专利名称：动态膜生物反应器的两阶段运行模式的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于污水处理的动态膜生物反应器的运行模式，属于动态膜生物反应器技术领域。
背景技术：
动态膜生物反应器用于污水处理，其结构一般如附图所示，主要由进水装置、生物反应器、曝气装置、液位控制器、动态膜过滤组件和出水装置组成。进水装置包括进水管1 和进水泵2，生物反应器4的底部设有曝气器6，曝气器6与生物反应器4外的空气压缩机 8相连，曝气器6与空气压缩机8组成曝气装置。转子流量计7置于曝气器6与空气压缩机8之间以控制曝气强度。在生物反应器4顶部设液位控制器3，使反应器内液面维持在一定的范围内，动态膜过滤组件5置于生物反应器4内，动态膜过滤组件5顶端与出水管9相连。污水通过进水装置进入生物反应器4内，在生物反应器4内，活性污泥颗粒生物降解污染物而后经过动态膜的截留作用出水。出水主要依据反应器液面与出水管之间的液位差即水头。动态膜过滤组件由粗孔微网材料制备而成，活性污泥沉积在粗孔微网材料上形成动态膜，取得与微滤膜近似的泥水分离效果。粗孔微网材料低廉的价格极大地节省了动态膜生物反应器的初期投资，动态膜较小的过滤阻力和清洗方式显著地减少了污水处理工艺的运行维护费用。动态膜生物反应器的运行以动态膜的形成为标志可以划分为两个阶段第一阶段为运行初期，反应器内活性污泥颗粒吸附/沉积在粗孔微网材料上，形成污泥层即动态膜， 可以减小粗孔微网材料的孔径，增强动态膜过滤组件的截留能力。其判断标志为反应器出水浊度低于5NTU，出水SS低于lmg/L ；动态膜形成后进入第二个阶段，当活性污泥颗粒继续向膜组件上吸附/沉积时，会导致动态膜厚度增大，孔径变小，过滤阻力增加，使动态膜更易堵塞而引起污染。目前，动态膜生物反应器的常规运行模式是在运行过程中保持恒定不变的水头和曝气强度。此种运行模式的缺点是无法分别满足两个阶段的运行需求。若采用高曝气或低水头的方式运行，高曝气导致动态膜表面的错流速率大，污泥颗粒难以沉积在动态膜表面， 而且低水头也使得污泥颗粒不易沉降到动态膜表面，最终减缓了动态膜的形成速率，延长了动态膜的成膜时间，出水水质在初始阶段的较长时间内达不到排放要求。若采用低曝气或高水头的运行方式，低曝气导致动态膜表面的错流速率小，污泥颗粒更易沉积在动态膜表面，高水头也会导致污泥颗粒更易沉降到动态膜表面，同时会使一些比较细小的颗粒透过动态膜过滤组件，使得出水水质变差。在成膜后的长期运行阶段中，使得污泥颗粒更容易沉积在动态膜表面，动态膜变厚，孔径变小，过滤阻力增大，引起污染。
发明内容
为了克服现有动态膜生物反应器运行模式存在的缺点，本发明提供一种成膜时间短、能耗低、能够延缓膜污染、使动态膜长时间维持稳定状态的动态膜生物反应器的两阶段运行模式。本发明的动态膜生物反应器的两阶段运行模式，步骤如下(1)在动态膜形成的初期运行阶段，采用200L/小时-350L/小时的低曝气、 3. 5cm-5. Ocm的高水头运行模式，低曝气使动态膜生物反应器内保持比较高的大粒径污泥颗粒的浓度，高水头提高污泥颗粒沉积在粗孔微网基材上的速率，这样一方面加快成膜速率，使出水悬浮颗粒尽快达到排放要求，另一方面优化成膜的结构，使得膜阻力小，出水通量大；(2)在动态膜形成后的运行阶段，采用400L/小时-500L/小时的常规曝气、 0. 5cm-2cm的低水头运行模式，低水头减缓污泥颗粒沉积在粗孔微网基材上的速率，这种运行模式能够减少膜堵塞，延缓膜污染，使动态膜在长时间内维持在稳定状态。本发明的运行模式主要是通过在不同阶段改变动态膜生物反应器内水头和曝气强度实现的。与常规运行模式相比，本发明可以缩短成膜时间，优化膜结构，使得膜阻力小， 出水通量大，降低运行能耗，同时可以延缓膜污染。本发明可以将动态膜的成膜时间缩短至50-150分钟，在稳定运行阶段，通量可维持在28-55L/m2小时，动态膜的运行周期延长至 15-30 天。
附图是动态膜生物反应器的结构示意图。其中1、进水管，2、进水泵，3、液位控制器，4、生物反应器，5、动态膜过滤组件，6、
曝气器，7、转子流量计，8、空气压缩机，9、出水管。
具体实施例方式实施例1将生活污水(COD为 270-450mg/L，BOD 为 130_250mg/L，SS 为 90_170mg/L)进入附图所示的动态膜生物反应器(MLSS为5000mg/l)中。在动态膜形成的初期运行阶段，通过液位控制器3使水头维持在4. 0-4. 5cm,通过转子流量计7使曝气强度控制在300L/小时，63分钟时动态膜生物反应器出水浊度低于5NTU，出水SS低于lmg/L，通量为52L/m2小时，即成膜时间为63分钟。在动态膜形成后的运行阶段控制水头为1. 0-1. 5cm,曝气强度为 500L/小时，反应器稳定运行21天。反应器稳定运行阶段，通量维持在30-37L/m2小时。实施例2将生活污水(COD为 270-450mg/L，B0D 为 130_250mg/L，SS 为 90_170mg/L)进入附图所示的动态膜生物反应器(MLSS为5000mg/l)中。在动态膜形成的初期运行阶段，通过液位控制器3使水头维持在3. 5-4. 0cm，通过转子流量计7控制曝气强度为350L/小时，85 分钟时反应器出水浊度低于5NTU，出水SS低于lmg/L，通量为46L/m2小时，即成膜时间为 85分钟。在动态膜形成后的运行阶段控制水头为0. 5-1. Ocm,曝气强度为500L/小时，反应器稳定运行24天。反应器稳定运行阶段，通量维持在28-41L/m2小时。实施例3将生活污水(COD为 270-450mg/L，B0D 为 130_250mg/L，SS 为 90_170mg/L)进入附图所示的动态膜生物反应器(MLSS为5000mg/l)中。在动态膜形成的初期运行阶段，通过液位控制器3使水头维持在4. 5-5. 0cm，通过转子流量计7控制曝气强度为250L/小时，56 分钟时反应器出水浊度低于5NTU，出水SS低于lmg/L，通量为57L/m2小时，即成膜时间为 56分钟。在动态膜形成后的运行阶段控制水头为1. 5-2cm,曝气强度为450L/小时，反应器稳定运行19天。反应器稳定运行阶段，通量维持在31-45L/m2小时。实施例4将生活污水(COD为 270-450mg/L，B0D 为 130_250mg/L，SS 为 90_170mg/L)进入附图所示的动态膜生物反应器(MLSS为5000mg/l)中。在动态膜形成的初期运行阶段，通过液位控制器3使水头维持在4. 5-5. 0cm，通过转子流量计7控制曝气强度为200L/小时，53 分钟时反应器出水浊度低于5NTU，出水SS低于lmg/L，通量为61L/m2小时，即成膜时间为 53分钟。在动态膜形成后的运行阶段控制水头为1. 5-2cm,曝气强度为400L/小时，反应器稳定运行17天。反应器稳定运行阶段，通量维持在33-49L/m2小时。
权利要求
1. 一种动态膜生物反应器的两阶段运行模式，其特征在于步骤如下(1)在动态膜形成的初期运行阶段，采用200L/小时-350L/小时的低曝气、 3. 5cm-5. Ocm的高水头运行模式，低曝气使动态膜生物反应器内保持比较高的大粒径污泥颗粒的浓度，高水头提高污泥颗粒沉积在粗孔微网基材上的速率，这样一方面加快成膜速率，使出水悬浮颗粒尽快达到排放要求，另一方面优化成膜的结构，使得膜阻力小，出水通量大；(2)在动态膜形成后的运行阶段，采用400L/小时-500L/小时的常规曝气、0.5cm-2cm 的低水头运行模式，低水头减缓污泥颗粒沉积在粗孔微网基材上的速率，这种运行模式能够减少膜堵塞，延缓膜污染，使动态膜在长时间内维持在稳定状态。
全文摘要
本发明提供了一种动态膜生物反应器的两阶段运行模式，包括(1)在动态膜形成的初期运行阶段，采用200-350L/小时的低曝气、3-5cm的高水头运行模式；(2)在动态膜形成后的运行阶段，采用400-500L/小时的常规曝气、0.5-2cm的低水头运行模式。与常规运行模式相比，本发明可以缩短成膜时间，优化膜结构，使得膜阻力小，出水通量大，降低运行能耗，同时可以延缓膜污染。本发明可以将动态膜的成膜时间缩短至50-150分钟，在稳定运行阶段，通量可维持在28-55L/m2小时，动态膜的运行周期延长至15-30天。
文档编号C02F3/12GK102167441SQ201110048910
公开日2011年8月31日 申请日期2011年3月1日 优先权日2011年3月1日
发明者刘静, 张建, 张成禄, 柳翠, 梁爽 申请人:山东大学