与空气间歇曝气，并通过控制空气的曝气量、臭氧曝气量、臭氧曝气时间、臭氧曝气周期，不仅实现了良好的废水处理效果，最重要的是能够同时对MBR进行有效清洗，进一步提高废水处理效率。这对本领域来说具有非常重要的现实意义，能够带来巨大的经济效益。

本发明极大控制了MBR的膜污染，且可以恢复甚至提高其亲水性，有效地增强了其抗污染性。而且，MBR可以长期运行出水，不需要中断清洗。臭氧主要集中在膜组件周围且为间歇式，对好氧池内的微生物基本没有影响。

本发明可以有效地在线清洗MBR，解决MBR膜污染问题，实现了MBR工艺的长期运行，MBR出水量大大增加。而且，此过程MBR一直稳定运行出水。该方法简单、高效，出水水质高，成本低，可以实现推广应用。

附图说明

图1为实施例1与对比例1-3的MBR跨膜压差的比较。

具体实施方式

实施例1

以市政生活废水为进水，进水水质COD约250mg/L，氨氮约20mg/L，总磷约4mg/L。整个工艺主要包括缺氧池、好氧池、膜组件、臭氧发生器和曝气装置等。废水依次经过缺氧池和好氧池，在好氧池内采用抽吸将水从膜组件内排出。缺氧池内的溶氧维持在0.3mg/L，好氧池的溶氧维持在3mg/L，MBR的孔径为0.05μm，膜通量维持为20L/(m²·h)，空气曝气量2L/(m²·min)，臭氧曝气量0.1L/(m²·min)，臭氧产量为2kg/h，臭氧曝气时间为10s，曝气周期为5min。MBR的跨膜压差(TMP)与时间的关系如图1所示，发现采用间歇臭氧和空气共同曝气，MBR的TMP缓慢上升，变化不明显，可以有效地抑制膜污染现象。

对比例1

以市政生活废水为进水，进水水质COD约250mg/L，氨氮约20mg/L，总磷约4mg/L。整个工艺主要包括缺氧池、好氧池、膜组件和曝气装置等。废水依次经过缺氧池和好氧池，在好氧池内采用抽吸将水从膜组件内排出。缺氧池内的溶氧维持在0.3mg/L，好氧池的溶氧维持在3mg/L，MBR的孔径为0.05μm，膜通量维持为20L/(m²·h)，空气曝气量2L/(m²·min)。MBR的跨膜压差(TMP)与时间的关系如图1所示，随着时间的运行MBR的TMP显著增大。

对比例2

以市政生活废水为进水，进水水质COD约250mg/L，氨氮约20mg/L，总磷约4mg/L。整个工艺主要包括缺氧池、好氧池、膜组件和曝气装置等。整个工艺主要包括缺氧池、好氧池、膜组件、臭氧发生器和曝气装置等。废水依次经过缺氧池和好氧池，在好氧池内采用抽吸将水从膜组件内排出。缺氧池内的溶氧维持在0.3mg/L，好氧池内的溶氧维持在3mg/L，MBR的孔径为0.05μm，膜通量维持为20L/(m²·h)，空气曝气量2L/(m²·min)，臭氧曝气量0.01L/(m²·min)，臭氧产量为2kg/h，臭氧曝气时间为10s，曝气周期为5min。由图1发现，随着时间的运行，MBR的TMP有所增大，不能明显起到明显抑制膜污染。

对比例3

以市政生活废水为进水，进水水质COD约250mg/L，氨氮约20mg/L，总磷约4mg/L。整个工艺主要包括缺氧池、好氧池、膜组件和曝气装置等。整个工艺主要包括缺氧池、好氧池、膜组件、臭氧发生器和曝气装置等。废水依次经过缺氧池和好氧池，在好氧池内采用抽吸将水从膜组件内排出。缺氧池内的溶氧维持在0.3mg/L，好氧池内的溶氧维持在3mg/L，MBR的孔径为0.05μm，膜通量维持为20L/(m²·h)，空气曝气量2L/(m²·min)，臭氧曝气量1L/(m²·min)，臭氧产量为2kg/h，臭氧曝气时间为10s，曝气周期为5min。结果好氧池中好氧微生物大量死亡。